一種電動汽車電池安全設(shè)計方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電動汽車領(lǐng)域，特別涉及一種電動汽車電池的安全設(shè)計方法。
【背景技術(shù)】
[0002]能源危機與環(huán)境危機，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，電動汽車得到了高度重視。電動汽車分為純電動汽車、混合動力電動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、綠色環(huán)保等優(yōu)點，成為目前純電動汽車和混合動力汽車的首選儲能電池。然而鋰離子電池由于其能量密度高、電壓平臺高、使用有機電解液、以及特定正負極活性材料等原因，容易起火，造成火災(zāi)。分析研究鋰離子電池導致的客車安全事故，加強安全設(shè)計，成為一項長期重要的工作。在2011年9月的第二屆電動汽車安全標準峰會上，電池火災(zāi)危險和安全性能就確定為重點研究對象，我國也有車用鋰離子電池安全測試標準。對于客車火災(zāi)預防方面的設(shè)計，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，但是沒有一個系統(tǒng)的安全設(shè)計和評估方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的是:提供一種電動汽車電池安全設(shè)計方法。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種電動汽車電池安全設(shè)計方法，所述設(shè)計方法包括:
在電動汽車電池向安全事故發(fā)展的各個環(huán)節(jié)上，通過對發(fā)生可能性等級的評價，來評價系統(tǒng)設(shè)計安全故事發(fā)生的可能性等級；對于安全事故發(fā)生可能性等級高于預期要求的，通過選用可采用技術(shù)手段來降低可能性，并對于系統(tǒng)整體安全事故發(fā)生的可能性等級進行評估，直到系統(tǒng)整體安全性事故發(fā)生可能性等級達到預期。
[0005]優(yōu)選的，所述電動汽車電池向安全事故發(fā)展的各個環(huán)節(jié)，為各種原因?qū)е码姵仉娛Э兀^發(fā)為熱失控，熱傳遞失控，起火，火傳遞失控，財物受損或人員受傷，嚴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，為各個邏輯因果關(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。
[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)公認的統(tǒng)計數(shù)據(jù)、經(jīng)驗公式算得，或者由專家評審組打分得到。
[0009]優(yōu)選的，所述安全事故發(fā)生可能性等級高于預期要求，是指針對特定用途具備實用價值的一個概率，比如公交車要求人員嚴重傷害從原理上不能出現(xiàn)，車輛財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)包括主動安全設(shè)計和被動安全設(shè)計。
[0011]具體的，所述的被動安全設(shè)計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)無管線直接進入乘客區(qū)；
2)高壓艙采用獨立結(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)安裝電池高溫報警、煙霧報警，安裝視頻監(jiān)視探頭、管狀干粉噴霖滅火器；
3)高壓艙內(nèi)安裝純電動空調(diào)，用于高壓艙內(nèi)儲能系統(tǒng)降溫；
4)將電機控制器從高壓倉內(nèi)移出；
5)將膨脹水箱移至發(fā)動機艙內(nèi)；
6)純電動車型全部取消電池艙通風管；
7)純電動公交車選裝電池自動滅火裝置。
[0012]所述的主動安全設(shè)計包括下述措施的至少一種:
O混合動力車型全部采用電池和高壓柜的二級絕緣；
2)采用二路高壓采集，完全避免高壓誤報；
3)對超級電容進行管理，溫度超65°C時切斷超級電容；
4)統(tǒng)一電池充放電溫度:50°(:時報警；55 °C時降功率；60 °(:時切斷；所有降功率及切斷指令均由整車控制器發(fā)出；
5)混合動力車型均采用逆向串聯(lián)控制，純電動永磁電機滑行時整車控制器發(fā)零扭控制一防電容電池高速滑行過充；
6)預充邏輯及指令全部由整車控制器控制；
7)混動電池應(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)明所提供的電動汽車電池安全設(shè)計方法，提供一種整車系統(tǒng)電池安全性的科學評價方法，能夠做到用車單位心中有數(shù)，做好預防和管理措施；
2.本發(fā)明能夠為系統(tǒng)設(shè)計各環(huán)節(jié)提供指導，做好每個環(huán)節(jié)的安全設(shè)計；
3.本發(fā)明能夠給出一個在各種系統(tǒng)設(shè)計方案中優(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)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步描述:
圖1為本發(fā)明所述的電池安全設(shè)計方法的流程圖；
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。
【具體實施方式】
[0015]如圖1所示，本發(fā)明一種電動汽車電池安全設(shè)計方法，所述設(shè)計方法包括:首先列出電動汽車電池安全事故的發(fā)展順序，在電動汽車電池向安全事故發(fā)展的各個環(huán)節(jié)上，通過對發(fā)生可能性等級的評價，來評價系統(tǒng)設(shè)計安全故事發(fā)生的可能性等級；對于安全事故發(fā)生可能性等級高于預期要求的，通過選用可采用技術(shù)手段來降低可能性，并對于系統(tǒng)整體安全事故發(fā)生的可能性等級進行評估，直到系統(tǒng)整體安全性事故發(fā)生可能性等級達到預期。
[0016]如圖2所示，所述電動汽車電池向安全事故發(fā)展的各個環(huán)節(jié)，為各種原因?qū)е码姵仉娛Э兀^發(fā)為熱失控，熱傳遞失控，起火，火傳遞失控，財物受損或人員受傷，嚴重傷害形成安全事故。
[0017]所述安全事故發(fā)生可能性等級分為: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，為各個邏輯因果關(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。比如某種設(shè)計的各環(huán)節(jié)發(fā)生的概率為:電失控1%，電失控電池熱失控概率40%，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)公認的統(tǒng)計數(shù)據(jù)、經(jīng)驗公式算得，或者由專家評審組打分得到。比如電池電