目錄
第1章 新能源汽車市場發(fā)展概述1
1.1電氣化驅動時代來臨2
1.2不斷加碼的政策支持5
1.2.1全球新能源汽車產(chǎn)業(yè)政策回顧5
1.2.2中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)政策總結7
1.3新能源汽車發(fā)展路線之爭12
1.3.1新能源汽車技術路線12
1.3.2新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢15
1.4動力電池中日韓三足鼎立21
1.4.1鋰電池產(chǎn)業(yè)花落中日韓21
1.4.2動力電池的技術發(fā)展路線23
1.4.3三足鼎立格局31
1.5汽車安全事故猛于虎32
主要參考文獻37
第2章 動力電池系統(tǒng)技術綜覽39
2.1動力電池系統(tǒng)簡述40
2.1.1動力電池系統(tǒng)的作用40
2.1.2動力電池系統(tǒng)的設計理念40
2.1.3動力電池從單體到系統(tǒng)41
2.1.4動力電池系統(tǒng)產(chǎn)品外形及安裝位置42
2.1.5動力電池系統(tǒng)的構成和相關技術45
2.2動力電池技術介紹48
2.2.1動力電池按材料體系分類及特點48
2.2.2動力電芯封裝形式和極片裝配工藝49
2.2.3電芯設計技術50
2.3電池系統(tǒng)成組技術之——熱管理技術52
2.3.1熱管理的作用（電池系統(tǒng)的體溫調節(jié)）52
2.3.2熱管理技術分類及特點52
2.3.3當前熱管理技術需求和發(fā)展趨勢53
2.4電池系統(tǒng)成組技術之二——結構設計技術54
2.4.1動力電池系統(tǒng)結構的作用（電池系統(tǒng)的體格）54
2.4.2模組結構技術54
2.4.3箱體及結構技術55
2.4.4緊固結構技術55
2.4.5防護等級技術要點（IP67）56
2.5電連接技術57
2.5.1線束和連接的作用（電池系統(tǒng)動力網(wǎng)絡和神經(jīng)網(wǎng)絡）57
2.5.2連接器選擇57
2.5.3線材選擇和降額設計58
2.5.4工藝選擇58
2.6BMS技術58
2.6.1測量59
2.6.2保護功能61
2.6.3管理功能62
2.6.4警示功能67
2.7鋰電池標準化體系68
2.7.1概述68
2.7.2國內外標準化情況68
主要參考文獻69
第3章 產(chǎn)品安全規(guī)則與流程71
3.1企業(yè)安全文化建設72
3.2產(chǎn)品安全的規(guī)則和流程74
3.3產(chǎn)品開發(fā)過程中的安全活動實施78
3.3.1產(chǎn)品安全管控方法78
3.3.2產(chǎn)品安全的設計需求78
3.3.3產(chǎn)品開發(fā)過程中的安全風險跟蹤80
3.3.4建立持續(xù)優(yōu)化的閉環(huán)流程81
3.4產(chǎn)品安全評估83
3.4.1產(chǎn)品安全評估的目的83
3.4.2產(chǎn)品安全評估的流程84
3.4.3產(chǎn)品安全評估的方法85
3.4.4產(chǎn)品安全評估的結果及后續(xù)要求85
3.4.5產(chǎn)品安全評估的獨立性86
3.5產(chǎn)品安全評審86
3.5.1功能安全評審的目的87
3.5.2功能安全評審的流程87
3.5.3產(chǎn)品安全評審的方法88
3.5.4產(chǎn)品安全評審的結果及后續(xù)要求90
第4章 動力電池系統(tǒng)安全分析91
4.1系統(tǒng)安全理念92
4.2系統(tǒng)安全工程93
4.3動力電池系統(tǒng)模型和屬性96
4.3.1系統(tǒng)組成及環(huán)境分析96
4.3.2系統(tǒng)簡單模型97
4.3.3系統(tǒng)的相關屬性98
4.4動力電池系統(tǒng)安全分析100
4.4.1危險的能量源100
4.4.2電擊危險分析101
4.4.3燃燒和爆炸危險分析102
4.4.4動力電池系統(tǒng)安全分析的工程方法103
4.4.5安全防御措施的基本思路105
4.5安全分析案例107
4.5.1動力電池系統(tǒng)危險初步識別107
4.5.2動力電池系統(tǒng)頂層事故分析111
4.5.3動力電池系統(tǒng)安全危險的分解和分配111
主要參考文獻114
第5章 電氣安全設計115
5.1警示標識116
5.2接觸防護116
5.2.1直接接觸防護117
5.2.2間接接觸防護121
5.3外短路防護125
5.4高壓回路主動監(jiān)控與防護127
5.4.1過流保護127
5.4.2高壓互鎖檢測128
5.4.3繼電器狀態(tài)檢測131
5.4.4絕緣監(jiān)控133
5.4.5碰撞防護136
5.4.6上電防瞬態(tài)沖擊（預充電保護）138
主要參考文獻142
第6章 機械安全設計143
6.1簡介144
6.2接觸式受力防護144
6.2.1防護結構的機械強度144
6.2.2連接結構的機械強度147
6.3非接觸式受力防護151
6.3.1防護結構的機械強度151
6.3.2連接結構的機械強度152
6.4IP防護152
6.4.1密封界面設計152
6.4.2氣壓平衡部件155
6.4.3氣密性測試156
6.5防呆設計157
6.5.1機械防呆158
6.5.2顏色防呆158
6.5.3標識防呆158
6.6防火、阻燃和防腐蝕159
6.6.1防火與阻燃160
6.6.2防腐蝕162
主要參考文獻163
第7章 功能安全設計165
7.1功能安全標準簡介166
7.1.1功能安全標準的演變歷史166
7.1.2ISO26262的主要內容167
7.1.3本書和ISO26262的對應關系168
7.2概念設計169
7.2.1相關項定義169
7.2.2危害分析和風險評估170
7.2.3功能安全概念173
7.3系統(tǒng)開發(fā)174
7.3.1技術安全需求174
7.3.2系統(tǒng)安全設計176
7.3.3系統(tǒng)集成測試177
7.4硬件開發(fā)與測試178
7.4.1制定硬件安全需求179
7.4.2軟硬件接口定義181
7.4.3硬件設計181
7.4.4硬件設計階段的安全分析185
7.4.5計算硬件架構指標186
7.4.6隨機硬件失效導致違背安全目標的評估（ISO26262-5第9章 ）192
7.4.7硬件的集成和測試194
7.5軟件開發(fā)與測試196
7.5.1軟件安全需求196
7.5.2軟件架構設計197
7.5.3軟件單元設計202
7.5.4軟件功能安全測試203
主要參考文獻203
第8章 化學安全設計205
8.1鋰離子電池安全性分析206
8.1.1突發(fā)事件或濫用原因206
8.1.2鋰離子電池的自身原因206
8.2鋰離子電池安全性的特征207
8.3鋰離子電池安全性設計的基本原理208
8.4提高鋰離子電池安全性的化學設計210
8.4.1選用熱穩(wěn)定性高的電極材料210
8.4.2選用安全型鋰離子電池電解液212
8.4.3采用離子液體電解液215
8.4.4采用固態(tài)電解質215
8.4.5采用熱失控阻斷添加劑216
8.4.6選用高穩(wěn)定性黏結劑217
8.4.7選用熱穩(wěn)定性高的隔膜217
8.4.8小結217
8.5電池熱管理常用冷卻劑218
8.6熱失控預警及控制221
8.6.1鋰離子電池熱失控的機理221
8.6.2應對措施223
8.6.3預警系統(tǒng)選擇方法225
主要參考文獻228
第9章 產(chǎn)品安全驗證231
9.1概述232
9.2安全測試概述232
9.2.1電芯安全測試232
9.2.2模組安全測試232
9.2.3電池系統(tǒng)安全測試234
9.2.4測試案例分析236
9.2.5測試計劃237
9.3結構仿真238
9.3.1仿真在電池系統(tǒng)設計中的作用與意義238
9.3.2基礎知識和常用仿真工具介紹239
9.3.3電池系統(tǒng)仿真分析的基本理論239
9.3.4案例分析244
9.4熱流體仿真分析255
9.4.1Pack設計中的熱流體仿真分析255
9.4.2基礎知識簡介和常用熱流體仿真工具介紹256
9.4.3熱流體仿真基礎理論256
9.4.4熱流體仿真實例分析261
9.5故障樹分析265
9.5.1基本概念266
9.5.2定性分析與定量分析266
9.5.3案例分析268
主要參考文獻271
第10章 國內外鋰動力電池法規(guī)和標準體系273
10.1世界汽車技術法規(guī)概述274
10.2與鋰動力電池相關的主要技術法規(guī)解讀275
10.2.1FMVSS305電動汽車：電解液溢出及電擊防護276
10.2.2ECER100關于機動車型式批準中電驅動系統(tǒng)特殊要求的統(tǒng)一規(guī)定276
10.2.3ECER94關于車輛正面碰撞乘員保護認證的統(tǒng)一規(guī)定/ECER95關于車輛側面碰撞乘員保護認證的統(tǒng)一規(guī)定282
10.2.4UN38.3聯(lián)合國《關于危險貨物運輸?shù)慕ㄗh書——試驗和標準手冊》第38.3節(jié)“金屬鋰電池和鋰離子電池組”283
10.3電動汽車鋰動力電池主要安全標準解讀284
10.3.1ISO相關標準285
10.3.2IEC相關標準291
10.3.3歐盟相關標準293
10.3.4美國相關標準295
10.3.5中國相關標準299
主要參考文獻314