新能源汽車動(dòng)力電池技術(shù)，汽車電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),主要缺點(diǎn)在于和傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車相比差距甚大的續(xù)駛里程。傳統(tǒng)汽車使用的化石燃料具有較高的能量密度，因而車輛具有良好的動(dòng)力性和更長(zhǎng)的續(xù)駛里程。混合動(dòng)力電動(dòng)汽車則集二者的優(yōu)勢(shì)于一身。對(duì)于在混合動(dòng)力電動(dòng)汽車上使用的電池而言，其主要目標(biāo)是低成本、高功率密度（如1200Wkg）、長(zhǎng)循環(huán)使用壽命（如200000次充電/放電循環(huán)）、長(zhǎng)可用壽命（如9年）以及高安全性。隨著汽車電動(dòng)化重要性的日益提高，汽車用電池系統(tǒng)也變得越來越重要。量產(chǎn)車上已經(jīng)采用了高功率（混合動(dòng)力電動(dòng)汽車，為了提供更大的動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，功率高達(dá)250kW)和高能量（如尼桑Leaf，36kWh以保證更長(zhǎng)的續(xù)駛里程）的電池系統(tǒng)。電池尺寸的減小及功率、能量的增大，導(dǎo)致電池系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)產(chǎn)生危險(xiǎn)后果的可能性增大。

 

 

 

 

風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的結(jié)果決定了ASIL等級(jí)值，它表明特定失效模式“發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)及避免其發(fā)生的必要程度。ASIL取值范圍為從ASILA（最安全）到ASILD（最危險(xiǎn)）”。根據(jù)得到的ASIL等級(jí)值，ISO26262推薦了滿足要求的方法—產(chǎn)品研發(fā)階段越高的ASIL等級(jí)就需要付出越大的努力和越高的成本。

 

 

基于HA&RA的結(jié)果，可以為每個(gè)危險(xiǎn)事件定義安全目標(biāo)，并分配給相應(yīng)的ASIL值。概念階段的最終任務(wù)是將功能性安全概念細(xì)化，即定義安全措施，而且這些安全措施必須在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開發(fā)中得以實(shí)現(xiàn)，以避免出現(xiàn)不合理的剩余風(fēng)險(xiǎn)。安全措施作為技術(shù)解決方案，要避免、控制或減輕因系統(tǒng)故障以及偶然的硬件故障帶來的不良影響。這些技術(shù)解決方案通過（i）E/E措施（如E/E系統(tǒng)中的傳感器一控制器一執(zhí)行機(jī)構(gòu)），（i）外部措施（如采取措施來彌補(bǔ)技術(shù)缺陷）或（ii）其他技術(shù)（其他技術(shù)領(lǐng)域的解決方案，如機(jī)械系統(tǒng)的故障備份方案）得到執(zhí)行，以檢測(cè)故障或控制失效模式，從而使系統(tǒng)達(dá)到或保持安全狀態(tài)“。

 

 

 

電池簽理單元（BMLD：BMLL的主要功能是電氣熱能理，診斷功能、絕緣監(jiān)測(cè)以及與車輛的其他部分通信。電氣管理包括充電均衡、充電狀態(tài)確定和系統(tǒng)信息的提供，如系統(tǒng)電壓、系統(tǒng)電流或者為實(shí)現(xiàn)車輛控制功能的實(shí)時(shí)功率預(yù)測(cè)（充電/放電）。熱管理用于監(jiān)測(cè)和評(píng)估電池系統(tǒng)的溫度。斷路監(jiān)測(cè)、充電監(jiān)測(cè)和故障記錄表現(xiàn)為不同的診斷功能。電池系統(tǒng)的絕緣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)則起到電池系統(tǒng)和車輛之間的協(xié)調(diào)作用。

 

 

高壓斷路：高壓斷路的主要功能是將電池系統(tǒng)從車輛高壓電路斷開，并在車輛失控、事故和發(fā)生嚴(yán)重安全故障時(shí)使電池與車輛間電流隔離。高壓斷路。

 

 

①失效模式=一個(gè)元作成項(xiàng)目決效的方式啊。

 

 

②好的QM（質(zhì)量管理）：并不要求與ISO26262兼容。

 

 

③安全目標(biāo)表示最高等級(jí)的安全要求。

 

 

④安全狀態(tài)一沒有不合理系統(tǒng)級(jí)風(fēng)險(xiǎn)時(shí)項(xiàng)目的運(yùn)行提式中。

 

 

 

 

電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一—汽車電池的主要部分及其相互關(guān)系（見彩插）包括正負(fù)高壓端子的特殊高壓接觸器。為了啟動(dòng)系統(tǒng)，正負(fù)端子都必須有一個(gè)特定預(yù)充電電路來實(shí)現(xiàn)其與車輛高壓電路的軟連接。一旦出現(xiàn)過流，必須實(shí)施緊急關(guān)機(jī)策略，這是因?yàn)榻佑|器在超過預(yù)期壽命的載荷下，只能保證有限的開關(guān)周期數(shù)。

 

 

高壓熔斷器：在過流的情況下，高壓熔斷器從車輛的高壓電路中斷開電池系統(tǒng)。由于過流會(huì)使高壓熔斷器產(chǎn)生大量的熱，它必須與其他組件熱分離（尤其是電池單體），以防止熱擊穿。

 

 

電流傳感器：電流傳感器測(cè)量整車高壓電路的電流。測(cè)量的電流值不僅作為BMU荷電狀態(tài)判斷的輸入，而且也是電池單體熱管理的輸入。每個(gè)電池都有一個(gè)特定的充放電電流范圍，在該電流范圍內(nèi)，可實(shí)現(xiàn)特定精度的電流測(cè)量。如果電流值低于或高于允許的范圍值，就要通過高壓斷路和高壓熔斷器的協(xié)同動(dòng)作啟動(dòng)特殊的斷開策略。

 

 

電氣互連：包括電池包與電池系統(tǒng)中有關(guān)的E/E部分之間的各種低壓連接（包括通信部分的低壓線）和高壓連接。

 

 

電池包：電池包由串聯(lián)和/或并聯(lián)的電池模塊以及電池模塊互聯(lián)裝置構(gòu)成。

 

 

電池模塊由串聯(lián)和/或并聯(lián)的電池單體以及電池單體管理單元（CMU）組成。CMU負(fù)責(zé)單體充電均衡、電池單體電壓測(cè)量和溫度測(cè)量、不同電池模塊中CMU的通信以及CMU和BMU間的通信。電池模塊中也包含大量的冗余溫度傳感器來檢測(cè)臨界溫度的區(qū)域。這些傳感器將信息傳遞給熱管理模塊，新能源汽車動(dòng)力電池技術(shù)。

 

 

以防止電池系統(tǒng)達(dá)到臨界溫度電池模塊互聯(lián)裝置包括電池模塊之間的所有電氣、機(jī)械、熱連接。

 

 

電池箱和外部接口：電池箱的主要功用是保護(hù)電池系統(tǒng)不受外部環(huán)境的影響，也用于保護(hù)駕駛員免受電池系統(tǒng)任何意想不到的反應(yīng)傷害，同時(shí)可以防止人觸電。此外，電池箱把電池系統(tǒng)和車輛聯(lián)系起來。電池箱設(shè)置了低壓（包括通信）接口、高壓接口和冷卻接口。電池箱設(shè)有通氣口（排氣管理系統(tǒng)），以防電池系統(tǒng)產(chǎn)生過壓。為了對(duì)電池系統(tǒng)進(jìn)行保養(yǎng)和維修，電池箱上應(yīng)設(shè)有維修口，機(jī)械安裝接口把電池和汽車車身連接在一起。

 

 

汽車電池系統(tǒng)的安全措施分類與應(yīng)用

 

 

如前所述，為滿足更全面的安全概念，有必要考慮不同種類的安全措施。其中一些安全措施是為了滿足客戶要求，而其他的是額外的安全原因所需。本節(jié)中，我們將安全措施分為組織安全措施和技術(shù)安全措施兩類，并舉例說明。

 

 

組織安全措施與技術(shù)安全措施

 

 

本部分將安全措施分成兩個(gè)主要類別：

 

 

組織安全措施[ORGA]包括：

 

 

安全兼容性開發(fā)過程：公司開發(fā)產(chǎn)品的具體過程必須包括確定相關(guān)的安全標(biāo)準(zhǔn)的項(xiàng)目（如過程審核應(yīng)由外部機(jī)構(gòu)實(shí)施）。

 

 

檢查/檢驗(yàn)/確認(rèn)：工作產(chǎn)品的安全情況必須由第三方獨(dú)立”機(jī)構(gòu)檢測(cè)。

 

 

用戶安全手冊(cè)：產(chǎn)品的手冊(cè)和指商必須簡(jiǎn)明易懂，并最好使用終端用戶的母語(yǔ)來說明。

 

 

警告標(biāo)簽和標(biāo)志：標(biāo)明可能對(duì)人造成潛在傷害的系統(tǒng)危險(xiǎn)部分（如電池箱的通氣口）。

 

 

培訓(xùn)：必須告知/培訓(xùn)終端用戶如何正確使用產(chǎn)品（如在電池系統(tǒng)故障時(shí)駕駛員如何正確處置）。對(duì)于發(fā)生事故時(shí)的急救人員也應(yīng)進(jìn)行相關(guān)的安全培訓(xùn)，確保他們可以在保證自身安全的同時(shí)對(duì)受傷人員正確施救。

 

 

運(yùn)輸/儲(chǔ)存規(guī)定：必須為電池單體專用的特定運(yùn)輸、儲(chǔ)存方案制定測(cè)試和標(biāo)準(zhǔn)（UN/ADR標(biāo)準(zhǔn)，如UN38.310]）。

 

 

維護(hù)周期：產(chǎn)品報(bào)廢前，必須有不同的安全措施保證產(chǎn)品的正常功能。產(chǎn)品的維護(hù)、修理和報(bào)廢也必須在標(biāo)準(zhǔn)中定義。

 

 

技術(shù)安全措施包括：

 

 

電池系統(tǒng)的整體安全性考慮功能安全[FUSA]：必須有充分的EE安全措施（如電池的過充保護(hù)檢測(cè)，電他與任何外部電源連接的斷開裝置》來避免，緩解或者處理電池系統(tǒng)的潛在故障。這種安全措施在標(biāo)準(zhǔn)ISO26262中有明確的規(guī)定。相反，下面的技術(shù)安全措施稱為外部措施或者其他技術(shù)措施。

 

 

化學(xué)類[CHEM]：必須降低任一種有群化學(xué)物質(zhì)（如化學(xué)防護(hù)材料、單體化學(xué)物質(zhì)）以及減輕任何危險(xiǎn)的電池單體反應(yīng)的影響。熱類[THER]：減少熱能（如電池單體的冷卻》。

 

 

機(jī)械[MECH]：機(jī)械結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量防止或緩解外部引起的損害。

 

 

電池系統(tǒng)單元中的安全措施應(yīng)用對(duì)安全系統(tǒng)的研發(fā)和生產(chǎn)而言，不同工程學(xué)科間的結(jié)合以及選取適當(dāng)細(xì)化程度的安全性研究同樣重要。本節(jié)討論汽車電池系統(tǒng)的不同單元組合級(jí)別。本節(jié)的研究從最簡(jiǎn)單的級(jí)別（即電池單體）開始到最高級(jí)別（即整車的電池集成)結(jié)束，將電池系統(tǒng)分為不同的單元，并提供安全措施的例子。

 

 

電池級(jí)別過充電故障的安全措施和安全規(guī)程示例

概念階段非E/E措施的考

截至目前，可以看出功能性安全只是在安全的汽車系統(tǒng)開發(fā)中必須考慮的一個(gè)方面。本節(jié)我們將介紹參照ISO26262中安全工作流程的一個(gè)修訂版本，主要由三項(xiàng)組成。下面，我們以高壓鋰離子電池為例詳細(xì)說明工作流程中主要的三項(xiàng)和提出的修改部分。這項(xiàng)工作是一個(gè)內(nèi)部項(xiàng)目完成的，這個(gè)工作流程曾在SEAA2013m上發(fā)表過。小修改工作流程的主要目的在在研發(fā)早期全面研究不同學(xué)科的安全措施。這意味著非E/E措施已經(jīng)在概念階段中加以考慮，而原工作流程將它們視為后期附加的措施。

 

 

這里主要考慮三項(xiàng)內(nèi)容：項(xiàng)目定義：危險(xiǎn)分析和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估：功能安全概念。下面將介紹這些項(xiàng)目以及新引入的選代環(huán)。