智能电动汽车安全技术 课件 第一章 绪论-智能电动汽车安全技术的发展

智能电动汽车安全技术（绪论）

智能电动汽车安全技术的发展一安全性分析与对策二安全技术法规与标准三安全技术发展四智能电动汽车安全技术的发展一绪论-智能电动汽车安全技术的发展1.1电动汽车发展历史绪论-智能电动汽车安全技术的发展1.1电动汽车发展历史最早在1832年，罗伯特安德森研发出了第一台电动汽车，这比卡尔·本次在1866年发明的第一辆内燃机汽车要早半个世纪；在1832年至1920年间，早期电动汽车就得到了当时人们的广泛认可，也引起了科学家的兴趣，因为其与当时的汽油和蒸汽动力汽车相比，电动汽车行驶时无噪声、不易散发出刺激性气味且维修简单；1920年廉价的原油被发现，电动汽车的销量降低，到1935年电动汽车几乎消失。20世纪60和70年代，汽油价格一路飙升，电动汽车再次引起人们的兴趣；1959年世界上第一辆能高速行驶的电动汽车HenneyKilowatt被发明，但与汽油动力汽车相比，电动汽车的性能依旧存在缺陷；1979年随着内燃机技术的不断提高，汽车市场再次被内燃机取代。1832年第一辆电动汽车绪论-智能电动汽车安全技术的发展1.1智能汽车发展历史绪论-智能电动汽车安全技术的发展1.1智能汽车发展历史1925年，发明家FrancisHoudina演示了一辆无线电遥控车，被认为是世界上第一辆自动驾驶汽车;1956年，通用汽车推出Fire

Bied，该车是一款概念车，它基于车路协同技术，实现在高速场景下的无人驾驶，是世界上第一辆配备自动导航系统的汽车;20世纪70年代，美国等发达国家大学、实验室开始基于人工智能和摄像头传感器进行移动机器人、原型车研究，推动了智能车辆的发展；1977年，日本筑波工程研究实验室开发了第一个利用摄像头检测前方导航标识的自动驾驶汽车;80年代，日本开始车路间通讯系统RACS研究，“人-车-路”初现雏形;90年代，我国清华大学、国防科技大学等推出自动驾驶原型车并开始实际上路测试。1925年第一辆自动驾驶汽车绪论-智能电动汽车安全技术的发展1.1智能汽车发展历史输入标题02010403智能座舱作为人车交互的入口，需要为驾驶员提供智能化的驾驶操纵体验以及乘车娱乐。智能电动汽车成为未来汽车的重要发展方向。智能服务则聚焦和人、生活相关密切的服务。当前，高级别智能驾驶汽车通常以电动汽车为载体，所以智能电动汽车成为现代智能车的主流。需要以人车交互、车联网等作为基础支持，目前将智能座舱的发展划分为机械化、电子化、网联化、智能驾驶、第三生活空间五个环节。1.1电动汽车作为智能车载体的原因绪论-智能电动汽车安全技术的发展电动汽车的快速发展推动了智能汽车的发展，因此它们成为了最常用的智能车载体。智能车辆没有发动机与变速箱，取而代之的是三电系统，使得车辆更易控制。电动化、智能化、互联网化及共享化的驱动下，全球汽车行业未来发展的趋势将由传统的机械产品转变为移动出行的智能终端。电动化已经达成行业共识，将会以电动化变革为契机，智能化和网联化同步发展。智能电动汽车已成为历史发展必然，电动化、网联化、智能化及共享化在智能电动汽车中体现。1.1电动汽车作为智能车载体的原因绪论-智能电动汽车安全技术的发展绪论-智能电动汽车安全技术的发展1.1我国智能电动汽车的发展中国汽车产业依托“换道超车”的战略决策发展智能电动汽车，在政府大力引导下取得震惊世界汽车业的巨变。新能源汽车销量从2012年的1.3万辆，跃升到2022年的688.7万辆，占全球新能源汽车总销量的63.6%，连续八年蝉联全球新能源汽车销量榜首。自十八大以来，不断强大起来的中国现代汽车产业在国民经济中的地位越来越重要，在国际上的影响力越来越大。绪论-智能电动汽车安全技术的发展1.1我国智能电动汽车的发展01截至2020年底，全球电动汽车保有量超过1000万辆，中国占450万辆，欧洲占320万辆，美国占170万辆，其他国家占60万辆。022021年，全球电动汽车的销量比2020年翻了一倍，达到660万辆，截止2021年底，全球电动汽车市场共有450款在售车型，比2015年多了4倍。03随着汽车保有量的提高，汽车事故也越来越多。自2013年4月2日至2021年4月17日，仅特斯拉品牌车辆，在全球范围内至少发生事故218起，累计造成175人死亡。1.1智能电动汽车相关政策绪论-智能电动汽车安全技术的发展

二十大报告中在关于推动绿色发展，促进人与自然和谐共生方面提出：

（一）要加快发展方式绿色转型。发展绿色、低碳化是实现高质量发展的关键环节。加快推动产业结构、能源结构、交通运输结构等调整优化。实施全面节约战略，推进各类资源节约集约利用，加快构建废弃物循环利用体系。完善支持绿色发展的财税、金融、投资、价格政策和标准体系，发展绿色低碳产业，健全资源环境要素市场化配置体系，加快节能降碳先进技术研发和推广应用，倡导绿色消费，推动形成绿色低碳的生产方式和生活方式。

（二）积极稳妥推进碳达峰碳中和。实现碳达峰碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革。立足我国能源资源禀赋，坚持先立后破，有计划分步骤实施碳达峰行动。完善能源消耗总量和强度调控，重点控制化石能源消费，逐步转向碳排放总量和强度“双控”制度。推动能源清洁低碳高效利用，推进工业、建筑、交通等领域清洁低碳转型。实事求是敢为人先智能电动汽车安全性分析与对策二1.2智能电动汽车安全性概述绪论-智能电动汽车安全性分析与对策1.2智能电动汽车安全事故概述2014-2021历年电动汽车故障率2014～2017电动汽车事故率下降，这是电池技术的发展、电池安全水平提升引起的；由于高能量密度高镍电池使用增多，2017年之后事故率逐年上升；2020年事故率再次降低，这可以归结为整车和电池企业逐步重视电池安全，另一方面是因为疫情造成民众出行及用车减少；2021年事故率与2020年相仿，分析原因即使在疫情影响下依然增高，与早期电动车步入退役报废期密切相关。绪论-智能电动汽车安全性分析与对策1.2引发安全问题的主要原因安全事故类型占比电池系统故障：电子电气故障和机械冲击单体电池故障：电芯一致性差、电解液漏液、内部电路短路或其他不明原因整车电气故障：私自改装导致线束破损、短路以及不规范充电等其他外部故障绪论-智能电动汽车安全性分析与对策1.2引发安全问题的主要原因电动汽车起火原因占比图充电过程中发生故障原因占比图绪论-智能电动汽车安全性分析与对策1.2智能电动汽车安全事故概述2021年全年被媒体报道的起火事故共276起，比2020年增长了123%，排除2020年上半年疫情的影响，根据5～12月的事故看，2021年事故数量与2020年增幅93.9%，车辆保有量增长69%，事故率增长30%。据美国国家公路交通安全管理局的统计，在美国范围内，特斯拉有200起事故时由失控造成的，其中9起造成死亡，50起重伤，单纯的起火事故共计8起，没有伤亡。根据特斯拉官方的报告，在2012至2019年这段时间里，特斯拉的车型平均每2.8亿公里的里程就会发生一次火灾事故。绪论-智能电动汽车安全性分析与对策1.2智能电动汽车安全性概述动力电池受到外部机械冲击所导致的内部结构变化，引发热失控风险动力电池因灰尘污染、涉水、水淹等所出现的短路情况，进而引发电击风险电安全动力电池因外部高温或大阻抗所导致的热失控，引发燃烧或爆炸事故热安全结构安全动力电池受到外部温度变化、海拔高度影响所产生的热失控风险环境安全作为智能电动汽车三电系统中最核心的部件，动力电池直接影响着智能电动汽车的主要性能指标，动力电池安全性主要包括结构安全、电安全、热安全和环境安全。绪论-智能电动汽车安全性分析与对策1.2智能电动汽车安全事故类型绪论-智能电动汽车安全性分析与对策由于车辆失控、驾驶员疏忽或道路状况不佳等原因，导致车辆与其他物体发生碰撞。碰撞事故电动汽车的电池系统可能由于过热、短路或电池老化等原因引发火灾。电池起火智能电动汽车的自动驾驶系统可能出现故障，导致车辆无法正常行驶或发生意外。自动驾驶系统故障智能电动汽车可能面临网络攻击，导致车辆控制、数据传输和隐私等方面受到威胁。网络攻击1.2车辆硬件安全分析与对策绪论-智能电动汽车安全性分析与对策电池故障、过充过放、高温等可能导致火灾或爆炸。电池安全刹车失灵、制动力不足等可能导致交通事故。刹车系统轮胎磨损、气压异常等可能影响行车稳定性。轮胎安全车身强度不够、安全气囊等配置不全可能影响碰撞安全性。车身结构确保电池组的设计和制造质量，采用先进的电池管理系统，防止过充、过放和高温等危险情况。电池安全采用高可靠性的刹车系统，确保在紧急情况下能够迅速停车。刹车系统采用高强度材料和结构，提高车身抗冲击能力，降低碰撞时的损害。车身结构1.2车辆软件安全分析绪论-智能电动汽车安全性分析与对策自动驾驶系统网络攻击、信号干扰可能导致车辆通信中断或数据泄露。车载通信系统导航系统车载娱乐系统01020403病毒、恶意软件可能侵犯用户隐私或影响行车安全。软件故障、黑客攻击可能导致车辆失控或被非法控制。导航错误、地图不准确可能导致车辆行驶路线错误。1.2车辆软件安全对策绪论-智能电动汽车安全性分析与对策自动驾驶系统采用先进的传感器和算法，提高自动驾驶系统的稳定性和安全性。车辆控制系统对车辆控制系统进行严格的安全测试和漏洞扫描，确保软件的安全性。网络安全加强车载网络的防护，防止黑客攻击和恶意软件感染。实事求是敢为人先智能电动汽车安全技术法规与标准三1.3安全技术国内外相关法规与标准概述绪论-安全技术法规与标准内容中国欧洲美国功能安全GB18384ECER100SAEJ2980SAEJ3138人员触电防护GB18384ECER100NFPA70SAEJ1772碰撞安全（主、被动安全）GB/T31498GB11551GB20071GB20072ECER94ECER95ECER34FMVSS208FMVSS214FMVSS301FMVSS305FMVSS201动力蓄电池GB38031ECER100UL2580SAEJ1797SAEJ2289SAEJ1766SAEJ2929通信和网络安全GB/T32960GB/T31024ECER155SAEJ30611.3智能电动汽车碰撞安全评价规程概述绪论-安全技术法规与标准体系正面碰撞侧面碰撞尾部碰撞欧洲ECER94ECER95ECER34日本Attachment17ECER95Attachment17美国FMVSS208FMVSS214FMVSS301中国GB11551GB20071GB20072每个体系在试验工况上略有差别，如碰撞速度、碰撞形式（移动壁障与测试车辆的重叠度）、移动壁障的质量等。对于评价指标而言，各体系依旧延用了部分传统燃油车的碰撞安全性评价指标，主要用于评价碰撞发生时乘员损伤安全性，如假人头部性能指标HPC、胸部性能指标ThPC、大腿性能指标FPC、肋骨变形指标RDC、盆骨性能指标PSPF等。1.3智能电动汽车碰撞安全评价规程概述绪论-安全技术法规与标准在Euro-NCAP（2021）中，成人乘员保护占40%，儿童乘员保护占20%，弱势道路使用者保护占20%，安全辅助占20%。Euro-NCAP（2021）在弱势道路使用者保护方面还考虑行人盆骨撞击保护。在C-NCAP（2021）中，成人乘员保护及儿童乘员保护共占60%，弱势道路使用者保护（主要指行人保护）占15%，安全辅助（包含AEB对自行车使用者及行人保护）占25%。我国的汽车安全领域也积极与国际接轨，就具体的测试项目而言，C-NCAP（2021）与Euro-NCAP（2021）在一些相同测试项目下的技术要求已经保持一致。各体系的NCAP测试主要包含四个方面：成人乘员保护（AdultOccupant）、儿童乘员保护（ChildOccupant）、弱势道路使用者保护（VulnerableRoadUsers）及安全辅助（SafetyAssist）实事求是敢为人先智能电动汽车安全技术发展趋势四绪论-智能电动汽车安