電力電池安全規(guī)劃指南
動(dòng)力電池系統(tǒng)安全規(guī)劃,自下而上圍繞上述內(nèi)部組件組成和可能攻擊的安全風(fēng)險(xiǎn)公開(kāi),交待合理的政策和結(jié)構(gòu),指導(dǎo)具體的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)操作。
1)化學(xué)品安全
電池的熱攻擊失去控制,可能會(huì)攻擊電解液泄漏、起火和焚燒,但其破壞力遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上炸藥。使用炸藥,在很短的時(shí)間內(nèi)的能量釋放,如此強(qiáng)大,和熱失控的電池,能量釋放是一個(gè)漸進(jìn)的過(guò)程,結(jié)合電動(dòng)汽車(chē)電池組由許多平行的電池,通常只有一個(gè)或幾個(gè)電池缺陷,滿足預(yù)警和處置。
如何保證在各種工況和使用條件下的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性,避免安全隱患的發(fā)生,是需要考慮和處理的問(wèn)題。要求注意事項(xiàng)包括:
額定范圍內(nèi)的正常工作條件
長(zhǎng)途運(yùn)輸,長(zhǎng)期儲(chǔ)存
極條件,如過(guò)充、過(guò)放、揉捏、穿刺、著火等
在各種情況下,都應(yīng)該承認(rèn)合理的細(xì)胞安全規(guī)劃政策,它貫穿于細(xì)胞的發(fā)展過(guò)程中。
對(duì)于動(dòng)力電池系統(tǒng)的其他部件,化學(xué)安全也涉及到由電解液或冷卻劑泄漏、鹽霧腐蝕、阻燃性和有害氣體排放引起的化學(xué)腐蝕(可能構(gòu)成內(nèi)部短路)。
2)電氣安全
對(duì)于動(dòng)力電池組內(nèi)部的電氣和電子系統(tǒng),電氣安全是首要考慮的因素。有必要考慮以下與“電”有關(guān)的安全風(fēng)險(xiǎn):
絕緣協(xié)調(diào)
等電位(地面)
短路保護(hù)
絕緣狀態(tài)監(jiān)測(cè)
高壓連接器聯(lián)鎖
高壓和低壓屏障
電磁兼容性(EMC)
故障自我診斷
電氣安全,不僅應(yīng)考慮必要的保護(hù),如各種各樣的電纜和連接器的絕緣進(jìn)行維護(hù)、高低壓連接器鎖緊裝置,和良好的電磁兼容性,等等,還需要考慮如何做缺陷診斷和自動(dòng)保護(hù),如絕緣狀態(tài)監(jiān)測(cè)、高壓聯(lián)鎖試驗(yàn)、接觸阻抗測(cè)試等等,確保在缺陷攻擊的早期自動(dòng)干預(yù),將風(fēng)險(xiǎn)最小化。
3)機(jī)械安全
機(jī)械安全主要針對(duì)整個(gè)箱體結(jié)構(gòu)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)件,以確保在各種機(jī)械載荷和外部因素的作用下,動(dòng)力電池組的特性不會(huì)發(fā)生劇烈的變化,消除了產(chǎn)品的安全隱患。要求注意事項(xiàng)包括:
保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)(如IP6K9K)
振蕩
磕碰
揉
秋天
碎片的影響
重錘
滾動(dòng)
金屬穿刺
燃料火災(zāi)(適用于混合動(dòng)力車(chē)輛)
4)功能安全
功能安全是針對(duì)電池處理系統(tǒng)(BMS),確保電池處理系統(tǒng)在任何隨機(jī)缺陷、系統(tǒng)缺陷或常見(jiàn)故障原因下,都不會(huì)導(dǎo)致安全系統(tǒng)缺陷,進(jìn)而造成人員傷亡、環(huán)境破壞、設(shè)備行業(yè)損失;即保證BMS的安全維護(hù)功能無(wú)論在正常情況下還是存在特定缺陷的情況下都能正常運(yùn)行。
如前所述,如果溫度檢測(cè)功能失效,那么是否有機(jī)制保證動(dòng)力電池系統(tǒng)不會(huì)出現(xiàn)過(guò)熱或熱失控的危險(xiǎn),就是一個(gè)需要解決的問(wèn)題。
為了確保安全的BMS必須到達(dá)功能水平,有必要的基礎(chǔ)上電氣/電子/可編程電子與系統(tǒng)中其他技能相結(jié)合,充分考慮系統(tǒng)的使用環(huán)境,影響安全有用的識(shí)別危險(xiǎn)的效用函數(shù),然后制定合理的安全策略,安全策略分解一層一層地后,安全需求,執(zhí)行/系統(tǒng)中分配給每個(gè)組件。
與功能安全相關(guān)的內(nèi)容在這里沒(méi)有描述。世界功能安全規(guī)范ISO26262已被國(guó)外主要汽車(chē)企業(yè)采用。國(guó)內(nèi)針對(duì)功能安全的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《旅行車(chē)功能安全》,也是在熱鬧的制定中,預(yù)計(jì)2016年將正式發(fā)布,我也參與了規(guī)范的討論和制定的操作。