纯电动客车动力电池系统安全技术分析

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纯电动客车动力电池系统安全技术分析
刘培安
(桂林大宇客车有限公司,广西 桂林 541003)
摘要:针对纯电动车辆,以其所发生的安全事故来分析,电池热失控较为显著,出现这一问题的几率相对较大。基于此,文章首先分
析了电池包安全技术现状,其中包括系统布置设计、防水设计、放电安全设计等,然后探究了系统安全技术提高,以期能为有关人士提供参考。
关键词:电池包;纯电动客车;安全技术灵山地震
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科尔曼对于现如今的纯电动汽车来讲,仍然有着安全问题需要处理,这往往体现于动力电池系统,在电池出现短路的情况下,极有可能出现热失控的现象,从而导致车辆起火,若情况较为严重的话,也许会发生爆
炸。所以针对动力电池系统,有必要提高其安全性,并加强管理控制,以便能够降低出现热失控的几率。
布老虎丛书1 安全技术现状
(1)系统布置设计。针对纯电动客车来讲,其电池包往往被布置于两个地方,也就是行李舱以及车身,通过这样的布置方式,以尽可能确保电池包不被撞击;另一方面,在动力电池系统的附近,添加适当的防撞梁,有助于更好保护动力电池系统;在有效进行有关实验的基础上,来检验安装位置的结构强度,由此即便被外力所撞击,也能够有效保护动力电池系统。对于一些纯电动客车来讲,因为被车身结构所影响,往往把动力电池系统安装在底盘的下面。结合车型的不一样,在离地间隙方面,存在很高的要求,比如轻客,要求离地间隙超过18厘米,通过这样的方式,可以避免动力电池系统被撞击或者挤压。
(2)高压连接器选型。在高压系统中,有着较多的部件,尤其是高压连接器,当对这一部件进行选择时,需要考虑多个方面的内容,比如防护级别。比如某一纯电动客车,电压平台达到360伏特,在系统运行的过程中,电压处于300伏特至420伏特的范围。对于连接器的选型,应当符合以下的要求。满足IP67防护级别,起码要两个不一样的动作,方可实现分离,同时存在机械锁止关系,正式开启连接器之前,需借助专门的工具,方可开启这一锁止结构。对于插拔寿命来讲,需要超过二百次。
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(3)高压互锁功能。对于高压系统设计来讲,在部件方面有着很高的要求,需存在互锁功能,而且针对连接状态,能够达到实时监测的目的。比如某一纯电动客车,通过BMS和有关的电控器件,对于连接状态信号,可以进行实时监测,在出现信号异常的情况下,通过有关控制器的作用,把异常信号反馈至VCU,然后结合故障的种类,实施行之有效的处理手段,与此同时,把有关的决策命令向控制命令进行反馈,第一时间断开电池包的回路,在此基础上,可以确保高压的稳定与安全。
(4)防水设计。对于电池包来讲,在内部进水的情况下,极容易致使部件短路,为了有效避免这一问题的发生,可参考以下几点开展防水设计。针对电池系统层面,开展合理的防水设计,并进行浸水实验。对于密封的位置,除了可以安装防水密封圈,也可以添加一定量的密封胶;在有效完成密封之后,开展相应的浸水实验,同时做好对气密性的检测。基于整车层面,开展有关的设计与实验。一般对于动力电池系统而言,往往被安装于两个地方,也就是底盘以及行李舱,不过值得一提的是,要具备足够的离地间隙。顺利完成安装之后,开展淋雨以及涉水实验,在此基础上,对系统防水能力进行检测。
(5)放电安全设计。在过度放电的情况下,也极容易导致电池热失控,所以对于放电过程来讲,有必要开展相应的安全设计。在电量很高时,为了有效防止电池电压被增加,从而触发报警机制,通常情况下,与预设值相比较,在电量超过其95%的情况下,将回馈功能断开。在电量很低的情况下,电池往往会过度放电,从而引发部分不可逆反应,为有效防止这一现象的发生,确保电池维持良好的性
能,需要根据动力性能要求,向电池包开展分级处理。比如某一纯电动客车,其控制对策如下所述:在车辆电量没有超过20%的情况下,借助仪表开展声光提示,以便能够第一时间得到补电;在电量没有10%的情况下,借助仪表开展声光提示,并通过整车控制器开展限功率行驶,以便能够减少放电电流;在电量没有3%的情况下,为防止因电池包过度放电,从而导致电池受到不同程度的损坏,不许车辆行驶,通过整车控制器来控制继电器。在此基础上,除了能够获取良好的体验,也有助于更好保护电池。
2 系统安全技术提高
现如今在系统安全防护方面,可供选用的措施有很多,然而针对电池热失控现象来讲,出现的概率也是很大的,换句话来讲,有必要持续提高安全技术。不但要提高安全防护水平,避免电气以及机械被滥用,与此同时,也应当从以下方面出发,不断提高整车安全水平。也就是借助失控模型,提高估算精准度;增强状态预测能力,提升预警水平;强化大数据的分析以及运用。(1)借助失控模型,提高估算精准度。对于故障诊断阈值的确定来讲,往往是基于极限实验,并且结合有关的性能测试数据,与使用工况进行比较,测试值有着一定的不同,在利用次数不断增加的情况下,会极大降低参数的精准性。强化对系统工作模型的制定,特别是失控模型的确定,可以对极限状态进行更好的估算,同时依据实际测量值,对诊断阈值进行相应的调整,以针对电池系统动态,达到安全管理控制的目的。(2)增强状态预测能力,提升预警水平。在电池安全方面,对于BMS来讲,其预测能力存在一
定的局限性,对于状态估计的准确度较为有限,而且缺少健全的状态评估模型,基于这样的情况,针对电池的安全状态,难以对其进行精准的预测,当然更不易达到事先预警的目的。要深入提升状态估算的精准性,以获得实际的状态量,并且依据健全的状态评估模型,对系统的安全情况进行计算,实施行之有效的电池管理手段,充分掌控动力电池,使其处在合适的工作区间,延长电池的使用年限,同时确保其安全性。基于有关的状态信息,向VCU进行反馈,然后按照具体的运行情况,实施科学合理的控制手段,对运行状态进行相应的调整,在此基础上,促使车辆运行更加稳定与安全。(3)强化大数据的分析以及运用。针对电池系统状态,由于存在很多种因素,使得无法对其进行精准的估计,尤其是缺少很多的运行数据,基于此,当对电池状态进行估计时,往往取决于测试数据。现如今针对纯电动客车,已经搭建了监管平台,对于大多数的运行以及历史数据,能够达到实时获取的目的。对于电池企业来讲,在有效分析大数据的前提下,针对各种电池系统,能够获取相应的运行规律。根据以往的状态估计,并且按照故障诊断能力,能够事先到出现的问题,第一时间向VCU 进行汇报,然后结合各种故障类型,来管理控制整车,在此基础上,能够确保系统运行的可靠与安全,避免出现失控的现象。
3 结语
在当前业内,对于动力电池系统来讲,存在着诸多的问题,尤其是安全问题。针对电池以及整车安全技术,伴随这两项技术不断的发展,再加上对大数据的运用,相信能够有效处理安全问题。 参考文献:
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