目錄
第1章 新能源汽車市場發(fā)展概述1
1.1電氣化驅(qū)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(jié)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(shù)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(shù)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(xiàn)37
第2章 動力電池系統(tǒng)技術(shù)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(shè)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(gòu)成和相關(guān)技術(shù)45
2.2動力電池技術(shù)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(shè)計技術(shù)50
2.3電池系統(tǒng)成組技術(shù)之——熱管理技術(shù)52
2.3.1熱管理的作用（電池系統(tǒng)的體溫調(diào)節(jié)）52
2.3.2熱管理技術(shù)分類及特點52
2.3.3當(dāng)前熱管理技術(shù)需求和發(fā)展趨勢53
2.4電池系統(tǒng)成組技術(shù)之二——結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)54
2.4.1動力電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的作用（電池系統(tǒng)的體格）54
2.4.2模組結(jié)構(gòu)技術(shù)54
2.4.3箱體及結(jié)構(gòu)技術(shù)55
2.4.4緊固結(jié)構(gòu)技術(shù)55
2.4.5防護(hù)等級技術(shù)要點（IP67）56
2.5電連接技術(shù)57
2.5.1線束和連接的作用（電池系統(tǒng)動力網(wǎng)絡(luò)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)）57
2.5.2連接器選擇57
2.5.3線材選擇和降額設(shè)計58
2.5.4工藝選擇58
2.6BMS技術(shù)58
2.6.1測量59
2.6.2保護(hù)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(biāo)準(zhǔn)化體系68
2.7.1概述68
2.7.2國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)化情況68
主要參考文獻(xiàn)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(shè)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(shè)計需求78
3.3.3產(chǎn)品開發(fā)過程中的安全風(fēng)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(jié)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(jié)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(guān)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(xiàn)114
第5章 電氣安全設(shè)計115
5.1警示標(biāo)識116
5.2接觸防護(hù)116
5.2.1直接接觸防護(hù)117
5.2.2間接接觸防護(hù)121
5.3外短路防護(hù)125
5.4高壓回路主動監(jiān)控與防護(hù)127
5.4.1過流保護(hù)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(hù)136
5.4.6上電防瞬態(tài)沖擊（預(yù)充電保護(hù)）138
主要參考文獻(xiàn)142
第6章 機(jī)械安全設(shè)計143
6.1簡介144
6.2接觸式受力防護(hù)144
6.2.1防護(hù)結(jié)構(gòu)的機(jī)械強(qiáng)度144
6.2.2連接結(jié)構(gòu)的機(jī)械強(qiáng)度147
6.3非接觸式受力防護(hù)151
6.3.1防護(hù)結(jié)構(gòu)的機(jī)械強(qiáng)度151
6.3.2連接結(jié)構(gòu)的機(jī)械強(qiáng)度152
6.4IP防護(hù)152
6.4.1密封界面設(shè)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(shè)計157
6.5.1機(jī)械防呆158
6.5.2顏色防呆158
6.5.3標(biāo)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(xiàn)163
第7章 功能安全設(shè)計165
7.1功能安全標(biāo)準(zhǔn)簡介166
7.1.1功能安全標(biāo)準(zhǔn)的演變歷史166
7.1.2ISO26262的主要內(nèi)容167
7.1.3本書和ISO26262的對應(yīng)關(guān)系168
7.2概念設(shè)計169
7.2.1相關(guān)項定義169
7.2.2危害分析和風(fēng)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(shù)安全需求174
7.3.2系統(tǒng)安全設(shè)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(shè)計181
7.4.4硬件設(shè)計階段的安全分析185
7.4.5計算硬件架構(gòu)指標(biāo)186
7.4.6隨機(jī)硬件失效導(dǎo)致違背安全目標(biāo)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(gòu)設(shè)計197
7.5.3軟件單元設(shè)計202
7.5.4軟件功能安全測試203
主要參考文獻(xiàn)203
第8章 化學(xué)安全設(shè)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(shè)計的基本原理208
8.4提高鋰離子電池安全性的化學(xué)設(shè)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(zhì)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(jié)劑217
8.4.7選用熱穩(wěn)定性高的隔膜217
8.4.8小結(jié)217
8.5電池?zé)峁芾沓Ｓ美鋮s劑218
8.6熱失控預(yù)警及控制221
8.6.1鋰離子電池?zé)崾Э氐臋C(jī)理221
8.6.2應(yīng)對措施223
8.6.3預(yù)警系統(tǒng)選擇方法225
主要參考文獻(xiàn)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(jié)構(gòu)仿真238
9.3.1仿真在電池系統(tǒng)設(shè)計中的作用與意義238
9.3.2基礎(chǔ)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(shè)計中的熱流體仿真分析255
9.4.2基礎(chǔ)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(chǔ)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(xiàn)271
第10章 國內(nèi)外鋰動力電池法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)體系273
10.1世界汽車技術(shù)法規(guī)概述274
10.2與鋰動力電池相關(guān)的主要技術(shù)法規(guī)解讀275
10.2.1FMVSS305電動汽車：電解液溢出及電擊防護(hù)276
10.2.2ECER100關(guān)于機(jī)動車型式批準(zhǔn)中電驅(qū)動系統(tǒng)特殊要求的統(tǒng)一規(guī)定276
10.2.3ECER94關(guān)于車輛正面碰撞乘員保護(hù)認(rèn)證的統(tǒng)一規(guī)定/ECER95關(guān)于車輛側(cè)面碰撞乘員保護(hù)認(rèn)證的統(tǒng)一規(guī)定282
10.2.4UN38.3聯(lián)合國《關(guān)于危險貨物運輸?shù)慕ㄗh書——試驗和標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)解讀284
10.3.1ISO相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)285
10.3.2IEC相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)291
10.3.3歐盟相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)293
10.3.4美國相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)295
10.3.5中國相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)299
主要參考文獻(xiàn)314