项目六 动力电池系统的安全分析与设计.pptxVIP

动力电池管理及维护技术;;;项目六、动力电池系统的安全分析与设计;「案例导读」

根据2009年世界卫生组织发布全球首份《道路安全全球现状报告》,调查显示全球每年有127万人死于道路交通事故,其中46%都是行人、自行车或者摩托车驾驶者。死于交通事故者,中国最多。该报告对全球178个国家的交通意外数字进行了分析,是首份全球性的道路安全评估报告。报告中指出,全球三分之二的死亡数字来自10个国家,按照数量依次为中国、印度、尼日利亚、美国、巴基斯坦、印尼、俄罗斯、巴西、埃及和埃塞俄比亚。

;传统的燃油车,经过100多年的发展,有了丰富的积累和沉淀,仍然谈不上“绝对”的安全,每年因为车辆本身的故障所造成的人员伤亡为数不少,汽车制造企业因为汽车安全隐患在全球的召回案例也是层出不穷。旧的问题解决了,新的问题又会出来,产品功能越来越丰富,技术复杂度越来越高,运行环境越来越复杂意味着产品的安全性风险也随之增多,所以“矛”和“盾”是一对孪生兄弟,永远相伴而行

近年来,随着电动汽车的快速发展,如何解决电动汽车所带来的安全问题,又成为汽车行业的新的话题和难点。由于人们对新事物的认知有个过程,初期难免抱有怀疑和不信任的态度,所以任何一次有关电动汽车的安全事故,都会导致公众对电动汽车安全性的疑虑进一步加深,阻碍电动汽车的发展和普及。因此对动力电池系统的安全分析与设计就非常必要。;任务1:动力电池系统安全分析

「任务要求」

了解动力电池系统的设计理念、系统安全及危险源的定义。

作为汽车产品,安全是产品开发过程必须放在第一位考虑的因素,所以动力电池及系统企业必须在内部构建一种安全的文化基因,让产品安全这个理念渗透到每一名员工的思想当中,并通过制度和规则的约束,让员工将这种理念落实到开发、测试、生产、服务的每一个环节当中。监督和评估机制不可或缺,事前预防,事后分析,题闭环跟踪和解决,形成一种良性的循环,才能使风险得到有效管控,不断地提升产品的安全目标和性能。

「知识储备」

一、动力电池系统的设计理念

动力电池系统本身是集化学、电气和机械特性于一体的复杂系统,???系统设计时必须兼顾各方面特性的满足,尤其是电芯的化学特性所包含的安全性和寿命衰减,无法直观测评,也不易短时间预测。另外,动力电池安装在车上使用,还需考虑复杂多变的应用环境。要确保电池系统长期安全、耐用,必须在设计阶段定义好如何使用和维护。图中所示动力电池系统的关键技术，见图6-1

;所以,在电池系统设计上需要关注以下两个“铁三角”第一个三角说明电池系统研发制造所依赖的三方面技术缺一不可。第二个三角说明电池系统产品要按照汽车开发理念,定义和控制全生命周期,从产品研发制造到应用维护的三个重要环节来保证好用。;二、系统安全的概念

系统安全理念和系统安全工程已经成功应用于航空、航天、汽车等领域,越是复杂的产品,越需要我们从系统层面进行分析,将各种可能的因素都考虑到,从而保证产品的安全性。动力电池系统建模和属性分析,是开展安全分析工作的前提,我们首先要对动力电池系统的组成、功能、特性、接口、工作环境等有全面的认识,才能有效开展安全分析工作。;三、系统安全工程的概念

在系统安全的理论框架下,我们必须搞清楚危险、事故、安全这三个概念,从而为寻找正确的方法奠定基础。安全是一个识别危险、管控事故风险的过程,最终的目的是保护生命、财产和环境。

;;四、危险的能量源及识别

危险识别的主要方法和途径有：

1）充分识别系统内存在的危险源,如电池、电容器、燃料、爆炸物、可燃物、放射源、电荷、压力、发电机、射频源等。

2）充分了解各种危险触发机制,如电池过充会发生燃烧,燃油泄漏会发生火灾,电荷通过人体会产生电击,射频源的电磁信号会引起电子设备故障。

3）充分了解系统或产品不可接受的故障或行为,如车车辆突然加速/减速、意外移动、刹车失控、转向失灵等都会导致事故,由此展开分析,动力电池系统的输出非正常中断,输出不能关断,输出功率不足等,都是系统存在的危险。

4）对历史上已发生的案例有充分的收集和分析,如TeslaModelS在行驶中发生路面金属物穿刺,导致电池系统起火燃烧;BYDE6电动车与跑车发生高速碰撞,电池起火爆炸等,从这些事故分析可知,电池穿刺和挤压变形是导致事故发生的触发因素。

5）通过对已有的成熟设计做分析,可以识别系统存在的危险,如电力系统中将火线、零线、地线的颜色加以显著区分,可以有效避免操作事故在电动汽车产品中,如果动力线缆、接零线缆等没有明显的颜色区分,就可能因为人为误操作发生事故。

6）对行业的法规、标准、规范等有非常全面的收集和认识,如国标GBT314673-2015要求动力电池系统被海水浸泡时,不能起火和爆炸,国标GBT31485-201