序前言
第 1章　緒論·· 1
1.1　基本概念·· 1
1.1.1　常用術(shù)語(yǔ)和定義 ·· 1
1.1.2　電動(dòng)汽車的分類 ·· 3
1.1.3　電動(dòng)汽車的特點(diǎn)及安全特性 ·· 9
1.2　電動(dòng)汽車的發(fā)展歷程 ·· 9
1.2.1　純電動(dòng)汽車的發(fā)展歷程 ·· 9
1.2.2　混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的發(fā)展歷程 ·· 12
1.2.3　燃料電池電動(dòng)汽車的發(fā)展歷程 ·· 14
1.3　電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的組成與構(gòu)型·· 15
1.3.1　動(dòng)力蓄電池系統(tǒng)·· 15
1.3.2　驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)·· 17
1.3.3　充放電系統(tǒng)·· 17
1.3.4　集中式驅(qū)動(dòng)·· 18
1.3.5　分布式驅(qū)動(dòng)·· 19
1.4　電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)·· 20
1.4.1　動(dòng)力蓄電池技術(shù)·· 20
1.4.2　電驅(qū)動(dòng)總成技術(shù)·· 20
1.4.3　能量管理與熱管理技術(shù) ·· 21
1.4.4　充電和放電技術(shù)·· 23
1.4.5　控制器硬件和軟件開發(fā)技術(shù)·· 25
1.5　電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的主要安全問(wèn)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(jī)械結(jié)構(gòu)安全·· 26
1.5.4　電磁兼容性·· 27
1.5.5　動(dòng)力蓄電池系統(tǒng)的防火、防爆、防泄漏·· 27
1.6　電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)安全標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范 ·· 28
1.6.1　電動(dòng)汽車安全標(biāo)準(zhǔn)與法規(guī)·· 28
1.6.2　電動(dòng)汽車安全性能與要求·· 29
1.6.3　電動(dòng)汽車安全測(cè)試與評(píng)價(jià)·· 29
第 2章　電動(dòng)汽車電氣安全基礎(chǔ)·· 31
2.1　概述·· 31
2.2　人體阻抗·· 31
2.2.1　人體阻抗的構(gòu)成·· 31
2.2.2　環(huán)境因素對(duì)人體電阻的影響·· 33
2.3　電流對(duì)人體的作用·· 33
2.3.1　電流致傷的機(jī)理·· 34
2.3.2　電擊致命的原因·· 34
2.3.3　電流效應(yīng)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(chǎng)·· 38
2.4.5　電氣火災(zāi)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(zāi)害·· 39
2.5　觸電防護(hù)·· 39
2.5.1　警示標(biāo)識(shí)·· 39
2.5.2　接觸防護(hù)·· 40
2.5.3　短路防護(hù)·· 43
2.5.4　高壓回路主動(dòng)監(jiān)測(cè)與防護(hù)·· 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(hù)·· 50
2.7.1　靜電的產(chǎn)生及危害 ·· 50
2.7.2　靜電危險(xiǎn)的安全界限及防護(hù)措施 ·· 51
2.8　雷電防護(hù)··53
第 3章　電動(dòng)汽車電磁兼容基礎(chǔ)·· 54
3.1　概述··54
3.2　電磁兼容基礎(chǔ)··54
3.2.1　電磁兼容概念與常用術(shù)語(yǔ)··54
3.2.2　電磁兼容理論··56
3.2.3　電磁兼容設(shè)計(jì)基礎(chǔ) ··63
3.3　電動(dòng)汽車電磁兼容基礎(chǔ) ··72
3.3.1　電動(dòng)汽車電磁兼容問(wèn)題 ··72
3.3.2　電動(dòng)汽車電磁兼容分析 ··73
3.3.3　電動(dòng)汽車電磁兼容設(shè)計(jì)基礎(chǔ)··83
3.3.4　電動(dòng)汽車電磁兼容標(biāo)準(zhǔn) ··88
3.4　電動(dòng)汽車電磁場(chǎng)人體曝露··95
3.4.1　輻射的基本概念···95
3.4.2　國(guó)際研究概況··96
3.4.3　國(guó)內(nèi)研究成果··97
3.4.4　電動(dòng)汽車電磁場(chǎng)相對(duì)于人體曝露的要求··98
第 4章　電動(dòng)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(hào)與標(biāo)志··100
4.2.2　電動(dòng)汽車高壓安全標(biāo)識(shí)·· 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(hù)·· 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(chǎng)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(jī)熱保護(hù)··115
4.6.2　電機(jī)控制器熱保護(hù)·· 115
4.6.3　動(dòng)力蓄電池系統(tǒng)熱保護(hù)·· 116
4.6.4　充電系統(tǒng)熱保護(hù)·· 116
4.6.5　整車空調(diào)熱保護(hù)·· 116
4.7　整車布置與安全防護(hù)·· 117
4.7.1　碰撞后電安全法規(guī)及相關(guān)評(píng)價(jià)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(qiáng)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(shè)計(jì)·· 128
4.9.2　軟件設(shè)計(jì)·· 132
4.9.3　功能和操作設(shè)計(jì)·· 132
第 5章　動(dòng)力蓄電池系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì)與開發(fā)··138
5.1　概述·· 138
5.2　動(dòng)力蓄電池系統(tǒng)簡(jiǎn)介·· 138
5.2.1　動(dòng)力蓄電池分類及特點(diǎn)·· 138
5.2.2　動(dòng)力蓄電池系統(tǒng)的組成與作用·· 139
5.2.3　動(dòng)力蓄電池相關(guān)技術(shù)簡(jiǎn)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(shè)計(jì)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(yàn)·· 153
5.3.7　電芯的使用安全·· 155
5.4　模組·· 155
5.4.1　模組的構(gòu)成··155
5.4.2　模組的材料安全·· 156
5.4.3　模組的機(jī)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(yàn)·· 159
5.5　動(dòng)力蓄電池系統(tǒng)··162
5.5.1　電芯成組方式對(duì)動(dòng)力蓄電池系統(tǒng)的影響·· 162
5.5.2　動(dòng)力蓄電池系統(tǒng)的技術(shù)要求 ·· 163
5.5.3　動(dòng)力蓄電池系統(tǒng)的安裝·· 166
5.5.4　BMS的功能·· 167
5.5.5　動(dòng)力蓄電池系統(tǒng)的機(jī)械安全 ·· 174
5.5.6　動(dòng)力蓄電池系統(tǒng)的熱安全 ·· 181
5.5.7　動(dòng)力蓄電池系統(tǒng)電氣安全 ·· 182
5.5.8　動(dòng)力蓄電池系統(tǒng)的法規(guī)要求與試驗(yàn)·· 185
5.5.9　動(dòng)力蓄電池的包裝與運(yùn)輸 ·· 186
5.6　開發(fā)案例·· 187
5.6.1　刀片電池·· 187
5.6.2　CTB技術(shù) ·· 195
第 6章　電驅(qū)動(dòng)總成的安全設(shè)計(jì)與開發(fā)···202
6.1　概述·· 202
6.2　電驅(qū)動(dòng)總成的構(gòu)成 ·· 203
6.2.1　驅(qū)動(dòng)電機(jī)·· 203
6.2.2　電機(jī)控制器··205
6.2.3　變速器·· 208
6.3　電驅(qū)動(dòng)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
6.3.3　屏蔽與接地··212
6.3.4　高壓放電·· 215
6.3.5　高壓電防護(hù)與警示·· 215
6.3.6　高壓互鎖·· 217
6.3.7　碰撞后安全··217
6.3.8　電驅(qū)動(dòng)總成電氣間隙和爬電距離要求·· 217
6.3.9　高壓接口安全要求·· 219
6.3.10　低壓線束連接安全要求·· 221
6.4　電驅(qū)動(dòng)總成的機(jī)械安全·· 222
6.4.1　電機(jī)轉(zhuǎn)子強(qiáng)度·· 222
6.4.2　軸承可靠性··222
6.4.3　殼體強(qiáng)度·· 223
6.4.4　輸出法蘭防松脫要求 ·· 223
6.4.5　花鍵潤(rùn)滑要求·· 223
6.4.6　變速器靜扭強(qiáng)度·· 224
6.4.7　電驅(qū)動(dòng)總成換檔與駐車安全 ·· 224
6.5　電驅(qū)動(dòng)總成熱安全 ·· 224
6.5.1　熱預(yù)警、降額、保護(hù) ·· 224
6.5.2　轉(zhuǎn)子防高溫退磁·· 225
6.5.3　軸承、絕緣材料和密封材料耐溫要求·· 225
6.5.4　阻燃材料使用·· 226
6.5.5　人體防護(hù)與警示·· 230
6.5.6　冷卻系統(tǒng)定期檢查與保養(yǎng) ·· 230
6.5.7　電驅(qū)動(dòng)總成油溫要求 ·· 231
6.6　防護(hù)安全·· 231
6.6.1　防水 /防塵設(shè)計(jì)：端蓋、軸密封性設(shè)計(jì)··231
6.6.2　氣密性·· 232
6.7　電驅(qū)動(dòng)總成故障保護(hù)機(jī)制 ·· 232
6.7.1　故障觸發(fā)機(jī)制·· 232
6.7.2　故障保護(hù)機(jī)制（進(jìn)入安全狀態(tài)或切換安全態(tài)）··233
6.7.3　故障恢復(fù)機(jī)制·· 233
6.7.4　電驅(qū)動(dòng)總成故障保護(hù)示例 ·· 234
6.8　電驅(qū)動(dòng)總成的法規(guī)要求與試驗(yàn) ·· 237
6.8.1　電驅(qū)動(dòng)總成的主要法規(guī)與試驗(yàn)方法·· 237
6.8.2　電驅(qū)動(dòng)總成的主要試驗(yàn)項(xiàng)目 ·· 237
6.9　開發(fā)案例·· 240
6.9.1　iTAC技術(shù)·· 240
6.9.2　BYD混動(dòng)技術(shù)··249
第 7章　充放電系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì)與開發(fā)···263
7.1　概述·· 263
7.2　充放電模式及系統(tǒng)構(gòu)成·· 263
7.2.1　交流 /直流充放電·· 263
7.2.2　充電連接方式·· 264
7.2.3　充電模式·· 265
7.2.4　放電模式·· 267
7.2.5　電動(dòng)汽車充放電設(shè)備 ·· 268
7.2.6　電動(dòng)汽車供電設(shè)備·· 268
7.2.7　充電連接裝置·· 269
7.3　充電系統(tǒng)安全設(shè)計(jì) ·· 270
7.3.1　充電系統(tǒng)硬件安全與保護(hù) ·· 270
7.3.2　充電系統(tǒng)軟件安全·· 276
7.3.3　交流充電系統(tǒng)安全·· 281
7.4　放電系統(tǒng)安全設(shè)計(jì) ·· 281
7.4.1　放電系統(tǒng)硬件安全·· 281
7.4.2　放電系統(tǒng)軟件安全·· 282
7.5　充放電接口安全設(shè)計(jì)·· 283
7.5.1　機(jī)械結(jié)構(gòu)·· 283
7.5.2　電氣連接·· 284
7.5.3　高壓標(biāo)識(shí)要求·· 294
7.5.4　充電接口的制造·· 294
7.5.5　充電接口的檢測(cè)·· 294
7.5.6　充電接口使用及維護(hù)要求 ·· 295
7.6　充電系統(tǒng)環(huán)境耐久與可靠性·· 296
7.6.1　耐久性·· 296
7.6.2　耐蝕性·· 301
7.6.3　可靠性·· 304
7.7　充放電產(chǎn)品中的安全設(shè)計(jì)案例 ·· 312
7.7.1　結(jié)構(gòu)安全·· 312
7.7.2　電氣安全·· 318
7.7.3　接口安全·· 320
第 8章　電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng) EMC工程應(yīng)用··323
8.1　概述·· 323
8.2　電動(dòng)汽車 EMC性能開發(fā)·· 323
8.2.1　整車 EMC性能開發(fā)流程介紹 ·· 324
8.2.2　整車 EMC目標(biāo)制定·· 324
8.2.3　整車 EMC設(shè)計(jì)··326
8.2.4　系統(tǒng)和零部件 EMC性能開發(fā) ·· 326
8.2.5　整車 EMC目標(biāo)驗(yàn)證和問(wèn)題管控·· 326
8.2.6　整車 EMC性能驗(yàn)收·· 329
8.3　動(dòng)力系統(tǒng) EMC性能開發(fā)·· 329
8.3.1　動(dòng)力系統(tǒng)零部件 EMC性能開發(fā)體系·· 329
8.3.2　動(dòng)力系統(tǒng)零部件 EMC要求 ·· 331
8.3.3　動(dòng)力系統(tǒng)零部件 EMC驗(yàn)證 ·· 334
8.3.4　動(dòng)力系統(tǒng)零部件 EMC設(shè)計(jì) ·· 339
8.3.5　動(dòng)力系統(tǒng)架構(gòu)式設(shè)計(jì) ·· 350
8.4　EMC工程應(yīng)用·· 351
8.4.1　漢 EV整車市場(chǎng)定位 ·· 351
8.4.2　漢 EV整車 EMC性能目標(biāo)·· 352
8.4.3　漢 EV動(dòng)力系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)·· 352
8.4.4　漢 EV動(dòng)力系統(tǒng) EMC性能要求及結(jié)果·· 355
8.4.5　漢 EV整車 EMC驗(yàn)證·· 357
8.4.6　漢 EV動(dòng)力系統(tǒng)整車 EMC性能·· 359
第 9章　電動(dòng)汽車電子電氣系統(tǒng)功能安全··363
9.1　概述·· 363
9.2　電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的開發(fā)流程 ·· 363
9.3　功能安全管理·· 365
9.3.1　安全文化建設(shè)·· 367
9.3.2　電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)安全生命周期分析·· 367
9.3.3　開發(fā)接口協(xié)議·· 368
9.4　安全性等級(jí)分析··369
9.5　危害分析與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估·· 370
9.6　概念階段的功能安全活動(dòng) ·· 370
9.6.1　相關(guān)項(xiàng)定義··370
9.6.2　危害分析和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 ·· 372
9.6.3　功能安全概念設(shè)計(jì)·· 373
9.7　系統(tǒng)級(jí)功能安全··373
9.7.1　系統(tǒng)級(jí)功能安全開發(fā)基本要點(diǎn)·· 373
9.7.2　技術(shù)安全概念設(shè)計(jì)·· 374
9.7.3　系統(tǒng)集成測(cè)試·· 375
9.7.4　安全確認(rèn)·· 376
9.7.5　軟硬件接口規(guī)范示例 ·· 376
9.8　硬件功能安全開發(fā) ·· 377
9.8.1　硬件功能安全開發(fā)的要點(diǎn) ·· 377
9.8.2　硬件功能安全需求規(guī)范·· 377
9.8.3　硬件設(shè)計(jì)·· 378
9.8.4　硬件架構(gòu)評(píng)估矩陣·· 378
9.8.5　評(píng)估硬件隨機(jī)失效對(duì)安全目標(biāo)的符合性·· 379
9.8.6　硬件集成和測(cè)試·· 379
9.8.7　評(píng)估診斷覆蓋率·· 380
9.8.8　硬件架構(gòu)矩陣示例·· 380
9.8.9　PMHF計(jì)算示例·· 381
9.8.10　PMHF在多系統(tǒng)中的分配示例·· 383
9.9　軟件層面的功能安全活動(dòng) ·· 384
9.9.1　軟件開發(fā)流程·· 384
9.9.2　軟件安全需求規(guī)范·· 385
9.9.3　軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)·· 386
9.9.4　軟件單元設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn) ·· 387
9.9.5　軟件單元驗(yàn)證·· 388
9.9.6　軟件集成和測(cè)試·· 389
9.9.7　嵌入式軟件測(cè)試·· 389
9.9.8　軟件配置·· 390
9.9.9　軟件之間的防串?dāng)_·· 391
9.9.10　軟件架構(gòu)層面的安全分析和相關(guān)性失效分析 ·· 391
9.10　生產(chǎn)、運(yùn)行、服務(wù)和報(bào)廢的功能安全動(dòng) ·· 393
9.11　文檔與工作產(chǎn)品管理·· 394
第 10章　電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)新技術(shù)展望··395
10.1　概述 ·· 395
10.2　動(dòng)力蓄電池新技術(shù)·· 396
10.2.1　新材料體系 ·· 396
10.2.2　結(jié)構(gòu)創(chuàng)新·· 400
10.2.3　動(dòng)力電池新技術(shù)的安全性設(shè)計(jì)·· 400
10.3　電驅(qū)動(dòng)總成新技術(shù)·· 401
10.3.1　電驅(qū)動(dòng)總成集成一體化·· 401
10.3.2　電機(jī)新技術(shù) ·· 402
10.3.3　電控新技術(shù) ·· 403
10.3.4　動(dòng)力域控制器·· 404
10.3.5　電驅(qū)動(dòng)總成新技術(shù)安全風(fēng)險(xiǎn)·· 405
10.4　充電新技術(shù)·· 405
10.4.1　大功率充電技術(shù) ·· 405
10.4.2　無(wú)線充電技術(shù)·· 406
10.4.3　自動(dòng)充電技術(shù)·· 408
10.4.4　充電弓技術(shù) ·· 411
10.5　系統(tǒng)集成新技術(shù) ·· 411
10.5.1　智能線控底盤技術(shù)·· 411
10.5.2　滑板底盤·· 413
10.5.3　智能線控底盤的安全性問(wèn)題·· 414
10.6　高壓平臺(tái)及超級(jí)導(dǎo)線技術(shù)·· 414
10.6.1　800V高電壓平臺(tái)·· 414
10.6.2　高壓保護(hù)技術(shù)·· 415
10.6.3　超級(jí)銅導(dǎo)線技術(shù) ·· 417
參考文獻(xiàn)··418