[摘要] 随着电动汽车保有量的快速增长,其火灾安全问题日益凸显。电动汽车内外饰材料用量大、类别多,其阻燃性能直接影响整车火灾安全水平。为系统评估电动汽车内外饰材料的阻燃性能,中国消费品质量安全促进会发布了T/CPQS A0060—2026《电动汽车安全性评估方法 第4部分:材料阻燃性能》团体标准(以下简称“标准”)。本文旨在对标准的测试方法、评价体系、技术特点与创新点进行系统解析,为相关研发、检测和认证人员提供技术参考。同时,针对标准不足提出研究提升建议。
[关键词] 电动汽车;材料阻燃特性;团体标准;测试评价;火灾安全
引言
在新能源汽车行业快速发展的背景下,电动汽车火灾安全问题正日益成为消费者关注的焦点。电动汽车起火事件的发生,不仅严重威胁驾乘人员的生命与财产安全,也在一定程度上削弱了市场对新能源车型的接受意愿。为从源头上减少火灾事故,行业内普遍将技术攻关方向集中在动力电池、电芯等核心储能部件上,围绕电池包的结构优化、热管理系统的升级改造、新型灭火材料的开发应用等,持续强化关键部件的防火性能。然而,在核心部件防火水平不断提升的同时,整车中广泛应用的大量塑料内外饰材料所潜藏的火灾隐患却被行业忽视。塑料内外饰材料大多属于易燃或可燃材质,一旦车辆起火便会迅速燃烧,释放出一氧化碳、氰化物等剧毒气体以及高温浓烟,不仅加快火势扩散,还会极大阻碍车内人员的逃生,显著增加火灾带来的致命风险。
中国消费品质量安全促进会发布的标准,针对M1类和N1类电动汽车从整车典型材料中截取样品,系统规定了多维度测试方法,并建立了加权评分与五星级评价体系。
1 标准试验方法介绍
标准共规定了三种核心测试方法,即明火燃烧试验、灼热丝试验和烟密度试验。所有试验样品均在整车上截取,取样位置包括主地毯(含底部海绵)、行李箱地毯、底部护板和主驾座椅坐垫面料。样品预处理条件在温度(23±2)℃、相对湿度(50±5)%的环境下放置24h。
1.1 明火燃烧试验
明火燃烧试验参照GB8410—2006《汽车内饰材料的燃烧特性》标准要求进行。试验方法为对试样自由端引燃15s后熄火,记录火焰在样品上蔓延速度。明火燃烧试验是用来模拟水平方向安装的材料在遇到火源后的燃烧情况。试验结果用燃烧速率(mm/min)表示,较低的燃烧速率意味着火焰在该种材料水平方向上蔓延速率较慢,可为乘员逃生提供更多的时间。
1.2 灼热丝试验
灼热丝试验是在GB/T5169.10—2017《电工电子产品着火危险试验第10部分:灼热丝/热丝基本试验方法灼热丝装置和通用试验方法》标准要求的基础上改进后进行的。试验方法为将无明火的高温灼热丝尖端与样品接触,记录预设灼热丝温度能否使样品起燃(出现可见的明火,且燃烧时间大于1s)。灼热丝试验是用来模拟电池包发生热失控、温度急剧上升后,高温热源与材料接触的情况。试验结果用无明火温度(℃)表示,较高的无明火温度意味着该种材料被引燃需要温度更高的无明火热源,可在电池包高温热失控时降低材料起燃的风险。
1.3 烟密度试验
烟密度试验测试参照GB/T8627—2017《建筑材料燃烧或分解的烟密度试验方法》标准要求进行,对4个不同取样部位进行全测试。试验方法为使用火焰在试样下方持续灼烧样品,关闭排风和烟箱门,以15s间隔记录试验箱中的光吸收率,持续4min。烟密度试验是用来评价材料在燃烧和分解的条件下产生烟气的情况,试验结果用烟密度等级SDR表示。较低的烟密度等级,意味着该种材料在燃烧过程中分解出的烟气对人员的视线影响较小,在狭小空间(如地下停车场等)发生火灾时,能够便于人员快速发现安全出口所在位置,提高逃生速度,同时也有助于提高救援效率。
2 评价体系分析
2.1 测评项目及指标
标准将评价分为三个一级指标,即明火燃烧(权重40%)、灼热丝试验(权重20%)、烟密度试验(权重40%)。每个一级指标下设若干二级指标,对应不同的取样部件和性能参数。
明火燃烧。考核主地毯、行李箱地毯、底部护板、主驾座椅坐垫面料的燃烧速率V(单位:mm/min)。每个部件分为三档:V≤60得25分;60<V<80得17.5分;V≥80得12.5分。
起燃特性。考核主地毯和底部护板的“无明火温度T”。T≥750℃得50分;750℃>T≥650℃得30分;650℃>T≥550℃得15分;T<550℃得0分。
产烟特性。考核主地毯、行李箱地毯、底部护板、座椅面料的SDR。SDR≤60得25分;60<SDR<70得12.5分;SDR≥70得0分。
2.2 指标得分计算方法
综合得分 S4按加权求和公式计算:
其中,si为第i个一级指标的得分(由下属二级指标得分累加得到);wi为对应权重(明火燃烧 0.4,起燃特性0.2,产烟特性0.4)。每个二级指标的满分值已考虑权重分配前的基准分值(例如明火燃烧各部件满分为25分,四个部件合计100分,再乘以40%权重后实际贡献40分;起燃特性两个部件各50分合计100分,乘以20%后贡献20分;产烟特性四个部件各25分合计100分,乘以40%后贡献40分。该评价体系通过加权突出了燃烧速率和产烟特性的重要性(各占40%),符合火灾中快速蔓延和烟气浓度对乘员逃生的核心影响。
2.3 评价结果
根据综合评分S4划分为五个星级,具体见表1。
3 标准技术特点和创新点
3.1 实车取样,多部件覆盖
标准要求从实车上裁取材料进行测试,不接受标准样测试,保证了测试结果与整车实际材料状态(包括背胶、海绵层、曲面结构等)的一致性,避免了材料级别测试与整车应用之间的脱节。
3.2 多维度阻燃性能评价体系
首次将燃烧速率、无明火温度和烟密度等级三个维度统一纳入材料阻燃性能评估体系,比单一燃烧试验更能反映电动汽车实际火灾风险。
3.3 加权评分与评级
引入权重分配(明火燃烧 40%、起燃特性 20%、产烟特性40%)和100分制综合得分,再划分为五星等级,便于消费者理解、企业产品对标以及有效监管。
4 结论
标准是我国首部系统针对电动汽车内外饰材料阻燃性能的综合性评估规范。它构建了包含明火燃烧、灼热丝起燃和烟密度等级在内的测试体系,并创新地采用整车取样、阶梯温度灼热丝法、加权综合评分与五星评级机制。标准既充分考虑电动汽车实际火灾场景的特点,又兼顾工程实践中的可操作性,为整车企业材料选型、零部件供应商性能开发以及第三方检测认证提供了统一的技术依据。尽管目前标准不适用于燃料电池电动汽车,但其框架和方法对后续其他车型(N2、M2类等)的扩展具有重要借鉴意义。建议未来进一步研究实车火灾试验与材料级试验的关联性,以持续完善电动汽车火灾安全评估体系。