电动汽车动力系统安全性设计与工程应用

　　随着电动汽车产业的高速发展，其核心部件电动汽车动力系统的安全性日益受到关注。本书对电动汽车动力系统安全性设计与开发涉及的知识、理论、方法进行了系统和全面的梳理，介绍了电动汽车及动力系统的基本知识体系；系统地介绍了电动汽车电气安全基础、电动汽车电磁兼容基础和电动汽车通用安全规范等理论知识；详细地阐述了电动汽车动力蓄电池系统、电驱动总成、充放电系统的安全设计与开发，电动汽车动力系统 EMC工程应用，电动汽车电子电气系统的功能安全，电动汽车动力系统新技术展望。本书列举了大量的研究开发案例供读者参考。 本书可供汽车设计、制造、运营、管理的工程技术人员学习参考，也可作为高校教师和学生以及相关科研单位和咨询机构科技工作者的参考书。

　　主导研发多款燃油轿车、混合动力轿车、纯电动轿车及电动客车。并获得多个奖项。包括国家级和省级外观专利奖项，同时获得汽车工业科学技术奖和百余项国家授权专利。

序前言
第 1章　绪论·· 1
1.1　基本概念·· 1
1.1.1　常用术语和定义 ·· 1
1.1.2　电动汽车的分类 ·· 3
1.1.3　电动汽车的特点及安全特性 ·· 9
1.2　电动汽车的发展历程 ·· 9
1.2.1　纯电动汽车的发展历程 ·· 9
1.2.2　混合动力电动汽车的发展历程 ·· 12
1.2.3　燃料电池电动汽车的发展历程 ·· 14
1.3　电动汽车动力系统的组成与构型·· 15
1.3.1　动力蓄电池系统·· 15
1.3.2　驱动电机系统·· 17
1.3.3　充放电系统·· 17
1.3.4　集中式驱动·· 18
1.3.5　分布式驱动·· 19
1.4　电动汽车动力系统的关键技术·· 20
1.4.1　动力蓄电池技术·· 20
1.4.2　电驱动总成技术·· 20
1.4.3　能量管理与热管理技术 ·· 21
1.4.4　充电和放电技术·· 23
1.4.5　控制器硬件和软件开发技术·· 25
1.5　电动汽车动力系统的主要安全问题 ·· 26
1.5.1　高压电安全·· 26
1.5.2　电气控制安全·· 26
1.5.3　机械结构安全·· 26
1.5.4　电磁兼容性·· 27
1.5.5　动力蓄电池系统的防火、防爆、防泄漏·· 27
1.6　电动汽车动力系统安全标准与规范 ·· 28
1.6.1　电动汽车安全标准与法规·· 28
1.6.2　电动汽车安全性能与要求·· 29
1.6.3　电动汽车安全测试与评价·· 29
第 2章　电动汽车电气安全基础·· 31
2.1　概述·· 31
2.2　人体阻抗·· 31
2.2.1　人体阻抗的构成·· 31
2.2.2　环境因素对人体电阻的影响·· 33
2.3　电流对人体的作用·· 33
2.3.1　电流致伤的机理·· 34
2.3.2　电击致命的原因·· 34
2.3.3　电流效应的影响因素·· 34
2.4　电气事故·· 36
2.4.1　触电·· 37
2.4.2　短路·· 37
2.4.3　静电·· 37
2.4.4　射频电磁场·· 38
2.4.5　电气火灾与爆炸·· 38
2.4.6　异常带电·· 38
2.4.7　异常停电·· 39
2.4.8　雷电灾害·· 39
2.5　触电防护·· 39
2.5.1　警示标识·· 39
2.5.2　接触防护·· 40
2.5.3　短路防护·· 43
2.5.4　高压回路主动监测与防护·· 45
2.6　电气防火、防爆 ·· 49
2.6.1　电气引燃源·· 49
2.6.2　电气防火、防爆措施·· 49
2.7　静电防护·· 50
2.7.1　静电的产生及危害 ·· 50
2.7.2　静电危险的安全界限及防护措施 ·· 51
2.8　雷电防护··53
第 3章　电动汽车电磁兼容基础·· 54
3.1　概述··54
3.2　电磁兼容基础··54
3.2.1　电磁兼容概念与常用术语··54
3.2.2　电磁兼容理论··56
3.2.3　电磁兼容设计基础 ··63
3.3　电动汽车电磁兼容基础 ··72
3.3.1　电动汽车电磁兼容问题 ··72
3.3.2　电动汽车电磁兼容分析 ··73
3.3.3　电动汽车电磁兼容设计基础··83
3.3.4　电动汽车电磁兼容标准 ··88
3.4　电动汽车电磁场人体曝露··95
3.4.1　辐射的基本概念···95
3.4.2　国际研究概况··96
3.4.3　国内研究成果··97
3.4.4　电动汽车电磁场相对于人体曝露的要求··98
第 4章　电动汽车通用安全规范 ··100
4.1　概述·· 100
4.2　一般安全·· 100
4.2.1　信号与标志··100
4.2.2　电动汽车高压安全标识·· 101
4.2.3　车载 REESS通用要求·· 102
4.2.4　操作通用安全要求·· 102
4.2.5　提示与警告··102
4.3　防触电安全·· 103
4.3.1　使用中触电防护·· 103
4.3.2　碰撞后触电安全·· 110
4.4　操作安全·· 113
4.4.1　上下电的安全要求·· 113
4.4.2　行驶中操作安全要求 ·· 114
4.4.3　充电操作安全·· 114
4.5　特殊场景安全·· 114
4.5.1　故障状态的操作安全 ·· 114
4.5.2　碰撞后的操作安全·· 115
4.6　整车热安全·· 115
4.6.1　电机热保护··115
4.6.2　电机控制器热保护·· 115
4.6.3　动力蓄电池系统热保护·· 116
4.6.4　充电系统热保护·· 116
4.6.5　整车空调热保护·· 116
4.7　整车布置与安全防护·· 117
4.7.1　碰撞后电安全法规及相关评价要求·· 117
4.7.2　整车布置与高压安全 ·· 119
4.7.3　高压模块本身强度·· 120
4.8　商用车特殊安全要求·· 122
4.8.1　防水安全·· 122
4.8.2　防火安全·· 124
4.9　控制安全·· 128
4.9.1　硬件安全设计·· 128
4.9.2　软件设计·· 132
4.9.3　功能和操作设计·· 132
第 5章　动力蓄电池系统的安全设计与开发··138
5.1　概述·· 138
5.2　动力蓄电池系统简介·· 138
5.2.1　动力蓄电池分类及特点·· 138
5.2.2　动力蓄电池系统的组成与作用·· 139
5.2.3　动力蓄电池相关技术简介 ·· 142
5.3　电芯·· 143
5.3.1　电芯分类·· 143
5.3.2　电芯主材·· 144
5.3.3　电芯容量与外观尺寸 ·· 148
5.3.4　电芯设计安全·· 149
5.3.5　电芯的寿命与可靠性要求 ·· 153
5.3.6　电芯的要求与试验·· 153
5.3.7　电芯的使用安全·· 155
5.4　模组·· 155
5.4.1　模组的构成··155
5.4.2　模组的材料安全·· 156
5.4.3　模组的机械安全·· 157
5.4.4　模组的电气安全·· 158
5.4.5　模组的热安全·· 158
5.4.6　模组的寿命与可靠性要求 ·· 158
5.4.7　模组的法规要求与试验·· 159
5.5　动力蓄电池系统··162
5.5.1　电芯成组方式对动力蓄电池系统的影响·· 162
5.5.2　动力蓄电池系统的技术要求 ·· 163
5.5.3　动力蓄电池系统的安装·· 166
5.5.4　BMS的功能·· 167
5.5.5　动力蓄电池系统的机械安全 ·· 174
5.5.6　动力蓄电池系统的热安全 ·· 181
5.5.7　动力蓄电池系统电气安全 ·· 182
5.5.8　动力蓄电池系统的法规要求与试验·· 185
5.5.9　动力蓄电池的包装与运输 ·· 186
5.6　开发案例·· 187
5.6.1　刀片电池·· 187
5.6.2　CTB技术 ·· 195
第 6章　电驱动总成的安全设计与开发···202
6.1　概述·· 202
6.2　电驱动总成的构成 ·· 203
6.2.1　驱动电机·· 203
6.2.2　电机控制器··205
6.2.3　变速器·· 208
6.3　电驱动总成的高压电安全 ·· 210
6.3.1　绝缘电阻要求·· 210
6.3.2　耐高压要求··210



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