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动力电池系统安全性提升主要在以下几个方面:
² 机械安全:强度机械部件的刚度校核,实现壳体等具有固定、柔性、缓冲性能,密封技术;
² 电气安全:电器件布局,电联接可靠性,防护、绝缘、电气间隙,高压保护,等电位;
² 功能安全:滥用保护、过压/欠压/过流保护、高低温阀值、碰撞时断高压、ASIL评定与管理;
² 策略安全:高低压互锁、高低压隔离、充放电策略、安全预警和保护;
² 工艺安全:焊接和联接工艺、防错、过程防护、SOP;
² 运维安全:手动维修开关、快速维修口、安全标示、警示信息、防护和包装;
² 环境安全:温度监控和热管理,防火、阻燃、防水、防腐蚀,EMC和EMR,高IP防护等级;
² 碰撞安全:防护系统,提高框架刚度;
² 防爆安全:泄压装置、防止热失控。
(二) 电动汽车整车安全技术
电动汽车整车安全主要包括:碰撞安全、电气安全、功能安全和维修安全等。
² 碰撞安全:营救保护、机械保护、高压保护;
² 电气安全:高压安全、充电保护和GB18384-2015中有关高压安全的内容、涉水、浸水;
² 功能安全:GB18384-2015中有关功能安全的内容、控制策略有效、EMC;
² 维修安全:维修过程的人员保护。
1. 电动汽车整车安全性技术
(1)碰撞安全
碰撞是电动汽车最为重要的安全问题之一,相比于传统内燃机汽车,由于动力系统的特殊性,电动汽车的安全系统设计更为复杂。如果车辆在充电及行驶过程中出现碰撞、翻车等事故,可能造成动力系统的短路、漏电、燃烧、爆炸等,由此对乘员造成电伤害、化学伤害、燃烧伤害等。当车辆发生碰撞时,碰撞过程中以及碰撞后都要保证相关人员的人身安全。由于电动汽车既有传统燃油车的一般碰撞安全问题,又有纯电动汽车的高压碰撞安全问题。因此,对于纯电动汽车来说,除了传统汽车的相关保护需求之外,还应当满足电动汽车的高压安全条件。
² 防触电安全:惯量电路、高压瞬时断电等功能实现了在碰撞过程中断开高压电回路,避免乘员和行人遭受触电风险,保证人员安全的情况下尽量保护关键零部件不受损害。汽车碰撞后保证维护和救援人员没有触电风险;
² 电池碰撞安全:碰撞后动力电池系统热失控扩展的控制技术要保证人员逃生时间要求;
机械防护安全:乘用车满足碰撞法规、NCAP等碰撞工况要求,针对电驱动系统特点,需进行高压电系统的碰撞安全布置空间校核,需进行车身和底盘等关键零部件碰撞传力、吸能设计,保证碰撞过程中车身对动力电池系统的防护,避免碰撞过程中电池漏液、燃烧、爆炸。在高速碰撞工况下,保证大质量电池与车身安装固定的可靠性,避免电池脱落对乘员和第三方造成伤害。
由于客车没有碰撞测试要求,正在制定中过的《电动客车安全技术条件草案》已经将其纳入。
(2)电气安全
纯电动汽车的电气安全主要包括以下方面:防止人员接触到高压电、电池能量的合理分配、充电时的高压安全、行驶过程中的高压安全。
² 高压互锁安全:防止人员接触高压;
² 涉水安全:当电动汽车遇到涉水、暴雨等工况时,由于水汽侵蚀,高压的正极与负极之间可能出现绝缘电阻变小甚至短路的情况,可能引起电池的燃烧、漏液甚至爆炸,若电流流经车身,可能使乘员遭受触电风险。
当电动汽车发生高压电气安全事故,首先可及时预警,即事故发生后,保证人员安全逃生。需要的安全疏散时间也要满足:
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