电动汽车安全与标准法规

电动汽车安全电动汽车安全 与标准法规与标准法规 Electric Vehicle Safety and Standard 中国汽车技术研究中心（中国汽车技术研究中心（CATARC） 周周 荣荣 2016年年8月月21日日 2 电动汽车的安全分析 EV safety analyze 3 电动汽车的安全标准和法规 EV safety standard and regulation 4 安全问题与解决方案 Safety problem and solution 1 引言事故给我们的思考 IntroductionThinking of accident 国内外几起典型的电动汽车安全事故国内外几起典型的电动汽车安全事故 Domestic and overseas typical EV safety accident 自燃事故自燃事故 Self-combustion accident 碰撞事故碰撞事故 Crash accident 充电事故充电事故 Charging accident 电动汽车的安全性问题成为电动汽车的安全性问题成为 关注的热点，同时也是发展电动关注的热点，同时也是发展电动 汽车必须解决的关键问题。汽车必须解决的关键问题。 DDC INV BA T 解决解决EV安全问题的关键点安全问题的关键点/The Key： 建立建立EVEV安全标准和评价体系安全标准和评价体系 Set up EV safety standard and evaluation system EVEV整车与关键零部件的对标分析与评估整车与关键零部件的对标分析与评估 EV and key component standard analyze and evaluation EVEV寿命周期的安全管理（生产、运行、运输、寿命周期的安全管理（生产、运行、运输、 存储、回收利用等）存储、回收利用等） EV lifecycle safety management（production, operation, transportation, storage, recycle etc.） 2 电动汽车的安全分析 EV safety analyze 3 电动汽车的安全标准和法规 EV safety standard and regulation 4 安全问题与解决方案 Safety problem and solution 1 引言事故给我们的思考 IntroductionThinking of accident 电动汽车的结构特性电动汽车的结构特性 The structure characteristics of EV 动力控制单元 电机 高压电缆 高压电池 电动汽车面临的安全问题电动汽车面临的安全问题 高能量动力电池高能量动力电池 起火、爆炸的可能起火、爆炸的可能 高电压的动力系统高电压的动力系统 直接接触、间接接触造成的电击伤害直接接触、间接接触造成的电击伤害 大质量的动力电池大质量的动力电池 对乘员及第三方的潜在伤害对乘员及第三方的潜在伤害 含有化学液体的动力电池含有化学液体的动力电池 对乘员及第三方的潜在伤害对乘员及第三方的潜在伤害 动力系统与传统车的动力系统与传统车的 显著区别显著区别 对车辆功能安全提出新要求对车辆功能安全提出新要求 电动汽车特有的安全问题电动汽车特有的安全问题 The special safety problems of electric vehicles 1、生产过程、生产过程 Production Process 2、运输、贮存、运输、贮存 Transportation and storage 3、恶劣环境、恶劣环境 Bad environment 4、车辆事故、车辆事故 车辆碰撞车辆碰撞 Crash 车辆浸水车辆浸水 Water immersion 绝缘破坏绝缘破坏 Insulation breakdown 1、跌落、跌落 Drop 2、冲击、振动、冲击、振动 impact and Vibration 3、高温、低温、电磁环境、高温、低温、电磁环境 High Temperature， low temperature and magnetic environment 4、 高压系统保护功能失效高压系统保护功能失效 High voltage ，insulation， shock , short circuit protection and BMS function etc. 5、 浸泡浸泡 soak 电池等安全部件的安全事故的原因电池等安全部件的安全事故的原因Reasons of safety accident about battery etc 整车安全事故的原因整车安全事故的原因Reasons of vehicle accident 1、正常使用、正常使用 Transportation and storage 2、故障状态、故障状态 Bad environment 3、车辆事故、车辆事故 车辆碰撞车辆碰撞 车辆浸水车辆浸水 绝缘破坏绝缘破坏 1、电池温度及其均与性控制、电池温度及其均与性控制 Temperature and temperature uniform control 2、整车、整车电磁兼容性 EMC 3、 各类故障的警示与处理各类故障的警示与处理 Warning and treatment of failures and malfunction 4、 高压电系统绝缘、密封性高压电系统绝缘、密封性 Insulation and sealing of high voltage system 5、电池系统安装强度、车辆设、电池系统安装强度、车辆设 计对电池系统的机械防护计对电池系统的机械防护 mounting strength and mechanical protection of battery pack etc. 充放电过程充放电过程 Charging and discharging process 1、电池管理系统与充电机的通讯、电池管理系统与充电机的通讯、 相应功能的可靠性相应功能的可靠性 Reliability of function and their communication of BMS and charger 2、车载充电机与充电桩的通讯和、车载充电机与充电桩的通讯和 相应功能的可靠性相应功能的可靠性 Reliability of function and their communication of on- board charger and charging post. 3、 充放电对电网电能品质的影响充放电对电网电能品质的影响 influence on quality of grid when charging and discharging (V2G) 充电过程的安全事故原因充电过程的安全事故原因Reasons of changing and discharging progress 电动汽车的安全性能电动汽车的安全性能The electric vehicle safety performances 电动汽车是一种汽电动汽车是一种汽 车，汽车应具备的安车，汽车应具备的安 全性能都应该有。全性能都应该有。 主动安全：照明与信号装置；制动、转向、轮主动安全：照明与信号装置；制动、转向、轮 胎等；辅助驾驶等。胎等；辅助驾驶等。 被动安全：照明与信号装置；制动、转向、轮被动安全：照明与信号装置；制动、转向、轮 胎等；辅助驾驶等。胎等；辅助驾驶等。 主动安全：照明与信号装置；制动、转向、轮主动安全：照明与信号装置；制动、转向、轮 胎等；辅助驾驶等。胎等；辅助驾驶等。 主动安全：照明与信号装置；制动、转向、轮主动安全：照明与信号装置；制动、转向、轮 胎等；辅助驾驶等。胎等；辅助驾驶等。 被动安全：照明与信号装置；制动、转向、轮被动安全：照明与信号装置；制动、转向、轮 胎等；辅助驾驶等。胎等；辅助驾驶等。 主动安全：照明与信号装置；制动、转向、轮主动安全：照明与信号装置；制动、转向、轮 胎等；辅助驾驶等。胎等；辅助驾驶等。 主动安全：照明与信号装置；制动、转向、轮主动安全：照明与信号装置；制动、转向、轮 胎等；辅助驾驶等。胎等；辅助驾驶等。 一般安全：视野；指示与信号装置；汽车结构一般安全：视野；指示与信号装置；汽车结构 与防盗等。与防盗等。 被动安全：座椅、门锁、安全带和凸出物；车身被动安全：座椅、门锁、安全带和凸出物；车身 和碰撞防护；防火等。和碰撞防护；防火等。 主动安全：照明与信号装置；制动、转向、轮主动安全：照明与信号装置；制动、转向、轮 胎等；辅助驾驶等。胎等；辅助驾驶等。 一般安全：视野；指示与信号装置；汽车结构一般安全：视野；指示与信号装置；汽车结构 与防盗等。与防盗等。 主动安全：照明与信号装置；制动、转向、轮主动安全：照明与信号装置；制动、转向、轮 胎等；辅助驾驶等。胎等；辅助驾驶等。 一般安全：视野；指示与信号装置；汽车结构一般安全：视野；指示与信号装置；汽车结构 与防盗等。与防盗等。 电动汽车特有的技电动汽车特有的技 术特性决定应具备的术特性决定应具备的 安全性能。安全性能。 主动安全：照明与信号装置；制动、转向、轮主动安全：照明与信号装置；制动、转向、轮 胎等；辅助驾驶等。胎等；辅助驾驶等。 被动安全：照明与信号装置；制动、转向、轮被动安全：照明与信号装置；制动、转向、轮 胎等；辅助驾驶等。胎等；辅助驾驶等。 主动安全：照明与信号装置；制动、转向、轮主动安全：照明与信号装置；制动、转向、轮 胎等；辅助驾驶等。胎等；辅助驾驶等。 主动安全：照明与信号装置；制动、转向、轮主动安全：照明与信号装置；制动、转向、轮 胎等；辅助驾驶等。胎等；辅助驾驶等。 被动安全：照明与信号装置；制动、转向、轮被动安全：照明与信号装置；制动、转向、轮 胎等；辅助驾驶等。胎等；辅助驾驶等。 主动安全：照明与信号装置；制动、转向、轮主动安全：照明与信号装置；制动、转向、轮 胎等；辅助驾驶等。胎等；辅助驾驶等。 主动安全：照明与信号装置；制动、转向、轮主动安全：照明与信号装置；制动、转向、轮 胎等；辅助驾驶等。胎等；辅助驾驶等。 一般安全：视野；指示与信号装置；汽车结构一般安全：视野；指示与信号装置；汽车结构 与防盗等。与防盗等。 碰撞安全：电动汽车碰撞后高压电、有害气体碰撞安全：电动汽车碰撞后高压电、有害气体 和动力电池侵入等对人体的防护。和动力电池侵入等对人体的防护。 主动安全：照明与信号装置；制动、转向、轮主动安全：照明与信号装置；制动、转向、轮 胎等；辅助驾驶等。胎等；辅助驾驶等。 一般安全：视野；指示与信号装置；汽车结构一般安全：视野；指示与信号装置；汽车结构 与防盗等。与防盗等。 其它：功能安全与电磁兼容等。其它：功能安全与电磁兼容等。 一般安全：对储能装置安全要求；功能安全和故一般安全：对储能装置安全要求；功能安全和故 障防护；人员触电防护等。障防护；人员触电防护等。 2 电动汽车的安全分析 EV safety analyze 3 电动汽车的安全标准和法规 EV safety standard and regulation 4 安全问题与解决方案 Safety problem and solution 1 引言事故给我们的思考 IntroductionThinking of accident 电动汽车安全立标思路电动汽车安全立标思路 EV safety standard establish thinking 1、电动汽车用动力电池的、电动汽车用动力电池的 安全安全Battery safety ： 2、电动汽车正常使用、电动汽车正常使用 Normal operation ： 3、电动汽车发生意外安全、电动汽车发生意外安全 要求要求Accident safety requirement ： 电动汽车安全电动汽车安全 EV safety 对动力电池单体、模块以及系统 的要求Battery cell, module and system safety requirements 对整车使用状态的安全要求 Vehicle operation state safety requirements 对电动汽车整车提出碰撞后安全 要求Vehicle post-crash safety requirements 广义的安全要求：电动汽车在制造、运输、存储、维修、报广义的安全要求：电动汽车在制造、运输、存储、维修、报 废等的安全问题废等的安全问题Generalized safety requirements：EV manufacture, transportation, storage, maintain, scrap etc safety problems ？ 14 序号序号 新标准新标准 旧标准旧标准 1 1 GB/T 31485GB/T 31485- -20152015 电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法 QC/T 743QC/T 743- -20062006 电动车用锂离子蓄电池电动车用锂离子蓄电池 2 2 GB/T 31467.3GB/T 31467.3- -20152015电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统第电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统第3 3部分：安全性要求与测试部分：安全性要求与测试 方法方法 （ISO 12405ISO 12405- -3 3） 3 3 正在制定相应的正在制定相应的BMSBMS国家标准国家标准 QC/T 897QC/T 897- -20112011 电动汽车用电池管理系统技电动汽车用电池管理系统技 术条件术条件 电动汽车电池标准体系电动汽车电池标准体系 中国电动汽车用电池安全标准中国电动汽车用电池安全标准/ Battery safety standards list 电池单体和模块电池单体和模块 机械安全： 振动、跌落、针刺、挤压 环境安全： 加热、海水浸泡 电安全： 过充电、过放电、短路 生命周期安全： 过充电、短路、加热 电池系统电池系统 保护功能验证：过充电保护、 过放电保护、短路保护、过 温保护等 机械安全：振动、机械冲击、 跌落、挤压、翻转、模拟碰 撞等 环境安全：温度冲击、湿热 循环、高海拔、电磁兼容 对外壳的考察：盐雾、IP防护 等级（防尘、防水）、外部 火烧 控制系统控制系统 监控和保护作用 过充电保护、过放电保护、过流 保护、过温保护、漏电监控等 外壳外壳 IP防护等级、阻燃性能等 动力电池及系统安全要求动力电池及系统安全要求Power battery and system security requirements 电动汽车整车一般安全要求标准电动汽车整车一般安全要求标准 EV basic safety sdandards list 1 GB/T 18384.1-2015 电动汽车电动汽车 安全要求安全要求 第第1部分：车载储能装置部分：车载储能装置 现行可用现行可用 EQV ISO 6469-1:2009 2 GB/T 18384.2-2015 电动汽车电动汽车 安全要求安全要求 第第2部分：功能安全和故障防护部分：功能安全和故障防护 现行可用现行可用 EQV ISO 6469-2:2009 3 GB/T 18384.3-2015电动汽车电动汽车 安全要求安全要求 第第3部分：人员触电防护部分：人员触电防护 现行可用现行可用 EQV ISO 6469-3:2011 4 GB/T 19751-2005混合动力电动汽车安全要求混合动力电动汽车安全要求 即将废止即将废止 5 GB/T24549-2009 燃料电池电动汽车安全要求燃料电池电动汽车安全要求 现行可用现行可用 高压警告标记 技术要求技术要求 绝缘电阻要求 设计最大化和测量最小化 电气间隙和爬电距离 有害气体和其他有害物质排放 REESS产生的热量 REESS过电流断开 典型电动汽车标准解读典型电动汽车标准解读GB/T 18384.1-2015 GB/T 18384.1-2015 电动汽车电动汽车 安全要求安全要求 第第1部分：部分： 车载储能装置车载储能装置 驱动系统电源接通和断开程序 OFF ACC IG READY ON 松制动或踩加 速车辆就走 不计入 动作 不计入 动作 1个动作 2个动作 驱动系统电 源切断状态 可行驶状态 车辆控制状 态 接通断开程序 GB/T 18384.1-2015 电动汽车电动汽车 安全要求安全要求 第第2部分：功能安部分：功能安 全和故障防护全和故障防护 故障安全设计 电动汽车特有的系统和组件的 设计应考虑故障安全 例如：当产生故障时，驱动 系统能量切断状态应能关闭 掉电驱动系统和燃油系统 紧急响应 国内外正在制定相关系列标准： ISO17460 14 SAE J2990 SAE J2990-1 SAE J2990-2 GB/T 18384.1-2015 电动汽车电动汽车 安全要求安全要求 第第3部分：人员触部分：人员触 电防护电防护 DD C IN V B AT 外露可导电部分 电底盘 带电部分 单点失效情况下 的防护 电位均衡 绝缘电阻 电容耦合 断电 其他电击防护方法 应满足的要求应满足的要求 可选择的方法可选择的方法 电动汽车整车碰撞后安全要求标准电动汽车整车碰撞后安全要求标准 EV crash safety sdandard 1 GB/T 31498-2015 电动汽车电动汽车 碰撞后安全要求碰撞后安全要求 现行可用现行可用 防触电要求防触电要求 电解液泄漏要求电解液泄漏要求 电解液泄漏要求电解液泄漏要求 从碰撞结束起至30分钟时间内， 不应有电解液从REESS中溢出 到乘员舱，不应有超过5.0升的 电解液从REESS中溢出。 REESS要求要求 位于乘员舱里面的REESS应保持在安装 位置，REESS部件应保持在其外壳内。位 于乘员舱外面的任何REESS部分不应进入 乘员舱。 碰撞结束起至30分钟这段时间内， REESS不应爆炸、起火。 GB/T 18384.12015 电动汽车 安全要求 第1部分：车载可充电储能系统(REESS) GB/T 18384.22015 电动汽车 安全要求 第2部分：操作安全和故障防护 GB/T 18384.32015 电动汽车 安全要求 第3部分：人员触电防护 GB/T 314982015 电动汽车碰撞后安全要求 燃料电池电动汽车 GB/T