分析:电动车安全性与可靠性方面的挑战

译龙 发表于 2018/04/26 13:53:21 来源: 汽车财经

【编者按】若期望电动车能安全地运行,需确保各组件在其生命周期内运转正常,因为可靠的软硬件才是保障电动车电气安全性的关键所在。

电气安全

(开发商)在开展电气安全规划时,需要考虑要素是:

安全设计:在产品开发周期中,设计阶段的首要任务是确保、规划车辆设计中的电气安全。

应进行DR1DR2等常规设计安全评审,如图1所示。

图1

SAE J 2344为电动车安全性提供了指导原则,设计者在进行安全设计时务必考虑以下参数:

系统的额定电压:额定电压对电动车的续航里程数意义重大,选用的额定电压越高,意味着安全措施的防护等级越高。

电绝缘:在设计到车辆导电结构时,务必对其正负高压母线采取完全电绝缘处理。

设计线束、接触器及连接器等部件时,应提供足够高的绝缘强度,从而满足绝缘电阻的要求。

关键系统的安全存储:电动车需要设计适用的存储、充电和放电协议,从而确保电池的健康使用。务必搭配好电动车蓄电池组,使电池电压的偏差最小。在电池放电过程中,需将温度梯度维持在3℃以内。

装配线安全:确保无工装掉落,否则会引起短路。此外,还应在多个站点规划电气安全检查系统(ESCOS),以便在整个车辆建造过程中检查电绝缘。

车辆存放的安全性:应告知用户,按照常规充电协议的要求,使车辆的状态良好。

充电的安全性:在电动车的生命周期中,充电是其中最频繁的操作,因此需要考虑安全性因素,因为车辆充电时需要连接到外部的充电基础设施,因此需要加强关注。

因此,各国通过相关标准来管控感应充电系统,该类系统通常同时适用于常规充电和快速充电两种模式。

驾驶安全性:在电动车使用过程中,用户面临的最严重的安全问题是——因电池系统故障所引发的火灾事故。较为先进的汽车底部往往有通风口,确保电解液泄漏时,可从该处排放,避免其流入座舱。

因环境引起的安全问题:如:极端环境

若环境温度低于零度,是允许对锂电池进行充电的,因为存在安全隐患。当环境温度达到50℃以上时,高温会严重破坏电池的性能和安全性,因此,务必要设计冷却系统,确保电池能在合适的温度下工作。

电池端子、汇流条(bus bars)、电池接点及电容势必会出现腐蚀、盐化并发生其它化学反应,设计者们需要通过模拟进行良好的应对,确保电池的安全性,防止电绝缘、电池击穿等故障的发生。

事故前后的安全性:电动车不仅要满足碰撞标准,还要保持“碰撞后的电气完整性(Post Crash Electrical Integrity)”,从而决定乘客及其周围环境的安全性。电动车需进行适当的测试,确认其合规性。

检修、维修和保养过程中的安全性:需要为电动车提供检修断开开关(service disconnect switch),确保操作人员不会暴露于高电压或大电流的威胁之下,保证其生命安全。应采用适用的符号标注高压区。若熔断器(保险丝)设计不合理或连接不当亦或是存在时滞,那么在任何时间内,所有能量均能被转移,电动车将存在火灾隐患。

电池处理过程中的安全性:由于电动车与传统车辆存在差异,在对电动车车载电池进行处理时,需采取预防措施,且操作者需具备相关资质,旨在保障该工作能安全地完成。

软件安全相关问题:优秀的电动车设计师务必能利用软件验证来查找到漏洞,也能预测到危险。国际标准化组织(ISO26262(第19部分)已详细描述了诊断的功能安全性、危害程度和故障树分析法。

因此,电动车的安全性无疑面临着巨大的挑战。随着发达国家市场及印度市场内电动车需求的不断增长,未来将会有更多问题出现,电动车仍需进行持续且快速的改进。在印度,现行的监管标准是临时性的,无法为用户提供万无一失的安全感,因此仍需对其不断升级。(本文图片选自autocarpro.in

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