電動汽車動力電池安全防護設(shè)計

本文格式為Word版，下載可任意編輯第第頁電動汽車動力電池安全防護設(shè)計1.整體思路

動力電池系統(tǒng)平安防護的根本原則：阻擋電能和化學(xué)能在系統(tǒng)正常運行狀態(tài)和某些非正常狀態(tài)(法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的狀況，以及典型的失效狀況)，以不行控的方式釋放，或減輕其不行控釋放所帶來的危害。

平安防護設(shè)計的主要方法：

1)阻擋能量的不行控釋放——預(yù)防危害發(fā)生

2)阻斷能量不行控釋放的路徑——阻擋危害發(fā)生后的擴散

3)降低能量不行控釋放的破壞——降低危害所造成的損害

針對電擊危害：

①被動預(yù)防為主，保證足夠的絕緣強度和有效的接觸防護

②實行有效的主動干預(yù)機制(針對絕緣緩慢失效)，阻擋危害發(fā)生，保證平安裕量

③一旦發(fā)生，由于能量釋放太快(毫秒級)，無法準(zhǔn)時進行中斷或降損

針對燃燒危害：

①預(yù)防，中斷和降損有效結(jié)合

②主動防護，阻擋過充，短路，過熱等濫用狀況，避開危害發(fā)生

③良好的結(jié)構(gòu)防護，愛護電池在撞擊，擠壓，穿刺，跌落等狀況下的平安性

④良好的散熱力量，降低內(nèi)部熱累計速度，避開熱失控

⑤內(nèi)部組件的著火點溫度閾值足夠高，提高危害發(fā)生的門檻

⑥防火槽，隔熱材料，導(dǎo)火導(dǎo)熱裝置等中斷火災(zāi)擴散路徑，阻擋連鎖反應(yīng)

⑦阻燃材料，降低燃燒損害

⑧實行危急源檢測與主動滅火裝置

針對爆炸危害：

①預(yù)防為主，避開燃燒

②中斷和降損為輔，在發(fā)生爆燃時，有泄壓裝置，快速釋放高溫高壓氣體，避開爆炸，或降低爆炸的力度

2.工程方法

平安的防護設(shè)計，是一個系統(tǒng)工程，切勿從局部入手，僅依據(jù)某些典型的失效案例，實行有限的應(yīng)對措施，或者僅依據(jù)國外和國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)的要求，簡潔通過相關(guān)的測試和認證。

在產(chǎn)品的平安設(shè)計工作中，要追根溯源，抽絲剝繭，綜合運用多種工程方法和措施，從系統(tǒng)級到子系統(tǒng)、部件、零件等各個層級都實行完整而有效的解決方案，從而實現(xiàn)整個系統(tǒng)的平安性。

在項目的早期，產(chǎn)品僅處于概念或草案階段，此時需要結(jié)合已有的工程閱歷，綜合考慮產(chǎn)品所面對區(qū)域的法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、典型案例、客戶需求等因素，確定產(chǎn)品的系統(tǒng)級平安目標(biāo)。

項目早期(概念階段)：

①工程閱歷

②法律法規(guī)

③標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

④已有案例

…

在產(chǎn)品的方案階段，則要依據(jù)產(chǎn)品的總體架構(gòu)和接口定義，基于產(chǎn)品的系統(tǒng)級平安目標(biāo)，綜合運用頭腦風(fēng)暴、魚骨圖分析、FTA、System-FMEA、建仿照真等工程方法，確定具體的平安目標(biāo)和相關(guān)指標(biāo)，并分解至子系統(tǒng)或零部件，同時確定相互之間的平安設(shè)計協(xié)作。

項目早期(方案階段)：

①頭腦風(fēng)暴

②魚刺圖(魚骨圖)

③FTA(故障樹分析)

④S-FMEA

⑤仿真

…

在接下來的開發(fā)過程中，仍舊需要將平安的相關(guān)設(shè)計目標(biāo)往下分解，直至最底層的零件，建立完善的需求分解和追溯系統(tǒng)。運用DFMEA、測試、平安評估等方法，驗證平安設(shè)計的有效性和完整性。

項目過程中(設(shè)計/驗證階段)：

①D-FMEA

②測試

③平安評估

…

在產(chǎn)品的平安設(shè)計方案方面，應(yīng)當(dāng)結(jié)合主/被動平安防護設(shè)計，達到最佳的平安防護效果，提升動力電池系統(tǒng)的平安性能。

被動平安防護設(shè)計：

①結(jié)構(gòu)強度

②絕緣材料

③防水防塵

④快速散熱

⑤防火阻燃

⑥壓力泄放

…

主動平安防護設(shè)計：

①專有的平安防護電路與軟件模塊

②絕緣、煙霧、壓力、氣體、液體檢測

③達到閾值門檻，執(zhí)行報警、切斷輸出、主動滅火等措施

…

通過系統(tǒng)級防護設(shè)計和零部件防護設(shè)計相互結(jié)合，能夠獲得較高的平安冗余，從而提升動力電池系統(tǒng)的平安性能。

系統(tǒng)級平安防護設(shè)計：

①環(huán)境防護

②濫用防護

③壓力平衡

④主動平安防護

…

零部件級平安防護設(shè)計：

①電芯在極端狀況下的平安性

②部件在高溫下的阻燃特性

③掌握單元的功能平安

…

3.建立企業(yè)內(nèi)部規(guī)范

歐美企業(yè)在進展過程中，會逐步建立自己的產(chǎn)品開發(fā)規(guī)范，從設(shè)計要求、設(shè)計方案、設(shè)計檢查、評審評估等各個方面都有嚴格規(guī)定，從而在企業(yè)內(nèi)部建立一個防火墻機制。國內(nèi)企業(yè)在這方面則重視不夠，產(chǎn)品開發(fā)過程受人的影響特別大，不能將閱歷的積累轉(zhuǎn)化為一種制度性的強制約束，會一而再再而三的重復(fù)別人或自己曾經(jīng)犯過的錯誤。此外，每個公司的資源都是有限的，假如不同產(chǎn)品的閱歷不能積累成通用化的平臺并充分共享，必定導(dǎo)致資源的投入永久跟不上業(yè)務(wù)擴張的速度，企業(yè)決策和管理層疲于奔命