一種電動(dòng)汽車電池安全設(shè)計(jì)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電動(dòng)汽車領(lǐng)域，特別涉及一種電動(dòng)汽車電池的安全設(shè)計(jì)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]能源危機(jī)與環(huán)境危機(jī)，促使各國尋找新的替代能源，作為新能源發(fā)展的重要領(lǐng)域，電動(dòng)汽車得到了高度重視。電動(dòng)汽車分為純電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力電動(dòng)汽車和燃料電池汽車。鋰離子電池以其高能量密度、循環(huán)壽命長(zhǎng)、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，成為目前純電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車的首選儲(chǔ)能電池。然而鋰離子電池由于其能量密度高、電壓平臺(tái)高、使用有機(jī)電解液、以及特定正負(fù)極活性材料等原因，容易起火，造成火災(zāi)。分析研究鋰離子電池導(dǎo)致的客車安全事故，加強(qiáng)安全設(shè)計(jì)，成為一項(xiàng)長(zhǎng)期重要的工作。在2011年9月的第二屆電動(dòng)汽車安全標(biāo)準(zhǔn)峰會(huì)上，電池火災(zāi)危險(xiǎn)和安全性能就確定為重點(diǎn)研究對(duì)象，我國也有車用鋰離子電池安全測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于客車火災(zāi)預(yù)防方面的設(shè)計(jì)，也有足夠的重視和很多的研究工作。在電池安全方面，有電池管理系統(tǒng)、滅火器、電池隔離等技術(shù)設(shè)計(jì)，但是沒有一個(gè)系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì)和評(píng)估方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的是:提供一種電動(dòng)汽車電池安全設(shè)計(jì)方法。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種電動(dòng)汽車電池安全設(shè)計(jì)方法，所述設(shè)計(jì)方法包括:
在電動(dòng)汽車電池向安全事故發(fā)展的各個(gè)環(huán)節(jié)上，通過對(duì)發(fā)生可能性等級(jí)的評(píng)價(jià)，來評(píng)價(jià)系統(tǒng)設(shè)計(jì)安全故事發(fā)生的可能性等級(jí)；對(duì)于安全事故發(fā)生可能性等級(jí)高于預(yù)期要求的，通過選用可采用技術(shù)手段來降低可能性，并對(duì)于系統(tǒng)整體安全事故發(fā)生的可能性等級(jí)進(jìn)行評(píng)估，直到系統(tǒng)整體安全性事故發(fā)生可能性等級(jí)達(dá)到預(yù)期。
[0005]優(yōu)選的，所述電動(dòng)汽車電池向安全事故發(fā)展的各個(gè)環(huán)節(jié)，為各種原因?qū)е码姵仉娛Э?，繼發(fā)為熱失控，熱傳遞失控，起火，火傳遞失控，財(cái)物受損或人員受傷，嚴(yán)重傷害形成安全事故。
[0006]優(yōu)選的，所述安全事故發(fā)生可能性等級(jí)分為:原理上不能發(fā)生、滿足特定極端條件可能發(fā)生、在規(guī)定使用條件范圍內(nèi)可能發(fā)生、在規(guī)定使用條件范圍內(nèi)容易發(fā)生，并分別給各等級(jí)賦予數(shù)值發(fā)生概率為0、0?(1/1，000，000)，(1/1，000，000)?(1/10,000)，(1/10，000)?I。
[0007]優(yōu)選的，所述系統(tǒng)整體安全事故發(fā)生的可能性等級(jí)，為各個(gè)邏輯因果關(guān)聯(lián)環(huán)節(jié)發(fā)生概率的乘積歸結(jié)到最靠近的安全事故可能性等級(jí)。
[0008]優(yōu)選的，所述的某環(huán)節(jié)事件發(fā)生的概率，由行業(yè)公認(rèn)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、經(jīng)驗(yàn)公式算得，或者由專家評(píng)審組打分得到。
[0009]優(yōu)選的，所述安全事故發(fā)生可能性等級(jí)高于預(yù)期要求，是指針對(duì)特定用途具備實(shí)用價(jià)值的一個(gè)概率，比如公交車要求人員嚴(yán)重傷害從原理上不能出現(xiàn)，車輛財(cái)物燒毀的概率要求低于萬分之一。
[0010]優(yōu)選的，所述采用技術(shù)手段來降低可能性，指采用某種技術(shù)后，某環(huán)節(jié)發(fā)生的概率能夠明顯下降；采用的技術(shù)包括主動(dòng)安全設(shè)計(jì)和被動(dòng)安全設(shè)計(jì)。
[0011]具體的，所述的被動(dòng)安全設(shè)計(jì)包括下述措施的至少一種:
1)更改空調(diào)管路和頂棚線束走向，使高壓艙內(nèi)無管線直接進(jìn)入乘客區(qū)；
2)高壓艙采用獨(dú)立結(jié)構(gòu)，封閉隔斷內(nèi)(電池艙)填充防火材料，確保乘客區(qū)的安全。高壓艙內(nèi)安裝電池高溫報(bào)警、煙霧報(bào)警，安裝視頻監(jiān)視探頭、管狀干粉噴霖滅火器；
3)高壓艙內(nèi)安裝純電動(dòng)空調(diào)，用于高壓艙內(nèi)儲(chǔ)能系統(tǒng)降溫；
4)將電機(jī)控制器從高壓倉內(nèi)移出；
5)將膨脹水箱移至發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)；
6)純電動(dòng)車型全部取消電池艙通風(fēng)管；
7)純電動(dòng)公交車選裝電池自動(dòng)滅火裝置。
[0012]所述的主動(dòng)安全設(shè)計(jì)包括下述措施的至少一種:
O混合動(dòng)力車型全部采用電池和高壓柜的二級(jí)絕緣；
2)采用二路高壓采集，完全避免高壓誤報(bào)；
3)對(duì)超級(jí)電容進(jìn)行管理，溫度超65°C時(shí)切斷超級(jí)電容；
4)統(tǒng)一電池充放電溫度:50°(:時(shí)報(bào)警；55 °C時(shí)降功率；60 °(:時(shí)切斷；所有降功率及切斷指令均由整車控制器發(fā)出；
5)混合動(dòng)力車型均采用逆向串聯(lián)控制，純電動(dòng)永磁電機(jī)滑行時(shí)整車控制器發(fā)零扭控制一防電容電池高速滑行過充；
6)預(yù)充邏輯及指令全部由整車控制器控制；
7)混動(dòng)電池應(yīng)用區(qū)間調(diào)整為65%-70%，確保電池溫度控制及使用壽命要求；
8)正在試制液冷外循環(huán)電池系統(tǒng)，嚴(yán)格控制電池工作環(huán)境溫度<10°C。
[0013]本發(fā)明的有益效果有:
1.本發(fā)明所提供的電動(dòng)汽車電池安全設(shè)計(jì)方法，提供一種整車系統(tǒng)電池安全性的科學(xué)評(píng)價(jià)方法，能夠做到用車單位心中有數(shù)，做好預(yù)防和管理措施；
2.本發(fā)明能夠?yàn)橄到y(tǒng)設(shè)計(jì)各環(huán)節(jié)提供指導(dǎo)，做好每個(gè)環(huán)節(jié)的安全設(shè)計(jì)；
3.本發(fā)明能夠給出一個(gè)在各種系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案中優(yōu)選的方法，在性能成本和方便性等各方面選出最適宜的方案；
4.本發(fā)明在一些要求高的用途上，能夠設(shè)計(jì)到系統(tǒng)原理上不出現(xiàn)安全事故，確保安全。
【附圖說明】
[0014]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
圖1為本發(fā)明所述的電池安全設(shè)計(jì)方法的流程圖；
圖2為本發(fā)明所述的電池事故發(fā)展的環(huán)節(jié)的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]如圖1所示，本發(fā)明一種電動(dòng)汽車電池安全設(shè)計(jì)方法，所述設(shè)計(jì)方法包括:首先列出電動(dòng)汽車電池安全事故的發(fā)展順序，在電動(dòng)汽車電池向安全事故發(fā)展的各個(gè)環(huán)節(jié)上，通過對(duì)發(fā)生可能性等級(jí)的評(píng)價(jià)，來評(píng)價(jià)系統(tǒng)設(shè)計(jì)安全故事發(fā)生的可能性等級(jí)；對(duì)于安全事故發(fā)生可能性等級(jí)高于預(yù)期要求的，通過選用可采用技術(shù)手段來降低可能性，并對(duì)于系統(tǒng)整體安全事故發(fā)生的可能性等級(jí)進(jìn)行評(píng)估，直到系統(tǒng)整體安全性事故發(fā)生可能性等級(jí)達(dá)到預(yù)期。
[0016]如圖2所示，所述電動(dòng)汽車電池向安全事故發(fā)展的各個(gè)環(huán)節(jié)，為各種原因?qū)е码姵仉娛Э?，繼發(fā)為熱失控，熱傳遞失控，起火，火傳遞失控，財(cái)物受損或人員受傷，嚴(yán)重傷害形成安全事故。
[0017]所述安全事故發(fā)生可能性等級(jí)分為:原理上不能發(fā)生、滿足特定極端條件可能發(fā)生、在規(guī)定使用條件范圍內(nèi)可能發(fā)生、在規(guī)定使用條件范圍內(nèi)容易發(fā)生，并分別給各等級(jí)賦予數(shù)值發(fā)生概率為 0、0 ?(1/1，000，000)，(1/1，000，000)?(1/10，000)，(1/10，000)?
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[0018]所述系統(tǒng)整體安全事故發(fā)生的可能性等級(jí)，為各個(gè)邏輯因果關(guān)聯(lián)環(huán)節(jié)發(fā)生概率的乘積歸結(jié)到最靠近的安全事故可能性等級(jí)。比如某種設(shè)計(jì)的各環(huán)節(jié)發(fā)生的概率為:電失控1%，電失控電池?zé)崾Э馗怕?0%，熱失控傳遞概率為90%，起火概率為30%，火傳遞概率為80%，受損概率為100%，那么整個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)安全事故的可能性為0.01*0.4*0.9*0.3*0.8*1=0.00086，在(1/10，000)?I范圍內(nèi)，判定為在規(guī)定使用條件范圍內(nèi)容易發(fā)生安全事故。
[0019]所述的某環(huán)節(jié)事件發(fā)生的概率，由行業(yè)公認(rèn)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、經(jīng)驗(yàn)公式算得，或者由專家評(píng)審組打分得到。比如電池電