電動汽車動力系統(tǒng)安全性設計與工程應用

序前言
第 1章　緒論·· 1
1.1　基本概念·· 1
1.1.1　常用術語和定義 ·· 1
1.1.2　電動汽車的分類 ·· 3
1.1.3　電動汽車的特點及安全特性 ·· 9
1.2　電動汽車的發(fā)展歷程 ·· 9
1.2.1　純電動汽車的發(fā)展歷程 ·· 9
1.2.2　混合動力電動汽車的發(fā)展歷程 ·· 12
1.2.3　燃料電池電動汽車的發(fā)展歷程 ·· 14
1.3　電動汽車動力系統(tǒng)的組成與構型·· 15
1.3.1　動力蓄電池系統(tǒng)·· 15
1.3.2　驅(qū)動電機系統(tǒng)·· 17
1.3.3　充放電系統(tǒng)·· 17
1.3.4　集中式驅(qū)動·· 18
1.3.5　分布式驅(qū)動·· 19
1.4　電動汽車動力系統(tǒng)的關鍵技術·· 20
1.4.1　動力蓄電池技術·· 20
1.4.2　電驅(qū)動總成技術·· 20
1.4.3　能量管理與熱管理技術 ·· 21
1.4.4　充電和放電技術·· 23
1.4.5　控制器硬件和軟件開發(fā)技術·· 25
1.5　電動汽車動力系統(tǒng)的主要安全問題 ·· 26
1.5.1　高壓電安全·· 26
1.5.2　電氣控制安全·· 26
1.5.3　機械結構安全·· 26
1.5.4　電磁兼容性·· 27
1.5.5　動力蓄電池系統(tǒng)的防火、防爆、防泄漏·· 27
1.6　電動汽車動力系統(tǒng)安全標準與規(guī)范 ·· 28
1.6.1　電動汽車安全標準與法規(guī)·· 28
1.6.2　電動汽車安全性能與要求·· 29
1.6.3　電動汽車安全測試與評價·· 29
第 2章　電動汽車電氣安全基礎·· 31
2.1　概述·· 31
2.2　人體阻抗·· 31
2.2.1　人體阻抗的構成·· 31
2.2.2　環(huán)境因素對人體電阻的影響·· 33
2.3　電流對人體的作用·· 33
2.3.1　電流致傷的機理·· 34
2.3.2　電擊致命的原因·· 34
2.3.3　電流效應的影響因素·· 34
2.4　電氣事故·· 36
2.4.1　觸電·· 37
2.4.2　短路·· 37
2.4.3　靜電·· 37
2.4.4　射頻電磁場·· 38
2.4.5　電氣火災與爆炸·· 38
2.4.6　異常帶電·· 38
2.4.7　異常停電·· 39
2.4.8　雷電災害·· 39
2.5　觸電防護·· 39
2.5.1　警示標識·· 39
2.5.2　接觸防護·· 40
2.5.3　短路防護·· 43
2.5.4　高壓回路主動監(jiān)測與防護·· 45
2.6　電氣防火、防爆 ·· 49
2.6.1　電氣引燃源·· 49
2.6.2　電氣防火、防爆措施·· 49
2.7　靜電防護·· 50
2.7.1　靜電的產(chǎn)生及危害 ·· 50
2.7.2　靜電危險的安全界限及防護措施 ·· 51
2.8　雷電防護··53
第 3章　電動汽車電磁兼容基礎·· 54
3.1　概述··54
3.2　電磁兼容基礎··54
3.2.1　電磁兼容概念與常用術語··54
3.2.2　電磁兼容理論··56
3.2.3　電磁兼容設計基礎 ··63
3.3　電動汽車電磁兼容基礎 ··72
3.3.1　電動汽車電磁兼容問題 ··72
3.3.2　電動汽車電磁兼容分析 ··73
3.3.3　電動汽車電磁兼容設計基礎··83
3.3.4　電動汽車電磁兼容標準 ··88
3.4　電動汽車電磁場人體曝露··95
3.4.1　輻射的基本概念···95
3.4.2　國際研究概況··96
3.4.3　國內(nèi)研究成果··97
3.4.4　電動汽車電磁場相對于人體曝露的要求··98
第 4章　電動汽車通用安全規(guī)范 ··100
4.1　概述·· 100
4.2　一般安全·· 100
4.2.1　信號與標志··100
4.2.2　電動汽車高壓安全標識·· 101
4.2.3　車載 REESS通用要求·· 102
4.2.4　操作通用安全要求·· 102
4.2.5　提示與警告··102
4.3　防觸電安全·· 103
4.3.1　使用中觸電防護·· 103
4.3.2　碰撞后觸電安全·· 110
4.4　操作安全·· 113
4.4.1　上下電的安全要求·· 113
4.4.2　行駛中操作安全要求 ·· 114
4.4.3　充電操作安全·· 114
4.5　特殊場景安全·· 114
4.5.1　故障狀態(tài)的操作安全 ·· 114
4.5.2　碰撞后的操作安全·· 115
4.6　整車熱安全·· 115
4.6.1　電機熱保護··115
4.6.2　電機控制器熱保護·· 115
4.6.3　動力蓄電池系統(tǒng)熱保護·· 116
4.6.4　充電系統(tǒng)熱保護·· 116
4.6.5　整車空調(diào)熱保護·· 116
4.7　整車布置與安全防護·· 117
4.7.1　碰撞后電安全法規(guī)及相關評價要求·· 117
4.7.2　整車布置與高壓安全 ·· 119
4.7.3　高壓模塊本身強度·· 120
4.8　商用車特殊安全要求·· 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　硬件安全設計·· 128
4.9.2　軟件設計·· 132
4.9.3　功能和操作設計·· 132
第 5章　動力蓄電池系統(tǒng)的安全設計與開發(fā)··138
5.1　概述·· 138
5.2　動力蓄電池系統(tǒng)簡介·· 138
5.2.1　動力蓄電池分類及特點·· 138
5.2.2　動力蓄電池系統(tǒng)的組成與作用·· 139
5.2.3　動力蓄電池相關技術簡介 ·· 142
5.3　電芯·· 143
5.3.1　電芯分類·· 143
5.3.2　電芯主材·· 144
5.3.3　電芯容量與外觀尺寸 ·· 148
5.3.4　電芯設計安全·· 149
5.3.5　電芯的壽命與可靠性要求 ·· 153
5.3.6　電芯的要求與試驗·· 153
5.3.7　電芯的使用安全·· 155
5.4　模組·· 155
5.4.1　模組的構成··155
5.4.2　模組的材料安全·· 156
5.4.3　模組的機械安全·· 157
5.4.4　模組的電氣安全·· 158
5.4.5　模組的熱安全·· 158
5.4.6　模組的壽命與可靠性要求 ·· 158
5.4.7　模組的法規(guī)要求與試驗·· 159
5.5　動力蓄電池系統(tǒng)··162
5.5.1　電芯成組方式對動力蓄電池系統(tǒng)的影響·· 162
5.5.2　動力蓄電池系統(tǒng)的技術要求 ·· 163
5.5.3　動力蓄電池系統(tǒng)的安裝·· 166
5.5.4　BMS的功能·· 167
5.5.5　動力蓄電池系統(tǒng)的機械安全 ·· 174
5.5.6　動力蓄電池系統(tǒng)的熱安全 ·· 181
5.5.7　動力蓄電池系統(tǒng)電氣安全 ·· 182
5.5.8　動力蓄電池系統(tǒng)的法規(guī)要求與試驗·· 185
5.5.9　動力蓄電池的包裝與運輸 ·· 186
5.6　開發(fā)案例·· 187
5.6.1　刀片電池·· 187
5.6.2　CTB技術 ·· 195
第 6章　電驅(qū)動總成的安全設計與開發(fā)···202
6.1　概述·· 202
6.2　電驅(qū)動總成的構成 ·· 203
6.2.1　驅(qū)動電機·· 203
6.2.2　電機控制器··205
6.2.3　變速器·· 208
6.3　電驅(qū)動總成的高壓電安全 ·· 210
6.3.1　絕緣電阻要求·· 210
6.3.2　耐高壓要求··210



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