电动汽车用锂离子蓄电池系统安全规范(5)

6) 防火槽，隔热材料，导火导热装置等中断火灾蔓延路径，阻止连锁反应；

7) 阻燃材料，降低燃烧损害；

8) 采取危险源检测与主动灭火装置。

6.1.1.2针对爆炸危害

1) 预防为主，避免燃烧；

2) 中断和降损为辅，在发生爆燃时，有泄压装置，快速释放高温高压气体，避免爆炸，或 降低爆炸的力度。

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6.1.2 设计要求

主要参考《电动汽车用动力蓄电池系统通用要求》QC/T XXX—201X（征求意见稿）和GB/T18384.3-2015《电动汽车 安全要求 第3部分：人员触电防护》。

6.1.2.1 原材料要求

1） 所有原材料必须选用经国家检测机构检测合格的产品。 2） 采用的单体蓄电池电性能、安全性能和循环性能应满足GB/T31484, 31485, 31486-2015中的要求。

3） 电池管理系统应符合QC/T 897-2011《电动车电池管理系统技术条件》的要求。确保电熔丝、继电器和传感器等通过国家标准检测。 4） 电池塑料外壳、保护盖、支架等的阻燃性能需满足YD/T 2344.1-2011中的6.9.16条。

5） 动力蓄电池系统遮栏和外壳的绝缘性能应满足GB/T 18384.3-2015中 6.6的要求。

6） 动力线路和控制线路的线束的阻燃和耐火性能需满足GB/T 19666-2005 的要求。动力线路线束的截流面积应满足汽车使用中的最大电流要求，线径选择应符合GB 5013.1-1997 和GB 5023.1-1997 的要求。控制线路线束应符合QC/T 417.1-2001的要求。

7） 动力蓄电池系统管理单元和充电机之间的接口应符合GB/T 20234.1, 2, 3-2011中的规定。动力蓄电池系统管理单元和充电机之间的通讯协议应符合GB/T 27930-2011 的规定。

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8） 动力线连接器应具有可靠的输电能力；接触电阻应满足GB/T 18384.3-201中 6.4.2 条的要求；动力线连接器应能在-40℃～80℃范围内工作正常；采用插拔型式的动力线接插器，单个插接器插拔力应不小于50N。低压控制线路、采集线路的连接器应满足QC/T417.1, 3, 4 -2001的要求。

9） 元器件的要求参考以下标准：1）GB/T 20234-2006 电动汽车传导充电用插头、插座、车辆耦合器和车辆插孔通用要求；2）QC/T 413-2002 汽车电器设备基本技术条件。

10） 机械接口应定位准确、固定可靠，且宜设计为不对称性结构，满足接口准确对接，防止误装的要求。高功率电接口应具有防腐蚀功能，并具有防松动措施，应满足使用过程中电力的可靠传输的要求。监控与控制接口应定位准确、固定可靠，且宜设计为不对称性结构，满足接口准确对接，防止误装的要求。管理模块对通风、加热、制冷等电器元件控制接口，应符合QC/T 897-2011《电动车电池管理系统技术条件》的要求。

6.1.2.2 结构设计要求 1) 采用的单体蓄电池电性能、安全性能和循环性能应满足GB/T31484, 31485, 31486-2015

中的要求。

2) 动力蓄电池包的保险装置安装位置应满足保险熔断时不引燃其它部件的要求。

3) 模块本身的电连接和模块之间的电连接应符合 GB 4208-2008 的要求。

4) 管理模块宜安装在独立的箱体内，也可集成在电池箱内，但应与蓄电池模块等部件物理

上隔离。

5) 对于绝缘间隙小于 15mm 的部位应采取可靠的绝缘和防护措施。例如，在方型电池模块

内有电位差的单体蓄电池间，需用1mm环氧板绝缘隔离。

6) 连接铜排若与箱体距离较小（当车体在颠簸、碰撞过程中可能与箱体连接）,须用固定板

对其进行固定。

7) 所有无基本绝缘的连接点应采取加强防护，应符合 GB4208-2008 要求。

8) 动力线路应具有明显标识，标识方法应符合GB 2894-2008和GB 2893-2001的要求。

9) 电池箱内电池模块上方应预留一定的的空间，以方便连接电池管理系统线束和检修线路，

同时也便于电池更好地散热。

10) 避免相邻电池模块之间的端电压高于安全电压，以免在电池安装和维修时引起触电。高

于安全电压时，务必做好安全防护措施。

11) 保证所有电池所处环境基本一致，温度差不得超过5℃。

12) 尽量按单个BMS子模块能管理电池的最大数量将电池模块分组。

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13) 保证BMS线束和高压电缆线走线简短、顺畅，尽量避免跳线。

14) 充分考虑电池在电池箱内的通风散热；电池箱装车时还须采取防尘、防雨措施。

15) 保证电池箱和电池拆卸方便，为以后的电池组维修和防护提供方便。

6.1.2.3 保护电路电路要求

主要采集蓄电池的单体电压、总电压、充/放电电流、容量、蓄电池环境温度等参数，用于对蓄电池充电过程和放电过程进行管理，并辅助有效的保护与报警功能。设计上保证外围电路的可靠性，作好失效分析，减少电芯极限条件工作的概率，使电芯工作在合理的条件下。须具有实时检测、危险预警、过充保护、过放保护、过流保护、过温保护等主要功能。 确保继电器、保险丝、传感器等电路元件可正常工作，快速熔断器应适用于直流分断时可靠断弧、外壳完好、无拉弧现象。

6.1.2.3 触电防护要求

1) 非传导连接到电网的B级电压电路都应为人员提供危险接触的防护。直接接触防护应由带电部件的基本绝缘提供或由遮栏/外壳，绝缘电阻满足18384.3-2015中6.7的要求。若绝缘电阻无法满足要求，应采取加强防护或多重防护等措施确保安全，具体参见GB/T 18384.3-2015中6.3.2.1。传导连接到电网的B级电压电路的绝缘电阻应满足GB/T 18384.3-2015中6.10.2.1的要求。

2) B级电压的带电部分，当其遮拦或外壳可能被移开导致带电部分露出时，应在其遮拦或外壳上标记警示符号，具体参考GB/T 18384.3-2015中5.1。B级电压的蓄电池系统外壳上也应标记警示符号。遮拦/外壳的防护等级参见GB/T 18384.3-2015中的6.6.2.1。

3) B级电压电路中电缆和线束的外皮应用橙色加以区别，外壳里面或遮拦后面的除外；B级电压连接器可通过与之连接的线束来区分。

4) B级电压的组件和线束应满足GB/T 16935中电气间隙、爬电距离和固体绝缘的相关要求，或满足7.3耐电压性的要求。

5) 所有组成电位均衡电流通路的组件（导体、连接部分）应能承受单点失效情况下的最大电流。电位均衡通路中任意两个可以被人同时触碰到的外露可导电部分之间的电阻应不超过0.1Ω。

6) 车辆充电插座的要求应满足18384.3-2015中6.10的要求。

7) 为应对B级电压电位和电平台之间的电容耦合（通常由Y电容器或寄生电容耦合产生）放电产生的流过人体的直流电流或交流电流，应分别满足18384.3-2015中6.3.3.1和6.3.3.2中的要求。

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8) B级电压电路出现问题时可以选择采用断电的方式作为保护措施。切断供电的电路应满足18384.3-2015中6.3.4中的条件。

9) 电池模块连接成电池包时，为了避免高压的出现，对电气线路中间部分的铜排/铜板使用环氧板进行隔离，在连接好其它连接点后，才对其进行连接。

10) 用开路电压为表1 中规定的电压等级的测试仪器测量，动力蓄电池包的正极或负极与金属外壳之间的绝缘电阻应大于10MΩ。

表1 绝缘电阻试验的电压等级

11）触电防护的绝缘电阻和耐压性试验方法详见18384.3-2015中7。防水的试验规程和要求详见18384.3-20158.2和8.3 。

6.1.3 设计检查与评估

利用头脑风暴、鱼刺图（鱼骨图）、FTA（故障树分析）、S-FMEA、防真等方法对设计方案的安全性进行评审评估以及形成安全问题可追溯系统。潜在失效模式和效应分析（FEMA）主要可分为系统/产品/过程分析、功能分析、风险评估、量化风险、优化措施五个步骤，其常见表格样式如图1所示。

6.1.3.1系统/产品/过程分析

1） 剖析系统/产品/过程的组成；

2） 分解成最简单及经济的单元：系统/子系统/零部件/生产过程；

3） 资料来源：图纸、设计要求书、产品规范、物料明细表、过程流程图。

6.1.3.2功能分析

1） 针对从5.1.3.1分解出来的单元：系统/子系统/零部件/生产过程，单独列出所有功能；

2） 应用技术：功能树、过程流程分析；

3） 应用资料：设计要求书、产品规范、过程流程图。

6.1.3.3风险评估

1) 后果分析：失效模式所产生的影响；

2) 应用技术：a）故障树分析；b）因果图。

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图1 潜在失效模式和效应分析 23

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6.1.3.4量化风险

1) 严重度：对失效模式发生时引致的后果的严重程度的评估；

2) 频度：某一特定失效原因/机制出现可能性；

3) 不易探测度：控制方法可探测潜在失效模式/原因的能力的评估。

6.1.3.5优化措施

1) 对风险顺序数进行排序；

2) 对风险顺序数高项目优先采取纠正措施；

3) 完成后重新进行风险评估。

6.1.4 安全性测试

根据本规范6.4对蓄电池系统进行测试，测试结果需满足本规范6.2中的要求。

6.2 工程方法 安全的防护设计，是一个系统工程，切勿从局部入手，仅根据某些典型的失效案例，采取有限的应对措施，或者仅根据国外和国内标准的要求，简单通过相关的测试和认证。在产品的安全设计工作中，要追根溯源，抽丝剥茧，综合运用多种工程方法和措施，从系统级到子系统、部件、零件等各个层级都采取完整而有效的解决方案，从而实现整个系统的安全性。

6.2.1 项目早期（概念阶段） 在项目的早期，产品仅处于概念或草案阶段，此时需要结合已有的工程经验，综合考虑产品所面向区域的法律法规、标准规范、典型案例、客户需求等因素，确定产品的系统级安全目标。

6.2.2 项目早期（方案阶段） 在产品的方案阶段，则要根据产品的总体架构和接口定义，基于产品的系统级安全目标，综合运用头脑风暴、鱼骨图分析、FTA、System-FMEA、建模仿真等工程方法，确定详细的安全目标和相关指标，并分解至子系统或零部件，同时确定相互之间的安全设计配合。

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