整车安全运行记录
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序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 车型 小型轿车 轿车 轿车 环卫车 轿车 环卫车 轿车 轿车 大巴 轿车 EV汇总 轿车 大巴 大巴 PHEV-汇总 大巴 HEV-汇总 汇总 运行数量（台） 100 55 20 16 15 120 5 2 3 2 338 30 10 2 42 2 2 382 类别 EV EV EV EV EV EV EV EV EV EV PHEV PHEV PHEV HEV 电池规格 48V/200Ah 384V/66Ah 336V/70Ah 336V/300Ah 320V/60Ah 336/400Ah 336V/100Ah 336V/200Ah 336V/200Ah 345V/60Ah 320V/35Ah 360V/100Ah 384V/200Ah 360V/30Ah 运行时间 (月) >年 6 6 9 9 15 15 12 15 10 9 18 15 15
排气管设计--热失控后的安全防线
申请（专利）号：201020503600.7 摘要： 防电池烟火蔓延安全装置
本实用新型公开了一种防电池烟火蔓延安全装置，其包括设有入风口和出风口的烟火管道，烟火管道的 入风口密封套住电池的安全阀，烟火管道的出风口处设有抽风装置。本实用新型防电池烟火蔓延安全装 置以不燃或阻燃烟火管道将热失控电池喷出的可燃气体、零星烟雾导走，避免其被临近的接线端子、极 柱或导线因短路大电流产生的高温加热点燃。抽风装置可确保热排气速度大于热失控电池的产气速度， 避免电池爆炸。
＋ － 模块电缆间水 体电阻= XΩ。
电池漏电流 BMU的线号 线的泡水水 体电阻＝ 155 ~ 1060Ω
泡水后
Vn
BMU泡盐水的电缆电阻分析
欧姆表 Ω 温度测量线
R水体电阻
电压 测量线
ρ 水电阻率 2 π* H 泡水深度
* ln
2 *W两电缆间距 D电缆直径 D
接头 BMU
测量目的：看BMU的导线等泡水后，水体电阻 是多少。该水体电组在电池单体间连接形成放 电回路。 测试方法：见BMU连同测试线一起，浸泡在装 有盐水（模拟海水）的塑料容器里面，对露出 水面的信号线，用欧姆表测量电阻值。 海水 测试值： 溶剂：盐水 （模拟海水） 电阻率ρ＝ 29 Ω*cm。 (文献为25~33, ND实测 21, SSL用盐水调出29, 单位：Ω*cm) 电压信号线间水体电阻=155~285 Ω。 温度信号线间水体电阻=710~1060 Ω。
电池滥用安全性模拟实验
电芯高温烘烤实验
60Ah LFP电芯 满充状V>3.55V 电芯有气体排出， 但不能点燃 电芯顶部， 气体可以从 此管导出 火源燃料： 柴油火焰 温度约 900℃
电池组浸盐水实验
实验开始
实验1小时后
实验12小时后结束
实验结果：电芯高温烘烤30分钟后无起火，无爆炸；浸水过程无起火和爆炸， 此两类实验用于模拟电动系统在遇或或涉水后是否对人员造成伤害
新型 电池
车企与电池企 业联合 市场洗礼
消费类电子行业的经验 产量大 品种多 直接面向市场 积累多年的可靠性与安全性数据
优胜劣汰
消费类电子行业的经验具有不可或缺的重要性
电芯安全设计的六大原则
×叠片有错位风险
√跑道式卷绕电芯
√可以焊接的金属外壳
+ 防爆膜 +
陶瓷顶盖 + 绝缘防护
电芯密封性对寿命的影响
NCA Gr HC NMC LCO LMO LTO
C/min) Self-heating Rate(°
Heat flow(mW/mg)
1.50 1.25 1.00 0.75 0.50 0.25 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 T emp(Deg.C)
温度差≤5℃
模块化设计与自动化组装
模组1#
模组2#
模组3#
由模组组合而成的动力电池组
72Ah模组
Busbar 焊接
全自动焊接设备与生产线
动力电池系统安全测试与验证
电池安全测试
√常规安全性测试 √滥用安全性模拟
整车安全运行记录 运行示例之迷笛纯电动出租车
电芯及模组安全性能测试项目
机械滥用测试:
第二部分 实现途径及方式
√系统安全依赖于设计设制造过程 √可靠性安全性与成本的矛盾关系 √动力电池的安全设计原则
√结构与环境对电池安全性的影响 √系统模拟分析与优化
第三部分 实验与运行验证
√强制性安全实验 √滥用模拟安全实验 √实际运行结果分析
电芯安全≠整车安全
杭州纯电动出租车
上海纯电动客车
电池与接线端子可靠度及风险预测
在n=100个电池串联形成的系统里面，单个电池1C使用可靠度只要99%, 就可保证在电池柱中 0.2C使用经历ｎ个串联，失效率低于1ppm.而单个接线端子即使做到了6sigma的品质水平，经历（ n+n/12)或者（n+n/8)对端子串联后，失效率在650ppm以上。所以在动力电池组中，可靠度控制的 核心在于接线端子，而不是电池。原因是电池容量冗余形成了并联关系提高可靠度，而端子数量成 倍且串联降低可靠度。
高温（> 40) - 寿命随温度增加降低 -长时间高温会出现鼓胀 - 超过100℃有安全性风险 - ...... 低温（< 10) - 充放电容量降低 - 低温充电析锂，将有安全性风险 - ......
电池极片低温析锂离外观
电芯膨胀 隔离膜被刺破
元件选型与安装安全原则
电气元器件通用安全准则
√质量体系：汽车级（TS16949） √防火等级：不低于V0 √失效后不冒烟、不起火、不爆炸
钳口的密封性最差，会 影响日历寿命
软包电池的密封性不 理想，长时间使用会 影响日历寿命
激光焊的密闭性最好
电芯容量对安全的影响
AAB报告显示过充温升随电芯容量的增加而增加
电芯内短路造成的热失控风险随容量增加而增加
为控制电芯温升和内短路造成的热失控，单体120Ah是目前的理论极限
热管理对电芯安全性的影响
气管 电池
间隙小于1cm不烧
电炉
电池安全阀有烟嘴（距离小于 1cm）, 主动抽气，电炉烤50Ah 电芯也不烧
电池模块泡盐水的放电机理
模块正极电缆 ＋ 电池 － 模块 负极 电缆 电压信号线 （到BMU） V01 V02 V03 V04
水体电阻放电，造成电 压较快降低，但是未热 失控。 典型值： 泡盐水2小时，模块电压从 41V降低到16V. 超过 100%SOC, 则放电电流 超过0.5C。
说明：
1.以上数据截止到2011年8月5日，数据来源于ATL与普莱德部分销售统计



以我们近八年来的电动汽车动力电池开发经验来看，系统的科技含量绝不是业界通 常所理解的那样低，电池系统的安全和可靠性要求绝不亚于电芯，甚至可能更重要。
系统安全性与可靠性实现方法
电池安全设计与制造 电气元件选型与安装 极限应力模拟分析与优化 热场流场模拟分布与优化 模块化成型与自动化组装
动力电池系统的 可靠性与安全性
北京普莱德新能源科技有限公司 东莞新能源科技有限公司 北大先行科技产业有限公司 主讲人：李 新 宏 日期：2011-09-19
内容摘要
第一部分 事故及要素分析
√由安全事故引发的思考，三个不等于 √电芯内短路风险与机理 √连接可靠性与安全风险评估 √总结：动力电池系统的可靠性与安全性要素
总结：系统安全性与可靠性要素
①
电气
②
机械
③
热管理
{ { {

元器件是否耐高低温、腐蚀和高压？ 电芯状态是否一致？是否具备均衡功能？ 焊点或接触点是否出现虚连接？ 连接点尤其是螺栓是否松动？ 外箱，模组边框，接插头，螺栓是否能通 过振动测试？是否存在弱点？ 各部件公差及膨胀系数是否匹配？是否存 在应力？ 是否有热均衡管理？ 是否具备 紧急情况预警以及泄压设计？
可靠性与安全性是设计和制造出来的
动力电池系统—核心零部件
动力电池机械结构
动力电池电气原理
动力电池运行控制逻辑
电池系统的六大目标
1. 2. 3. 4. 5. 6. 能量密度 功率密度 SoC运行范围 循环寿命及日历寿命 安全性 成本
1.目前动力电池重点要解决的问题：可靠性、安全性，寿命，实用性，使用成本； 2.最重要的是安全，成本是在安全、可靠性、寿命、容量密度四个问题中是排第四位的； 3.成本的问题是在安全性与可靠性得到充分认证和解决后， 随着市场化和产业化的进程， 必然逐步得到解决；
可靠性安全性与成本的关系
总可靠性与 安全性成本 可靠性安全 性成本曲线
成 本
维护成 本曲线
开发与认证
开发阶段
示范运营
市场化运营
可靠度与安全度水准
100%
开发和示范运营阶段，产品量小型号多，认证多，投入大，成本高 以低价抢占和开拓市场会带来高风险，是极其危险的做法！！
可靠性安全性水平提升途径
动力电池 能量密度高 运行工况复杂 工作环境恶劣
冲击、跌落、挤压、针刺、浸渍、撞击、振动；
热滥用测试:

热辐射、热稳定、热绝缘破坏、过热、高温贮存、热循环；
电滥用测试:
短路、部分短路、过充电、过放电、低温试验；
电芯常规安全测试（201所）
电芯常规安全测试
穿钉
过充
挤压
模组常规安全实验 模块短路试验 模块挤压试验 模块穿刺试验
检验标准：实验后无起火，无爆炸
1.5g(y)s 最大张力(MP) 26.9 21 33.6 215.2 168 134.4
2g(z)s 最大形变量 (mm) 0.1207 0.6328 0.2364 0.9656 5.0624 0.9456