第四届电动汽车标准法规国际研讨会-BYD

比亚迪电动汽车安全设计廉玉波比亚迪股份有限公司个人简介‡廉玉波，1986年7月毕业于南京航空航天大学，主修飞机制造工程，获学士学位；并于2000年9月获南京大学高级工商管理专业硕士学位。曾在中国汽车研究中心任职，其间多次在意大利汽车设计公司工作进修。于2004年2月加入比亚迪股份有限公司，主导比亚迪整车设计研发工作，现任比亚迪股份有限公司高级副总裁、汽车产业群总工程师、第十三事业部总经理，并担任深圳比亚迪戴姆勒新技术有限公司董事、首席执行官及比亚迪慈善基金会理事。‡在比亚迪主导研发的多款车型先后获得了由国家知识产权局、CCTV联合推出的“年度最佳新车”奖和《CCTV2005创新盛典》评选的“自主创新汽车类大奖”、“最具市场潜力车型奖”、“最具性价比车型”、“最佳中国新车首发大奖”、“新车奖”、“国际工业设计成就大奖外观设计金奖”等诸多奖项。BuildYourDreamsWelcometoBYD比亚迪电动汽车安全设计BYDBYDBuild Your Dreams2比亚迪电动汽车安全设计BYDBYDBuild Your Dreams3比亚迪自从进入电动汽车领域开始，就把电动汽车安全作为第一要素进行考虑，经过这么多年的研究开发，逐步建立起比较完善的电动汽车安全设计理念。电动汽车安全设计除与传统燃油车一样需要考虑乘员的主动安全与被动安全外，还需要重点考虑电池的安全设计、高压系统安全设计以及与其相关的电子器件的保护。概述BYDBYDBuild Your Dreams4电池的安全设计是电动汽车安全设计的基础，电动车电池安全设计包含单体安全设计、电池成组安全设计以及电池管理等。比亚迪既是从事电池设计生产的企业，也是整车的研发生产企业，因此我们对电池设计以及电池在车上的使用设计有着巨大的优势。电池安全设计BYDBYDBuild Your Dreams5电池单体安全设计-材料与特性•不同材料产热能力不同；•在负极与电解液体系差异不大的前提下，电池安全性与正极材料的选择有很大的关系；•与其他混合氧化物&Mn尖晶石正极材料不同，LFP加热条件下无氧气释放；•LFP滥用条件下不会发生急剧热失控；•与其他金属氧化物正极材料不同，正常完全脱锂后LFP没有过剩的锂。共识：热稳定性好的材料有助于提高电池的安全性能BYDBYDBuild Your Dreams6¾电池单体密封是电池单体结构安全设计的前提，需保证：•电池在整个寿命期工作不会漏液；•电池在整个寿命期外部气体无法进入；•受到振动、低强度外力时，能保持密封结构完整。Vent激光焊接电池单体安全设计-单体结构设计我们目前单体均采用激光焊接保证电池单体密封性BYDBYDBuild Your Dreams7¾防爆阀设计是单体结构安全的关键，设计时需要考虑：•电池正常工作下保持原状；•有异常情况时，先于电池的其他所有组件工作，排气泄压；•开启后，泄压阀本身不会散落或射出。电池单体安全设计-单体Vent设计BYDBYDBuild Your Dreams8电池单体安全设计-单体测试挤压试验针刺试验炉热试验振动试验盐雾试验短路试验电池单体经过一系列的安全设计后，还要进行一系列的试验，如挤压，针刺等。BYDBYDBuild Your Dreams99整车整车电池安全设计电池安全设计––结构设计结构设计•结构设计–电池连接设计−高强度−高可靠性机械连接热分布（热成像照片）激光焊接热分布（热成像照片）−低阻抗设计BYDBYDBuild Your Dreams10¾密封与绝缘(防水、防尘、防老化)：•电池与模组外壳绝缘•模组与托盘绝缘•正负极采样线绝缘•动力线绝缘•整个包体防尘防水设计•内部排水预防性设计¾固定与减振设计整车电池安全设计-结构设计通过结构设计限位减振设计不当导致的振动失效BYDBYDBuild Your Dreams11整车电池安全设计-电路保护¾fuse熔断器•当电池之间短路时，fuse可迅速熔断，防止进一步恶化。BYDBYDBuild Your Dreams12¾安全装置–维修开关¾绝缘部件–动力线绝缘–线束绝缘–电池绝缘¾防水设计–IP67等级–可靠的密封设计整车电池安全设计-高压防护BYDBYDBuild Your Dreams13整车电池安全设计-单体测试通过上述设计，整车电池在苛刻的撞击挤压情况下仍有安全、可靠的表现。速度荷电状态：100%入侵角度：后面碰撞碰撞速度：20km/h荷电状态：100%入侵角度：后面碰撞碰撞速度：64km/h图片结果电池包轻微破坏，未起火，未爆炸电池包冒烟，未起火，未爆炸BYDBYDBuild Your Dreams14电池管理¾基本功能–控制电池充放电–SOC计算–电压，电流，温度测量¾保护功能–过流保护–过充&过放保护–过温保护¾故障诊断–OBD的功能BMS界面BYDBYDBuild Your Dreams15除电池安全设计外，电动汽车采用的高压部件如电机、电控、电动压缩机等零部件的安全设计也是电动汽车安全设计的重要组成部分，其安全设计也是影响电动车使用安全的重要因素。高压部件安全设计BYDBYDBuild Your Dreams16比亚迪电动汽车高压部件综合考虑了国内外高压部件所涉及的所有安全类法规，形成了比亚迪自己的安全设计规范。‹符合美国UL1741、UL840、UL2205和SAE1772的设计标准‹符合欧洲EN50178、EN50178、EN61851-1/21设计标准‹符合国标GB/T18488-1/2、GB／T18487-1/2/3设计要求标准体系BYDBYDBuild Your Dreams17高压部件安全设计¾高压标识确保每个零部件都有醒目的安全标识。¾绝缘耐压确保绝缘电阻满足10M要求，耐压等级在高压端对地打2200VAC时，无闪络。高压端口涂耐火绝缘胶耐压测试BYDBYDBuild Your Dreams18¾IP防护与防触指保护¾电气间隙和爬电距离¾绝缘电阻对于高压零部件，绝缘电阻的值应高于10MΩ。•在高压接插件未对接时，防触指可以防止，装配人员或维修人员意外触碰金属带高压电部分；•高压部件设计时需要满足防尘及防水要求。绝缘电阻测试高压部件安全设计BYDBYDBuild Your Dreams19高压部件安全设计¾主动放电在高压系统停止工作后，在一定时间内，部分高压零部件内仍然存在高压电，通过主动放电功能，降低触电风险。¾漏电监测绝缘检测设备(漏电传感器)，执行绝缘检测功能，当绝缘阻值降低至危险水平时，主动切断高压并禁止高压再次启动，防止触电风险。BYDBYDBuild Your Dreams20在保证电池、高压部件安全设计的前提下，比亚迪电动汽车整车在系统集成和系统控制策略的平台上针对电动车专有特点进行重点考虑，以保证电动车在恶劣工况下的安全性与可靠性。整车安全设计BYDBYDBuild Your Dreams21¾整车结构设计•车身大面积采用高强度钢板•让电池以及影响安全的关键零部件布置在不易破坏的位置。例如，我们将电池布置在两个框形梁之间，高强度门槛构成一级防护，下边梁构成二级防护。双层高强材料成型的框架，严格保护高压与动力电池部分，确保苛刻碰撞环境下的完整性物理结构防护-整车结构设计BYDBYDBuild Your Dreams22¾高压系统布置除双层保护结构外，还要避免高压系统在车辆使用过程中的一切隐患。高压线正、负极在车身两端布置，以避免意外短路紧急维修开关位于驾驶员旁的副仪表台处，方便操作控制整车高压通断的高压配电箱和维修开关放置在车顶位置，可保证在一般车辆后碰情况下，其可处于撞击区域之外物理结构防护-高压系统布置BYDBYDBuild Your Dreams23比亚迪电动汽车除经过一般的性能试验外，还需进行如碰撞、淋雨、高温、高压、极寒、涉水等一系列的测试，确保车辆符合设计要求，使车主用车安全。物理结构防护-整车验证BYDBYDBuild Your Dreams24以纯电动汽车e6为例，其经过美国三大法规中苛刻的碰撞验证，符合设计要求。FMVSS：56km/h前置壁障100%重叠碰撞IIHS：64km/h前置壁障40%重叠碰撞结果：满足法规要求结果：GOODFMVSS/USNCAP：32km/h侧面75°柱碰USNCAP：62km/h侧面移动壁障63°碰撞结果：满足法规要求/四星结果：五星物理结构防护-整车验证BYDBYDBuild Your Dreams25¾碰撞断电整车检测到碰撞信号后，断开高压系统¾限功率检测到高压系统漏电等故障时候，整车会有限功率措施CAN线硬线主接触器断开高压断电车辆发生碰撞软件策略保护在物理结构防护或者高压部件损坏的时候，我们通过软件来保护安全，这也是电动车安全设计的重要组成部分BYDBYDBuild Your Dreams26通过多功能组合仪表盘显示屏，显示不同情况下的高压系统故障，提醒驾乘人员，保证安全。人机交互DC故障警告灯电机过热警告充电连接指示灯动力系统故障灯电池过热警告灯电池故障警告灯BYDBYDBuild Your Dreams27报告小节电动汽车安全设计是一个系统工程，我们在设计时要充分考虑：电池单体的安全设计，电池模组的安全设计，高压系统的安全设计以及整车的安全设计，每一个子系统的安全设计是保证后一个系统安全设计的基础，同时，电动汽车安全设计需要从硬件上进行考虑物理防护，同时也需要从软件上进行保护。BYDBYDBuild Your Dreams28，thanks！