新能源汽車動力電池技術，汽車電池系統(tǒng)的結構,主要缺點在于和傳統(tǒng)內燃機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力性和更長的續(xù)駛里程。混合動力電動汽車則集二者的優(yōu)勢于一身。對于在混合動力電動汽車上使用的電池而言，其主要目標是低成本、高功率密度（如1200Wkg）、長循環(huán)使用壽命（如200000次充電/放電循環(huán)）、長可用壽命（如9年）以及高安全性。隨著汽車電動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。量產車上已經采用了高功率（混合動力電動汽車，為了提供更大的動態(tài)驅動轉矩，功率高達250kW)和高能量（如尼桑Leaf，36kWh以保證更長的續(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，導致電池系統(tǒng)發(fā)生故障時產生危險后果的可能性增大。

 

 

 

 

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

 

 

基于HA&RA的結果，可以為每個危險事件定義安全目標，并分配給相應的ASIL值。概念階段的最終任務是將功能性安全概念細化，即定義安全措施，而且這些安全措施必須在系統(tǒng)設計和開發(fā)中得以實現(xiàn)，以避免出現(xiàn)不合理的剩余風險。安全措施作為技術解決方案，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)行機構），（i）外部措施（如采取措施來彌補技術缺陷）或（ii）其他技術（其他技術領域的解決方案，如機械系統(tǒng)的故障備份方案）得到執(zhí)行，以檢測故障或控制失效模式，從而使系統(tǒng)達到或保持安全狀態(tài)“。

 

 

汽車電池系統(tǒng)的結構

 

 

所示為一個高壓鋰離子電池系統(tǒng)的結構。該圖主要由以下幾部分組成，其中已經包含或提供了基本的安全措施：

 

 

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)電流或者為實現(xiàn)車輛控制功能的實時功率預測（充電/放電）。熱管理用于監(jiān)測和評估電池系統(tǒng)的溫度。斷路監(jiān)測、充電監(jiān)測和故障記錄表現(xiàn)為不同的診斷功能。電池系統(tǒng)的絕緣監(jiān)測系統(tǒng)則起到電池系統(tǒng)和車輛之間的協(xié)調作用。

 

 

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)生嚴重安全故障時使電池與車輛間電流隔離。高壓斷路。

 

 

①失效模式=一個元作成項目決效的方式啊。

 

 

②好的QM（質量管理）：并不要求與ISO26262兼容。

 

 

③安全目標表示最高等級的安全要求。

 

 

④安全狀態(tài)一沒有不合理系統(tǒng)級風險時項目的運行提式中。

 

 

 

 

電池系統(tǒng)結構一—汽車電池的主要部分及其相互關系（見彩插）包括正負高壓端子的特殊高壓接觸器。為了啟動系統(tǒng)，正負端子都必須有一個特定預充電電路來實現(xiàn)其與車輛高壓電路的軟連接。一旦出現(xiàn)過流，必須實施緊急關機策略，這是因為接觸器在超過預期壽命的載荷下，只能保證有限的開關周期數(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)。由于過流會使高壓熔斷器產生大量的熱，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：電流傳感器測量整車高壓電路的電流。測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。每個電池都有一個特定的充放電電流范圍，在該電流范圍內，可實現(xiàn)特定精度的電流測量。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)同動作啟動特殊的斷開策略。

 

 

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負責單體充電均衡、電池單體電壓測量和溫度測量、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，新能源汽車動力電池技術。

 

 

以防止電池系統(tǒng)達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、機械、熱連接。

 

 

電池箱和外部接口：電池箱的主要功用是保護電池系統(tǒng)不受外部環(huán)境的影響，也用于保護駕駛員免受電池系統(tǒng)任何意想不到的反應傷害，同時可以防止人觸電。此外，電池箱把電池系統(tǒng)和車輛聯(lián)系起來。電池箱設置了低壓（包括通信）接口、高壓接口和冷卻接口。電池箱設有通氣口（排氣管理系統(tǒng)），以防電池系統(tǒng)產生過壓。為了對電池系統(tǒng)進行保養(yǎng)和維修，電池箱上應設有維修口，機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安全措施兩類，并舉例說明。