智能電動(dòng)汽車安全技術(shù) 課件 第一章 緒論-智能電動(dòng)汽車安全技術(shù)的發(fā)展

智能電動(dòng)汽車安全技術(shù)（緒論）

智能電動(dòng)汽車安全技術(shù)的發(fā)展一安全性分析與對(duì)策二安全技術(shù)法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)三安全技術(shù)發(fā)展四智能電動(dòng)汽車安全技術(shù)的發(fā)展一緒論-智能電動(dòng)汽車安全技術(shù)的發(fā)展1.1電動(dòng)汽車發(fā)展歷史緒論-智能電動(dòng)汽車安全技術(shù)的發(fā)展1.1電動(dòng)汽車發(fā)展歷史最早在1832年，羅伯特安德森研發(fā)出了第一臺(tái)電動(dòng)汽車，這比卡爾·本次在1866年發(fā)明的第一輛內(nèi)燃機(jī)汽車要早半個(gè)世紀(jì)；在1832年至1920年間，早期電動(dòng)汽車就得到了當(dāng)時(shí)人們的廣泛認(rèn)可，也引起了科學(xué)家的興趣，因?yàn)槠渑c當(dāng)時(shí)的汽油和蒸汽動(dòng)力汽車相比，電動(dòng)汽車行駛時(shí)無噪聲、不易散發(fā)出刺激性氣味且維修簡單；1920年廉價(jià)的原油被發(fā)現(xiàn)，電動(dòng)汽車的銷量降低，到1935年電動(dòng)汽車幾乎消失。20世紀(jì)60和70年代，汽油價(jià)格一路飆升，電動(dòng)汽車再次引起人們的興趣；1959年世界上第一輛能高速行駛的電動(dòng)汽車HenneyKilowatt被發(fā)明，但與汽油動(dòng)力汽車相比，電動(dòng)汽車的性能依舊存在缺陷；1979年隨著內(nèi)燃機(jī)技術(shù)的不斷提高，汽車市場(chǎng)再次被內(nèi)燃機(jī)取代。1832年第一輛電動(dòng)汽車緒論-智能電動(dòng)汽車安全技術(shù)的發(fā)展1.1智能汽車發(fā)展歷史緒論-智能電動(dòng)汽車安全技術(shù)的發(fā)展1.1智能汽車發(fā)展歷史1925年，發(fā)明家FrancisHoudina演示了一輛無線電遙控車，被認(rèn)為是世界上第一輛自動(dòng)駕駛汽車;1956年，通用汽車推出Fire

Bied，該車是一款概念車，它基于車路協(xié)同技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在高速場(chǎng)景下的無人駕駛，是世界上第一輛配備自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)的汽車;20世紀(jì)70年代，美國等發(fā)達(dá)國家大學(xué)、實(shí)驗(yàn)室開始基于人工智能和攝像頭傳感器進(jìn)行移動(dòng)機(jī)器人、原型車研究，推動(dòng)了智能車輛的發(fā)展；1977年，日本筑波工程研究實(shí)驗(yàn)室開發(fā)了第一個(gè)利用攝像頭檢測(cè)前方導(dǎo)航標(biāo)識(shí)的自動(dòng)駕駛汽車;80年代，日本開始車路間通訊系統(tǒng)RACS研究，“人-車-路”初現(xiàn)雛形;90年代，我國清華大學(xué)、國防科技大學(xué)等推出自動(dòng)駕駛原型車并開始實(shí)際上路測(cè)試。1925年第一輛自動(dòng)駕駛汽車緒論-智能電動(dòng)汽車安全技術(shù)的發(fā)展1.1智能汽車發(fā)展歷史輸入標(biāo)題02010403智能座艙作為人車交互的入口，需要為駕駛員提供智能化的駕駛操縱體驗(yàn)以及乘車娛樂。智能電動(dòng)汽車成為未來汽車的重要發(fā)展方向。智能服務(wù)則聚焦和人、生活相關(guān)密切的服務(wù)。當(dāng)前，高級(jí)別智能駕駛汽車通常以電動(dòng)汽車為載體，所以智能電動(dòng)汽車成為現(xiàn)代智能車的主流。需要以人車交互、車聯(lián)網(wǎng)等作為基礎(chǔ)支持，目前將智能座艙的發(fā)展劃分為機(jī)械化、電子化、網(wǎng)聯(lián)化、智能駕駛、第三生活空間五個(gè)環(huán)節(jié)。1.1電動(dòng)汽車作為智能車載體的原因緒論-智能電動(dòng)汽車安全技術(shù)的發(fā)展電動(dòng)汽車的快速發(fā)展推動(dòng)了智能汽車的發(fā)展，因此它們成為了最常用的智能車載體。智能車輛沒有發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱，取而代之的是三電系統(tǒng)，使得車輛更易控制。電動(dòng)化、智能化、互聯(lián)網(wǎng)化及共享化的驅(qū)動(dòng)下，全球汽車行業(yè)未來發(fā)展的趨勢(shì)將由傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品轉(zhuǎn)變?yōu)橐苿?dòng)出行的智能終端。電動(dòng)化已經(jīng)達(dá)成行業(yè)共識(shí)，將會(huì)以電動(dòng)化變革為契機(jī)，智能化和網(wǎng)聯(lián)化同步發(fā)展。智能電動(dòng)汽車已成為歷史發(fā)展必然，電動(dòng)化、網(wǎng)聯(lián)化、智能化及共享化在智能電動(dòng)汽車中體現(xiàn)。1.1電動(dòng)汽車作為智能車載體的原因緒論-智能電動(dòng)汽車安全技術(shù)的發(fā)展緒論-智能電動(dòng)汽車安全技術(shù)的發(fā)展1.1我國智能電動(dòng)汽車的發(fā)展中國汽車產(chǎn)業(yè)依托“換道超車”的戰(zhàn)略決策發(fā)展智能電動(dòng)汽車，在政府大力引導(dǎo)下取得震驚世界汽車業(yè)的巨變。新能源汽車銷量從2012年的1.3萬輛，躍升到2022年的688.7萬輛，占全球新能源汽車總銷量的63.6%，連續(xù)八年蟬聯(lián)全球新能源汽車銷量榜首。自十八大以來，不斷強(qiáng)大起來的中國現(xiàn)代汽車產(chǎn)業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位越來越重要，在國際上的影響力越來越大。緒論-智能電動(dòng)汽車安全技術(shù)的發(fā)展1.1我國智能電動(dòng)汽車的發(fā)展01截至2020年底，全球電動(dòng)汽車保有量超過1000萬輛，中國占450萬輛，歐洲占320萬輛，美國占170萬輛，其他國家占60萬輛。022021年，全球電動(dòng)汽車的銷量比2020年翻了一倍，達(dá)到660萬輛，截止2021年底，全球電動(dòng)汽車市場(chǎng)共有450款在售車型，比2015年多了4倍。03隨著汽車保有量的提高，汽車事故也越來越多。自2013年4月2日至2021年4月17日，僅特斯拉品牌車輛，在全球范圍內(nèi)至少發(fā)生事故218起，累計(jì)造成175人死亡。1.1智能電動(dòng)汽車相關(guān)政策緒論-智能電動(dòng)汽車安全技術(shù)的發(fā)展

二十大報(bào)告中在關(guān)于推動(dòng)綠色發(fā)展，促進(jìn)人與自然和諧共生方面提出：

（一）要加快發(fā)展方式綠色轉(zhuǎn)型。發(fā)展綠色、低碳化是實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。加快推動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源結(jié)構(gòu)、交通運(yùn)輸結(jié)構(gòu)等調(diào)整優(yōu)化。實(shí)施全面節(jié)約戰(zhàn)略，推進(jìn)各類資源節(jié)約集約利用，加快構(gòu)建廢棄物循環(huán)利用體系。完善支持綠色發(fā)展的財(cái)稅、金融、投資、價(jià)格政策和標(biāo)準(zhǔn)體系，發(fā)展綠色低碳產(chǎn)業(yè)，健全資源環(huán)境要素市場(chǎng)化配置體系，加快節(jié)能降碳先進(jìn)技術(shù)研發(fā)和推廣應(yīng)用，倡導(dǎo)綠色消費(fèi)，推動(dòng)形成綠色低碳的生產(chǎn)方式和生活方式。

（二）積極穩(wěn)妥推進(jìn)碳達(dá)峰碳中和。實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和是一場(chǎng)廣泛而深刻的經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)性變革。立足我國能源資源稟賦，堅(jiān)持先立后破，有計(jì)劃分步驟實(shí)施碳達(dá)峰行動(dòng)。完善能源消耗總量和強(qiáng)度調(diào)控，重點(diǎn)控制化石能源消費(fèi)，逐步轉(zhuǎn)向碳排放總量和強(qiáng)度“雙控”制度。推動(dòng)能源清潔低碳高效利用，推進(jìn)工業(yè)、建筑、交通等領(lǐng)域清潔低碳轉(zhuǎn)型。實(shí)事求是敢為人先智能電動(dòng)汽車安全性分析與對(duì)策二1.2智能電動(dòng)汽車安全性概述緒論-智能電動(dòng)汽車安全性分析與對(duì)策1.2智能電動(dòng)汽車安全事故概述2014-2021歷年電動(dòng)汽車故障率2014～2017電動(dòng)汽車事故率下降，這是電池技術(shù)的發(fā)展、電池安全水平提升引起的；由于高能量密度高鎳電池使用增多，2017年之后事故率逐年上升；2020年事故率再次降低，這可以歸結(jié)為整車和電池企業(yè)逐步重視電池安全，另一方面是因?yàn)橐咔樵斐擅癖姵鲂屑坝密嚋p少；2021年事故率與2020年相仿，分析原因即使在疫情影響下依然增高，與早期電動(dòng)車步入退役報(bào)廢期密切相關(guān)。緒論-智能電動(dòng)汽車安全性分析與對(duì)策1.2引發(fā)安全問題的主要原因安全事故類型占比電池系統(tǒng)故障：電子電氣故障和機(jī)械沖擊單體電池故障：電芯一致性差、電解液漏液、內(nèi)部電路短路或其他不明原因整車電氣故障：私自改裝導(dǎo)致線束破損、短路以及不規(guī)范充電等其他外部故障緒論-智能電動(dòng)汽車安全性分析與對(duì)策1.2引發(fā)安全問題的主要原因電動(dòng)汽車起火原因占比圖充電過程中發(fā)生故障原因占比圖緒論-智能電動(dòng)汽車安全性分析與對(duì)策1.2智能電動(dòng)汽車安全事故概述2021年全年被媒體報(bào)道的起火事故共276起，比2020年增長了123%，排除2020年上半年疫情的影響，根據(jù)5～12月的事故看，2021年事故數(shù)量與2020年增幅93.9%，車輛保有量增長69%，事故率增長30%。據(jù)美國國家公路交通安全管理局的統(tǒng)計(jì)，在美國范圍內(nèi)，特斯拉有200起事故時(shí)由失控造成的，其中9起造成死亡，50起重傷，單純的起火事故共計(jì)8起，沒有傷亡。根據(jù)特斯拉官方的報(bào)告，在2012至2019年這段時(shí)間里，特斯拉的車型平均每2.8億公里的里程就會(huì)發(fā)生一次火災(zāi)事故。緒論-智能電動(dòng)汽車安全性分析與對(duì)策1.2智能電動(dòng)汽車安全性概述動(dòng)力電池受到外部機(jī)械沖擊所導(dǎo)致的內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化，引發(fā)熱失控風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)力電池因灰塵污染、涉水、水淹等所出現(xiàn)的短路情況，進(jìn)而引發(fā)電擊風(fēng)險(xiǎn)電安全動(dòng)力電池因外部高溫或大阻抗所導(dǎo)致的熱失控，引發(fā)燃燒或爆炸事故熱安全結(jié)構(gòu)安全動(dòng)力電池受到外部溫度變化、海拔高度影響所產(chǎn)生的熱失控風(fēng)險(xiǎn)環(huán)境安全作為智能電動(dòng)汽車三電系統(tǒng)中最核心的部件，動(dòng)力電池直接影響著智能電動(dòng)汽車的主要性能指標(biāo)，動(dòng)力電池安全性主要包括結(jié)構(gòu)安全、電安全、熱安全和環(huán)境安全。緒論-智能電動(dòng)汽車安全性分析與對(duì)策1.2智能電動(dòng)汽車安全事故類型緒論-智能電動(dòng)汽車安全性分析與對(duì)策由于車輛失控、駕駛員疏忽或道路狀況不佳等原因，導(dǎo)致車輛與其他物體發(fā)生碰撞。碰撞事故電動(dòng)汽車的電池系統(tǒng)可能由于過熱、短路或電池老化等原因引發(fā)火災(zāi)。電池起火智能電動(dòng)汽車的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)可能出現(xiàn)故障，導(dǎo)致車輛無法正常行駛或發(fā)生意外。自動(dòng)駕駛系統(tǒng)故障智能電動(dòng)汽車可能面臨網(wǎng)絡(luò)攻擊，導(dǎo)致車輛控制、數(shù)據(jù)傳輸和隱私等方面受到威脅。網(wǎng)絡(luò)攻擊1.2車輛硬件安全分析與對(duì)策緒論-智能電動(dòng)汽車安全性分析與對(duì)策電池故障、過充過放、高溫等可能導(dǎo)致火災(zāi)或爆炸。電池安全剎車失靈、制動(dòng)力不足等可能導(dǎo)致交通事故。剎車系統(tǒng)輪胎磨損、氣壓異常等可能影響行車穩(wěn)定性。輪胎安全車身強(qiáng)度不夠、安全氣囊等配置不全可能影響碰撞安全性。車身結(jié)構(gòu)確保電池組的設(shè)計(jì)和制造質(zhì)量，采用先進(jìn)的電池管理系統(tǒng)，防止過充、過放和高溫等危險(xiǎn)情況。電池安全采用高可靠性的剎車系統(tǒng)，確保在緊急情況下能夠迅速停車。剎車系統(tǒng)采用高強(qiáng)度材料和結(jié)構(gòu)，提高車身抗沖擊能力，降低碰撞時(shí)的損害。車身結(jié)構(gòu)1.2車輛軟件安全分析緒論-智能電動(dòng)汽車安全性分析與對(duì)策自動(dòng)駕駛系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)攻擊、信號(hào)干擾可能導(dǎo)致車輛通信中斷或數(shù)據(jù)泄露。車載通信系統(tǒng)導(dǎo)航系統(tǒng)車載娛樂系統(tǒng)01020403病毒、惡意軟件可能侵犯用戶隱私或影響行車安全。軟件故障、黑客攻擊可能導(dǎo)致車輛失控或被非法控制。導(dǎo)航錯(cuò)誤、地圖不準(zhǔn)確可能導(dǎo)致車輛行駛路線錯(cuò)誤。1.2車輛軟件安全對(duì)策緒論-智能電動(dòng)汽車安全性分析與對(duì)策自動(dòng)駕駛系統(tǒng)采用先進(jìn)的傳感器和算法，提高自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。車輛控制系統(tǒng)對(duì)車輛控制系統(tǒng)進(jìn)行嚴(yán)格的安全測(cè)試和漏洞掃描，確保軟件的安全性。網(wǎng)絡(luò)安全加強(qiáng)車載網(wǎng)絡(luò)的防護(hù)，防止黑客攻擊和惡意軟件感染。實(shí)事求是敢為人先智能電動(dòng)汽車安全技術(shù)法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)三1.3安全技術(shù)國內(nèi)外相關(guān)法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)概述緒論-安全技術(shù)法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容中國歐洲美國功能安全GB18384ECER100SAEJ2980SAEJ3138人員觸電防護(hù)GB18384ECER100NFPA70SAEJ1772碰撞安全（主、被動(dòng)安全）GB/T31498GB11551GB20071GB20072ECER94ECER95ECER34FMVSS208FMVSS214FMVSS301FMVSS305FMVSS201動(dòng)力蓄電池GB38031ECER100UL2580SAEJ1797SAEJ2289SAEJ1766SAEJ2929通信和網(wǎng)絡(luò)安全GB/T32960GB/T31024ECER155SAEJ30611.3智能電動(dòng)汽車碰撞安全評(píng)價(jià)規(guī)程概述緒論-安全技術(shù)法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)體系正面碰撞側(cè)面碰撞尾部碰撞歐洲ECER94ECER95ECER34日本Attachment17ECER95Attachment17美國FMVSS208FMVSS214FMVSS301中國GB11551GB20071GB20072每個(gè)體系在試驗(yàn)工況上略有差別，如碰撞速度、碰撞形式（移動(dòng)壁障與測(cè)試車輛的重疊度）、移動(dòng)壁障的質(zhì)量等。對(duì)于評(píng)價(jià)指標(biāo)而言，各體系依舊延用了部分傳統(tǒng)燃油車的碰撞安全性評(píng)價(jià)指標(biāo)，主要用于評(píng)價(jià)碰撞發(fā)生時(shí)乘員損傷安全性，如假人頭部性能指標(biāo)HPC、胸部性能指標(biāo)ThPC、大腿性能指標(biāo)FPC、肋骨變形指標(biāo)RDC、盆骨性能指標(biāo)PSPF等。1.3智能電動(dòng)汽車碰撞安全評(píng)價(jià)規(guī)程概述緒論-安全技術(shù)法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)在Euro-NCAP（2021）中，成人乘員保護(hù)占40%，兒童乘員保護(hù)占20%，弱勢(shì)道路使用者保護(hù)占20%，安全輔助占20%。Euro-NCAP（2021）在弱勢(shì)道路使用者保護(hù)方面還考慮行人盆骨撞擊保護(hù)。在C-NCAP（2021）中，成人乘員保護(hù)及兒童乘員保護(hù)共占60%，弱勢(shì)道路使用者保護(hù)（主要指行人保護(hù)）占15%，安全輔助（包含AEB對(duì)自行車使用者及行人保護(hù)）占25%。我國的汽車安全領(lǐng)域也積極與國際接軌，就具體的測(cè)試項(xiàng)目而言，C-NCAP（2021）與Euro-NCAP（2021）在一些相同測(cè)試項(xiàng)目下的技術(shù)要求已經(jīng)保持一致。各體系的NCAP測(cè)試主要包含四個(gè)方面：成人乘員保護(hù)（AdultOccupant）、兒童乘員保護(hù)（ChildOccupant）、弱勢(shì)道路使用者保護(hù)（VulnerableRoadUsers）及安全輔助（SafetyAssist）實(shí)事求是敢為人先智能電動(dòng)汽車安全技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)四緒論-智能電動(dòng)汽車安