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电池系统中的故障事件及故障树分析

2020-05-18   点击量:1511

电池系统FTANHTSA陆续公布了之前美国车企做的有关电池安全的一些文件,这份七月份公布的报告《FordSafetyperformanceOfRechargeableEnergyStorageSystems》是针对福特第一代电动Focus来做的,报告比较长,今天摘录一下里面的FTA


报告封面


这份报告重要在电池系统中含义重要的故障事件并进行进行故障树分析(FTA),并识别出挤压,过充和短路三种重要故障机制,供应了故障的失效模式


电池系统故障树01FTA分析范围


这个分析过程重要关注点在于:


锂离子电池化学成分直接相关的故障


考虑范围包括车辆乘员和事故相关的急救人员


不是限制于特定的设计


考虑新产品的安全性能符合NHTSAFMVSS测试。BMS包括所有相关组件(例如,温度传感器,高压接触器)


包含已识别但未扩大的制造缺陷


面向的是已经通过DV(设计验证)的产品


可靠性和概率不要量化


编辑错误这段请忽略:"是pHEV和BEV在上海的变化,之前pHEV比较BEV的优势是非常明显的,个人消费者的偏好主导着这个市场。但是随着BEV的续航里程新增到400公里甚至500公里,BEV和pHEV的上牌数就比较接近了"


FTA总体概览


具体的展开如下


Mechnical


Chemical


Electrical


到这里是整个的重点,所有电动汽车的发展瓶颈,都是从电芯层面释放出来热量


Thermal


这里分为外力和内部压力上升


内部压力上升往下细分为短路过充和过放


内短路和外短路


阻性加热


外部热量和内热


02不同层级从电池FTA来分成High、Median和Low三种,其中严重的事件在不同的层级分为三层,和我们的认知时完全相同的,重要包括


HigherpriorityCellLevelEvents


InternalshortcircuitresultingfromacellseparatorfailurecausedbyaCellCrush


HigherprioritypackLevelEvents


Chemicaleventinvolvingapackbreachinteriortothepassengerdepartmentcausedbyamechanicallyinducedfailure.Thiswouldbeapackcontainmentfailureduetocrash


Chemicaleventinvolvingapackbreachinteriortothepassengerdepartmentcausedbyathermallyinducedfailure.Thiswouldbeapackcontainmentfailureduetohightemperatures,notfire


Mechanicaleventcausedbyapackstructurefailure,afailureofthestructureduetocrash


Externalshortcircuitcausedbybatteryinternalconductorsbeingforcedtogetherinacrusheventbymechanicalforcesonapack


Externalshortcircuitcausedbyconductivefluidallowingashortcircuitacrosscells


HigherpriorityVehicleLevelEvents


Ignitionofthevehiclefromasourceoutsideofthepackcapableofignitingacombustiblemixture


这份报告里面有大量的实验环节,都是基于挤压、过充和短路实验三种不同的形式来验证以上的故障发生时,整体的情况,我要点时间把报告里面的内容归类和整理


故障、候选要素和变量


在有经费支持的条件下,做了挺多的实验


测试的层级


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钜大特种电池工程研究院

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