分析
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实验不确定度的几种实际处理方法
其它类 葱油煎饼 2017-03-28 10:58 发表了文章
任何测量都存在误差，由于测量的客观真值无法得知及测量条件的非理想化，使误差大小无法确定。为了使测量误差减到最小，除选择不同测量方法外，还确立了各种误差特征分类及分布规律，用来作误差处理。国际计量委员会通过的《BIPM实验不确定度的说明建议书INC-1（1980）》（以下简称建议书）建议用不确定度（uncertainty）取代误差（error）来表示实验结果，并按其性质将不确定度从估计方法上分为按统计分布的A类不确定度和按非统计分布的B类不确定度两类，分别进行处理后再进行合成。从而使得“由于测量误差的存在而对被测量值不能确定的程度”得到更科学的评估。由近年来关于不确定度的许多讨论文章及不确定度的定义，我们可以对误差和不确定度的关系理解为：测量中的不可靠量值为误差，导致测量结果的不可靠量值为不确定度。标准偏差较集中地反映了测量误差对实验结果的影响，而不确定度则综合了全部误差因素对实验结果的影响。但是，由于不确定度的运用仍在“建议”阶段以及它与误差的紧密联系，且误差从根本上说又是“一种粗略的估计”，所以不确定度的估算很难用简单的定义来解决，而是需要按实际情况合理地加以处理。笔者根据不同实验条件的具体情况，提出几点实验不确定度的实际处理方法。
1 高精度测量结果（误差正态分布时）不确定度的估算
参考《建议书》的精神，总不确定度u从估计方法上可分为A类不确定度和B类不确定度。A类不确定度是多次重复测量，用统计方法估算的不确定度分量；B类则是不能用统计方法估算的其他不确定度分量。
1.1 A类不确定度分量的估算
此项分量（测量次数较多，n＞10时）一般直接由测量列平均值的标准偏差来近似估计，即
⑴
式中：为有限次测量平均值的标准偏差；为有限次测量列单次测量的标准偏差。
1.2 B类不确定度分量的估算
此项分量的估算，要对影响测量结果的各项进行仔细分析研究以确定其分布、大小、相关因子等，并用经验方法将其换算成与标准偏差有相同置信概率的分量，而最后合成。
1.3 总不确定度的估算
根据《建议书》要求，合成不确定度及其分量要用“标准偏差”的形式，即方和根的形式表示为
⑵
合成不确定度乘以对应于某一置信概率P 的置信因子，则得到总不确定度u。
此类不确定度的估算属计量、标定及高精度测量（相对不确定度在0.001以内）等部门专业人员的工作，许多问题的分析已超出普通测量的要求范围。一般数据处理教材及国家计量技术标准中［１］都是以不确定度分布服从正态分布理论为依据的，这主要是由于目前正态分布的研究最完善，用其他分布分析测量结果的合成不确定度比较困难，而以近似正态分布来处理。
2 少次数测量情况下不确定度的估算2.1 不确定度A类分量的估算
在许多情况下（如普通物理实验），一般测量次数不大于10（5＜n≤10）时，以算术平均值的标准偏差作为A类分量，仍以正态分布作测量结果的报道，则将出现较大偏差（偏小），从而夸大了实验的精确度［２］。这时，常以联系正态样本平均值和偏差的统计量（为期望值）所服从的t分布（又称Student分布）来报道平均值的误差更为合理。可以推导：当5＜n≤10时，取，由t分布的概率数表可算得置信概率P，如表1。
所以，以统计方式估计的A类分量不确定度简化等于测量列的单次测量标准偏差［３］。
即 （n－1为自由度；P接近或大于95%）。 ⑶
2.2 不确定度B类分量的估算
B类分量常以仪器误差乘以与其分布有关的因子简化表示［３］。如前所述，在少次数测量情况下，具体分析的原因和确定已超出了实验课程的要求范围。但是，因为仪器的允许误差（检定规程或有关技术文件规定的计量器具所允许的极限值），则应有接近100%的置信概率（P≈0.99）。因而，大多数实验可简化近似与取相同置信因子P≥0.95 ，而直接将当作总不确定度中B类分量（可从有关国家标准查得）。
2.3 总不确定度的估算
以作为总不确定度A类分量，为总不确定度的B类分量，按照方和根的合成形式，总不确定度可简化用下式求出
（P≥95%）
这一估计方法，与国际上工业技术和商务活动中所推荐的置信概率P=0.95，以及考虑实验的实际应用性而采用高置信度的做法相一致，也是与我国有关技术规范基本一致的比较简单、合理的估算方法，且在实验中用带有统计运算功能的计算器可方便地求得和u。
3 普通精度实验不确定度的估算
3.1 A类不确定度的估算
普通精度测量（相对不确定度在0.01~0.001左右）如普通物理实验等，因精度要求较低，则可只讨论主要几个影响较大的误差分量而忽略其他微小分量。因不确定度的有效数字在普通测量中一般只取一位，此项可根据不确定度传递公式，将小于最大分量1/3之后的各项舍去，而后按测量列平均值的标准偏差公式计算（见式⑴）。
3.2 B类不确定度的估算
B类不确定度的估算，如能确定其分布规律，可按各自分布规律处理。一般情况下，因数理统计，误差分布等已超出普通测量讨论范围，可采用近似标准偏差来估算。如，当非统计不确定度相应的估计误差为正态分布时，取，非统计不确定度相应的估计误差为均匀分布（方法、环境、数字仪表等误差分布）时，取等。式中Δ为非统计不确定度相应的估计误差限，常取为仪器误差。
3.3 总不确定度的合成
把各分量按“标准偏差”的形式合成，其中包括按各自分布处理的分量及非统计分量按正态分布近似处理的非正态估算分量，且一般采用平均值的一倍标准偏差估算（P=0.683）。此类估算方法为一较好近似结果，且在普通精度测量的不确定度估算中，避免了许多次要影响量及复杂的处理过程［４］。
4 特殊情况不确定度的估算
如当B类不确定度较小（可忽略），则总不确定度直接用A类不确定度表示。对于少次数测量，可用单次测量的标准偏差表示，即。
如，当，或因估计出的u对实验最后结果影响甚小，或因条件限制只进行了一次测量时，u可简单的用表示。对于少次数测量，可直接以表示，即。
实验不确定度的估计是以严密的数理统计理论为基础的，而在绝大多数情况下实验者往往不具备数理统计、误差分布方面的专业知识，或没有必要作过多的复杂处理。本文所述的实验不确定度的几种近似估算方法，可在实际运用中作以参考。 查看全部
1 高精度测量结果（误差正态分布时）不确定度的估算
参考《建议书》的精神，总不确定度u从估计方法上可分为A类不确定度和B类不确定度。A类不确定度是多次重复测量，用统计方法估算的不确定度分量；B类则是不能用统计方法估算的其他不确定度分量。
1.1 A类不确定度分量的估算
此项分量（测量次数较多，n＞10时）一般直接由测量列平均值的标准偏差来近似估计，即
⑴
式中：为有限次测量平均值的标准偏差；为有限次测量列单次测量的标准偏差。
1.2 B类不确定度分量的估算
此项分量的估算，要对影响测量结果的各项进行仔细分析研究以确定其分布、大小、相关因子等，并用经验方法将其换算成与标准偏差有相同置信概率的分量，而最后合成。
1.3 总不确定度的估算
根据《建议书》要求，合成不确定度及其分量要用“标准偏差”的形式，即方和根的形式表示为
⑵
合成不确定度乘以对应于某一置信概率P 的置信因子，则得到总不确定度u。
此类不确定度的估算属计量、标定及高精度测量（相对不确定度在0.001以内）等部门专业人员的工作，许多问题的分析已超出普通测量的要求范围。一般数据处理教材及国家计量技术标准中［１］都是以不确定度分布服从正态分布理论为依据的，这主要是由于目前正态分布的研究最完善，用其他分布分析测量结果的合成不确定度比较困难，而以近似正态分布来处理。
2 少次数测量情况下不确定度的估算2.1 不确定度A类分量的估算
在许多情况下（如普通物理实验），一般测量次数不大于10（5＜n≤10）时，以算术平均值的标准偏差作为A类分量，仍以正态分布作测量结果的报道，则将出现较大偏差（偏小），从而夸大了实验的精确度［２］。这时，常以联系正态样本平均值和偏差的统计量（为期望值）所服从的t分布（又称Student分布）来报道平均值的误差更为合理。可以推导：当5＜n≤10时，取，由t分布的概率数表可算得置信概率P，如表1。
所以，以统计方式估计的A类分量不确定度简化等于测量列的单次测量标准偏差［３］。
即 （n－1为自由度；P接近或大于95%）。 ⑶
2.2 不确定度B类分量的估算
B类分量常以仪器误差乘以与其分布有关的因子简化表示［３］。如前所述，在少次数测量情况下，具体分析的原因和确定已超出了实验课程的要求范围。但是，因为仪器的允许误差（检定规程或有关技术文件规定的计量器具所允许的极限值），则应有接近100%的置信概率（P≈0.99）。因而，大多数实验可简化近似与取相同置信因子P≥0.95 ，而直接将当作总不确定度中B类分量（可从有关国家标准查得）。
2.3 总不确定度的估算
以作为总不确定度A类分量，为总不确定度的B类分量，按照方和根的合成形式，总不确定度可简化用下式求出
（P≥95%）
这一估计方法，与国际上工业技术和商务活动中所推荐的置信概率P=0.95，以及考虑实验的实际应用性而采用高置信度的做法相一致，也是与我国有关技术规范基本一致的比较简单、合理的估算方法，且在实验中用带有统计运算功能的计算器可方便地求得和u。
3 普通精度实验不确定度的估算
3.1 A类不确定度的估算
普通精度测量（相对不确定度在0.01~0.001左右）如普通物理实验等，因精度要求较低，则可只讨论主要几个影响较大的误差分量而忽略其他微小分量。因不确定度的有效数字在普通测量中一般只取一位，此项可根据不确定度传递公式，将小于最大分量1/3之后的各项舍去，而后按测量列平均值的标准偏差公式计算（见式⑴）。
3.2 B类不确定度的估算
B类不确定度的估算，如能确定其分布规律，可按各自分布规律处理。一般情况下，因数理统计，误差分布等已超出普通测量讨论范围，可采用近似标准偏差来估算。如，当非统计不确定度相应的估计误差为正态分布时，取，非统计不确定度相应的估计误差为均匀分布（方法、环境、数字仪表等误差分布）时，取等。式中Δ为非统计不确定度相应的估计误差限，常取为仪器误差。
3.3 总不确定度的合成
把各分量按“标准偏差”的形式合成，其中包括按各自分布处理的分量及非统计分量按正态分布近似处理的非正态估算分量，且一般采用平均值的一倍标准偏差估算（P=0.683）。此类估算方法为一较好近似结果，且在普通精度测量的不确定度估算中，避免了许多次要影响量及复杂的处理过程［４］。
4 特殊情况不确定度的估算
如当B类不确定度较小（可忽略），则总不确定度直接用A类不确定度表示。对于少次数测量，可用单次测量的标准偏差表示，即。
如，当，或因估计出的u对实验最后结果影响甚小，或因条件限制只进行了一次测量时，u可简单的用表示。对于少次数测量，可直接以表示，即。
实验不确定度的估计是以严密的数理统计理论为基础的，而在绝大多数情况下实验者往往不具备数理统计、误差分布方面的专业知识，或没有必要作过多的复杂处理。本文所述的实验不确定度的几种近似估算方法，可在实际运用中作以参考。 查看全部
任何测量都存在误差，由于测量的客观真值无法得知及测量条件的非理想化，使误差大小无法确定。为了使测量误差减到最小，除选择不同测量方法外，还确立了各种误差特征分类及分布规律，用来作误差处理。国际计量委员会通过的《BIPM实验不确定度的说明建议书INC-1（1980）》（以下简称建议书）建议用不确定度（uncertainty）取代误差（error）来表示实验结果，并按其性质将不确定度从估计方法上分为按统计分布的A类不确定度和按非统计分布的B类不确定度两类，分别进行处理后再进行合成。从而使得“由于测量误差的存在而对被测量值不能确定的程度”得到更科学的评估。由近年来关于不确定度的许多讨论文章及不确定度的定义，我们可以对误差和不确定度的关系理解为：测量中的不可靠量值为误差，导致测量结果的不可靠量值为不确定度。标准偏差较集中地反映了测量误差对实验结果的影响，而不确定度则综合了全部误差因素对实验结果的影响。但是，由于不确定度的运用仍在“建议”阶段以及它与误差的紧密联系，且误差从根本上说又是“一种粗略的估计”，所以不确定度的估算很难用简单的定义来解决，而是需要按实际情况合理地加以处理。笔者根据不同实验条件的具体情况，提出几点实验不确定度的实际处理方法。
1 高精度测量结果（误差正态分布时）不确定度的估算
参考《建议书》的精神，总不确定度u从估计方法上可分为A类不确定度和B类不确定度。A类不确定度是多次重复测量，用统计方法估算的不确定度分量；B类则是不能用统计方法估算的其他不确定度分量。
1.1 A类不确定度分量的估算
此项分量（测量次数较多，n＞10时）一般直接由测量列平均值的标准偏差来近似估计，即
⑴
式中：为有限次测量平均值的标准偏差；为有限次测量列单次测量的标准偏差。
1.2 B类不确定度分量的估算
此项分量的估算，要对影响测量结果的各项进行仔细分析研究以确定其分布、大小、相关因子等，并用经验方法将其换算成与标准偏差有相同置信概率的分量，而最后合成。
1.3 总不确定度的估算
根据《建议书》要求，合成不确定度及其分量要用“标准偏差”的形式，即方和根的形式表示为
⑵
合成不确定度乘以对应于某一置信概率P 的置信因子，则得到总不确定度u。
此类不确定度的估算属计量、标定及高精度测量（相对不确定度在0.001以内）等部门专业人员的工作，许多问题的分析已超出普通测量的要求范围。一般数据处理教材及国家计量技术标准中［１］都是以不确定度分布服从正态分布理论为依据的，这主要是由于目前正态分布的研究最完善，用其他分布分析测量结果的合成不确定度比较困难，而以近似正态分布来处理。
2 少次数测量情况下不确定度的估算2.1 不确定度A类分量的估算
在许多情况下（如普通物理实验），一般测量次数不大于10（5＜n≤10）时，以算术平均值的标准偏差作为A类分量，仍以正态分布作测量结果的报道，则将出现较大偏差（偏小），从而夸大了实验的精确度［２］。这时，常以联系正态样本平均值和偏差的统计量（为期望值）所服从的t分布（又称Student分布）来报道平均值的误差更为合理。可以推导：当5＜n≤10时，取，由t分布的概率数表可算得置信概率P，如表1。
所以，以统计方式估计的A类分量不确定度简化等于测量列的单次测量标准偏差［３］。
即 （n－1为自由度；P接近或大于95%）。 ⑶
2.2 不确定度B类分量的估算
B类分量常以仪器误差乘以与其分布有关的因子简化表示［３］。如前所述，在少次数测量情况下，具体分析的原因和确定已超出了实验课程的要求范围。但是，因为仪器的允许误差（检定规程或有关技术文件规定的计量器具所允许的极限值），则应有接近100%的置信概率（P≈0.99）。因而，大多数实验可简化近似与取相同置信因子P≥0.95 ，而直接将当作总不确定度中B类分量（可从有关国家标准查得）。
2.3 总不确定度的估算
以作为总不确定度A类分量，为总不确定度的B类分量，按照方和根的合成形式，总不确定度可简化用下式求出
（P≥95%）
这一估计方法，与国际上工业技术和商务活动中所推荐的置信概率P=0.95，以及考虑实验的实际应用性而采用高置信度的做法相一致，也是与我国有关技术规范基本一致的比较简单、合理的估算方法，且在实验中用带有统计运算功能的计算器可方便地求得和u。
3 普通精度实验不确定度的估算
3.1 A类不确定度的估算
普通精度测量（相对不确定度在0.01~0.001左右）如普通物理实验等，因精度要求较低，则可只讨论主要几个影响较大的误差分量而忽略其他微小分量。因不确定度的有效数字在普通测量中一般只取一位，此项可根据不确定度传递公式，将小于最大分量1/3之后的各项舍去，而后按测量列平均值的标准偏差公式计算（见式⑴）。
3.2 B类不确定度的估算
B类不确定度的估算，如能确定其分布规律，可按各自分布规律处理。一般情况下，因数理统计，误差分布等已超出普通测量讨论范围，可采用近似标准偏差来估算。如，当非统计不确定度相应的估计误差为正态分布时，取，非统计不确定度相应的估计误差为均匀分布（方法、环境、数字仪表等误差分布）时，取等。式中Δ为非统计不确定度相应的估计误差限，常取为仪器误差。
3.3 总不确定度的合成
把各分量按“标准偏差”的形式合成，其中包括按各自分布处理的分量及非统计分量按正态分布近似处理的非正态估算分量，且一般采用平均值的一倍标准偏差估算（P=0.683）。此类估算方法为一较好近似结果，且在普通精度测量的不确定度估算中，避免了许多次要影响量及复杂的处理过程［４］。
4 特殊情况不确定度的估算
如当B类不确定度较小（可忽略），则总不确定度直接用A类不确定度表示。对于少次数测量，可用单次测量的标准偏差表示，即。
如，当，或因估计出的u对实验最后结果影响甚小，或因条件限制只进行了一次测量时，u可简单的用表示。对于少次数测量，可直接以表示，即。
实验不确定度的估计是以严密的数理统计理论为基础的，而在绝大多数情况下实验者往往不具备数理统计、误差分布方面的专业知识，或没有必要作过多的复杂处理。本文所述的实验不确定度的几种近似估算方法，可在实际运用中作以参考。
1 高精度测量结果（误差正态分布时）不确定度的估算
参考《建议书》的精神，总不确定度u从估计方法上可分为A类不确定度和B类不确定度。A类不确定度是多次重复测量，用统计方法估算的不确定度分量；B类则是不能用统计方法估算的其他不确定度分量。
1.1 A类不确定度分量的估算
此项分量（测量次数较多，n＞10时）一般直接由测量列平均值的标准偏差来近似估计，即
⑴
式中：为有限次测量平均值的标准偏差；为有限次测量列单次测量的标准偏差。
1.2 B类不确定度分量的估算
此项分量的估算，要对影响测量结果的各项进行仔细分析研究以确定其分布、大小、相关因子等，并用经验方法将其换算成与标准偏差有相同置信概率的分量，而最后合成。
1.3 总不确定度的估算
根据《建议书》要求，合成不确定度及其分量要用“标准偏差”的形式，即方和根的形式表示为
⑵
合成不确定度乘以对应于某一置信概率P 的置信因子，则得到总不确定度u。
此类不确定度的估算属计量、标定及高精度测量（相对不确定度在0.001以内）等部门专业人员的工作，许多问题的分析已超出普通测量的要求范围。一般数据处理教材及国家计量技术标准中［１］都是以不确定度分布服从正态分布理论为依据的，这主要是由于目前正态分布的研究最完善，用其他分布分析测量结果的合成不确定度比较困难，而以近似正态分布来处理。
2 少次数测量情况下不确定度的估算2.1 不确定度A类分量的估算
在许多情况下（如普通物理实验），一般测量次数不大于10（5＜n≤10）时，以算术平均值的标准偏差作为A类分量，仍以正态分布作测量结果的报道，则将出现较大偏差（偏小），从而夸大了实验的精确度［２］。这时，常以联系正态样本平均值和偏差的统计量（为期望值）所服从的t分布（又称Student分布）来报道平均值的误差更为合理。可以推导：当5＜n≤10时，取，由t分布的概率数表可算得置信概率P，如表1。
所以，以统计方式估计的A类分量不确定度简化等于测量列的单次测量标准偏差［３］。
即 （n－1为自由度；P接近或大于95%）。 ⑶
2.2 不确定度B类分量的估算
B类分量常以仪器误差乘以与其分布有关的因子简化表示［３］。如前所述，在少次数测量情况下，具体分析的原因和确定已超出了实验课程的要求范围。但是，因为仪器的允许误差（检定规程或有关技术文件规定的计量器具所允许的极限值），则应有接近100%的置信概率（P≈0.99）。因而，大多数实验可简化近似与取相同置信因子P≥0.95 ，而直接将当作总不确定度中B类分量（可从有关国家标准查得）。
2.3 总不确定度的估算
以作为总不确定度A类分量，为总不确定度的B类分量，按照方和根的合成形式，总不确定度可简化用下式求出
（P≥95%）
这一估计方法，与国际上工业技术和商务活动中所推荐的置信概率P=0.95，以及考虑实验的实际应用性而采用高置信度的做法相一致，也是与我国有关技术规范基本一致的比较简单、合理的估算方法，且在实验中用带有统计运算功能的计算器可方便地求得和u。
3 普通精度实验不确定度的估算
3.1 A类不确定度的估算
普通精度测量（相对不确定度在0.01~0.001左右）如普通物理实验等，因精度要求较低，则可只讨论主要几个影响较大的误差分量而忽略其他微小分量。因不确定度的有效数字在普通测量中一般只取一位，此项可根据不确定度传递公式，将小于最大分量1/3之后的各项舍去，而后按测量列平均值的标准偏差公式计算（见式⑴）。
3.2 B类不确定度的估算
B类不确定度的估算，如能确定其分布规律，可按各自分布规律处理。一般情况下，因数理统计，误差分布等已超出普通测量讨论范围，可采用近似标准偏差来估算。如，当非统计不确定度相应的估计误差为正态分布时，取，非统计不确定度相应的估计误差为均匀分布（方法、环境、数字仪表等误差分布）时，取等。式中Δ为非统计不确定度相应的估计误差限，常取为仪器误差。
3.3 总不确定度的合成
把各分量按“标准偏差”的形式合成，其中包括按各自分布处理的分量及非统计分量按正态分布近似处理的非正态估算分量，且一般采用平均值的一倍标准偏差估算（P=0.683）。此类估算方法为一较好近似结果，且在普通精度测量的不确定度估算中，避免了许多次要影响量及复杂的处理过程［４］。
4 特殊情况不确定度的估算
如当B类不确定度较小（可忽略），则总不确定度直接用A类不确定度表示。对于少次数测量，可用单次测量的标准偏差表示，即。
如，当，或因估计出的u对实验最后结果影响甚小，或因条件限制只进行了一次测量时，u可简单的用表示。对于少次数测量，可直接以表示，即。
实验不确定度的估计是以严密的数理统计理论为基础的，而在绝大多数情况下实验者往往不具备数理统计、误差分布方面的专业知识，或没有必要作过多的复杂处理。本文所述的实验不确定度的几种近似估算方法，可在实际运用中作以参考。
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新能源汽车电机市场需求将达500亿~1000亿
机械自动化类 不见不散 2016-11-30 09:23 发表了文章
导 语：
近日，新能源汽车电机市场发生一次不小的“地震”。据笔者获悉，云意电气1.7亿元收购上海力信电器技术有限公司51%股权，且投资1.2亿元建设新能源车用电机及控制系统产业化项目。
不要小看这个收购项目，它背后反映的是新能源汽车电机市场的巨大需求。某机构测算，预计到2020年新能源汽车电机驱动系统的市场需求将达500亿~1000亿元人民币。
为什么收购上海力信
“收购上海力信是为了更好地布局新能源轿车配套业务。”云意电气董事会秘书李成忠在表示，云意电气加码新能源汽车配套业务符合当前新能源汽车产业政策导向。
新能源汽车市场份额提升
新能源汽车需求放量和关键技术的逐步成熟，使新能源汽车电机系统市场需求迎来快速发展，拥有相关技术优势的企业，市场份额将得到快速提升。
中国汽车工业协会相关人士表示：“新能源电机领域目前主要是大洋电机、精进电动、上海大郡及去年被收购的上海电驱动。”据了解，这几家企业在新能源汽车电机市场布局较早，抓住了新能源汽车产业快速发展的机遇，其中精进电动布局较早、技术源于国外，由于之前出口业务较多，目前在行业内较为知名。
“国内电机市场增长很快，我们去年销售新能源电机3万台。” 精进电动上述负责人告诉记者，精进电动的驱动电机产量、销量和出口量均高居我国新能源汽车电机领域首位，并已经成为全球产销量领先的独立驱动电机供应商之一。当前，精进电动在上海嘉定国际汽车城建成了年产能达20万台的生产基地。
高品质电机需求很大
近几年，产业资本追捧新能源汽车电机市场，那么会不会形成产能过剩呢？行业人士表示：“不仅不会产能过剩，高品质新能源电机供不应求。”除电机产能满足新能源汽车企业需求有难度外，李成忠还表示，生产工艺和管理也有待提升。当前，很多进入新能源汽车领域的企业本身不是做汽车零部件，直接切入汽车领域需要一段时间的磨合。还有一点是，新能源汽车市场竞争没有完全培育起来，配套零部件企业投入多，市场培育仍需时日。
电机市场需求将达500亿~1000亿
“从新能源汽车目前的发展态势看，虽然体量小，但未来增量空间大。” 李成忠说。根据国家新能源汽车产能规划，到2020年新能源汽车达500万辆，目前看还是有可能的。我国新能源汽车电机系统占整车成本接近15%，近几年各大汽车企业加大在新能源汽车领域的布局，市场发展空间巨大。某机构测算，预计到2020年新能源汽车电机驱动系统的市场需求将达500亿~1000亿元人民币。
李成忠表示：“新能源汽车是国家大力扶持的项目，我们在新能源汽车领域有长期发展规划。”云意电气是国内车用整流器、调节器龙头企业，深耕中高档乘用车OEM/AM市场。此次收购的上海力信具有永磁同步电机及控制器核心技术能力，配套金龙 、海格等主流客车厂，技术成熟、客户稳定，其新能源车用电机及控制系统产业化项目等将成为云意电气新的利润增长点。
来源：网络 查看全部
近日，新能源汽车电机市场发生一次不小的“地震”。据笔者获悉，云意电气1.7亿元收购上海力信电器技术有限公司51%股权，且投资1.2亿元建设新能源车用电机及控制系统产业化项目。
不要小看这个收购项目，它背后反映的是新能源汽车电机市场的巨大需求。某机构测算，预计到2020年新能源汽车电机驱动系统的市场需求将达500亿~1000亿元人民币。
为什么收购上海力信
“收购上海力信是为了更好地布局新能源轿车配套业务。”云意电气董事会秘书李成忠在表示，云意电气加码新能源汽车配套业务符合当前新能源汽车产业政策导向。
新能源汽车市场份额提升
新能源汽车需求放量和关键技术的逐步成熟，使新能源汽车电机系统市场需求迎来快速发展，拥有相关技术优势的企业，市场份额将得到快速提升。
中国汽车工业协会相关人士表示：“新能源电机领域目前主要是大洋电机、精进电动、上海大郡及去年被收购的上海电驱动。”据了解，这几家企业在新能源汽车电机市场布局较早，抓住了新能源汽车产业快速发展的机遇，其中精进电动布局较早、技术源于国外，由于之前出口业务较多，目前在行业内较为知名。
“国内电机市场增长很快，我们去年销售新能源电机3万台。” 精进电动上述负责人告诉记者，精进电动的驱动电机产量、销量和出口量均高居我国新能源汽车电机领域首位，并已经成为全球产销量领先的独立驱动电机供应商之一。当前，精进电动在上海嘉定国际汽车城建成了年产能达20万台的生产基地。
高品质电机需求很大
近几年，产业资本追捧新能源汽车电机市场，那么会不会形成产能过剩呢？行业人士表示：“不仅不会产能过剩，高品质新能源电机供不应求。”除电机产能满足新能源汽车企业需求有难度外，李成忠还表示，生产工艺和管理也有待提升。当前，很多进入新能源汽车领域的企业本身不是做汽车零部件，直接切入汽车领域需要一段时间的磨合。还有一点是，新能源汽车市场竞争没有完全培育起来，配套零部件企业投入多，市场培育仍需时日。
电机市场需求将达500亿~1000亿
“从新能源汽车目前的发展态势看，虽然体量小，但未来增量空间大。” 李成忠说。根据国家新能源汽车产能规划，到2020年新能源汽车达500万辆，目前看还是有可能的。我国新能源汽车电机系统占整车成本接近15%，近几年各大汽车企业加大在新能源汽车领域的布局，市场发展空间巨大。某机构测算，预计到2020年新能源汽车电机驱动系统的市场需求将达500亿~1000亿元人民币。
李成忠表示：“新能源汽车是国家大力扶持的项目，我们在新能源汽车领域有长期发展规划。”云意电气是国内车用整流器、调节器龙头企业，深耕中高档乘用车OEM/AM市场。此次收购的上海力信具有永磁同步电机及控制器核心技术能力，配套金龙 、海格等主流客车厂，技术成熟、客户稳定，其新能源车用电机及控制系统产业化项目等将成为云意电气新的利润增长点。
来源：网络 查看全部
导 语：
近日，新能源汽车电机市场发生一次不小的“地震”。据笔者获悉，云意电气1.7亿元收购上海力信电器技术有限公司51%股权，且投资1.2亿元建设新能源车用电机及控制系统产业化项目。
不要小看这个收购项目，它背后反映的是新能源汽车电机市场的巨大需求。某机构测算，预计到2020年新能源汽车电机驱动系统的市场需求将达500亿~1000亿元人民币。
为什么收购上海力信
“收购上海力信是为了更好地布局新能源轿车配套业务。”云意电气董事会秘书李成忠在表示，云意电气加码新能源汽车配套业务符合当前新能源汽车产业政策导向。
新能源汽车市场份额提升
新能源汽车需求放量和关键技术的逐步成熟，使新能源汽车电机系统市场需求迎来快速发展，拥有相关技术优势的企业，市场份额将得到快速提升。
中国汽车工业协会相关人士表示：“新能源电机领域目前主要是大洋电机、精进电动、上海大郡及去年被收购的上海电驱动。”据了解，这几家企业在新能源汽车电机市场布局较早，抓住了新能源汽车产业快速发展的机遇，其中精进电动布局较早、技术源于国外，由于之前出口业务较多，目前在行业内较为知名。
“国内电机市场增长很快，我们去年销售新能源电机3万台。” 精进电动上述负责人告诉记者，精进电动的驱动电机产量、销量和出口量均高居我国新能源汽车电机领域首位，并已经成为全球产销量领先的独立驱动电机供应商之一。当前，精进电动在上海嘉定国际汽车城建成了年产能达20万台的生产基地。
高品质电机需求很大
近几年，产业资本追捧新能源汽车电机市场，那么会不会形成产能过剩呢？行业人士表示：“不仅不会产能过剩，高品质新能源电机供不应求。”除电机产能满足新能源汽车企业需求有难度外，李成忠还表示，生产工艺和管理也有待提升。当前，很多进入新能源汽车领域的企业本身不是做汽车零部件，直接切入汽车领域需要一段时间的磨合。还有一点是，新能源汽车市场竞争没有完全培育起来，配套零部件企业投入多，市场培育仍需时日。
电机市场需求将达500亿~1000亿
“从新能源汽车目前的发展态势看，虽然体量小，但未来增量空间大。” 李成忠说。根据国家新能源汽车产能规划，到2020年新能源汽车达500万辆，目前看还是有可能的。我国新能源汽车电机系统占整车成本接近15%，近几年各大汽车企业加大在新能源汽车领域的布局，市场发展空间巨大。某机构测算，预计到2020年新能源汽车电机驱动系统的市场需求将达500亿~1000亿元人民币。
李成忠表示：“新能源汽车是国家大力扶持的项目，我们在新能源汽车领域有长期发展规划。”云意电气是国内车用整流器、调节器龙头企业，深耕中高档乘用车OEM/AM市场。此次收购的上海力信具有永磁同步电机及控制器核心技术能力，配套金龙 、海格等主流客车厂，技术成熟、客户稳定，其新能源车用电机及控制系统产业化项目等将成为云意电气新的利润增长点。
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近日，新能源汽车电机市场发生一次不小的“地震”。据笔者获悉，云意电气1.7亿元收购上海力信电器技术有限公司51%股权，且投资1.2亿元建设新能源车用电机及控制系统产业化项目。
不要小看这个收购项目，它背后反映的是新能源汽车电机市场的巨大需求。某机构测算，预计到2020年新能源汽车电机驱动系统的市场需求将达500亿~1000亿元人民币。
为什么收购上海力信
“收购上海力信是为了更好地布局新能源轿车配套业务。”云意电气董事会秘书李成忠在表示，云意电气加码新能源汽车配套业务符合当前新能源汽车产业政策导向。
新能源汽车市场份额提升
新能源汽车需求放量和关键技术的逐步成熟，使新能源汽车电机系统市场需求迎来快速发展，拥有相关技术优势的企业，市场份额将得到快速提升。
中国汽车工业协会相关人士表示：“新能源电机领域目前主要是大洋电机、精进电动、上海大郡及去年被收购的上海电驱动。”据了解，这几家企业在新能源汽车电机市场布局较早，抓住了新能源汽车产业快速发展的机遇，其中精进电动布局较早、技术源于国外，由于之前出口业务较多，目前在行业内较为知名。
“国内电机市场增长很快，我们去年销售新能源电机3万台。” 精进电动上述负责人告诉记者，精进电动的驱动电机产量、销量和出口量均高居我国新能源汽车电机领域首位，并已经成为全球产销量领先的独立驱动电机供应商之一。当前，精进电动在上海嘉定国际汽车城建成了年产能达20万台的生产基地。
高品质电机需求很大
近几年，产业资本追捧新能源汽车电机市场，那么会不会形成产能过剩呢？行业人士表示：“不仅不会产能过剩，高品质新能源电机供不应求。”除电机产能满足新能源汽车企业需求有难度外，李成忠还表示，生产工艺和管理也有待提升。当前，很多进入新能源汽车领域的企业本身不是做汽车零部件，直接切入汽车领域需要一段时间的磨合。还有一点是，新能源汽车市场竞争没有完全培育起来，配套零部件企业投入多，市场培育仍需时日。
电机市场需求将达500亿~1000亿
“从新能源汽车目前的发展态势看，虽然体量小，但未来增量空间大。” 李成忠说。根据国家新能源汽车产能规划，到2020年新能源汽车达500万辆，目前看还是有可能的。我国新能源汽车电机系统占整车成本接近15%，近几年各大汽车企业加大在新能源汽车领域的布局，市场发展空间巨大。某机构测算，预计到2020年新能源汽车电机驱动系统的市场需求将达500亿~1000亿元人民币。
李成忠表示：“新能源汽车是国家大力扶持的项目，我们在新能源汽车领域有长期发展规划。”云意电气是国内车用整流器、调节器龙头企业，深耕中高档乘用车OEM/AM市场。此次收购的上海力信具有永磁同步电机及控制器核心技术能力，配套金龙 、海格等主流客车厂，技术成熟、客户稳定，其新能源车用电机及控制系统产业化项目等将成为云意电气新的利润增长点。
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【干货】动力电池系统失效模式分析
机械自动化类 回锅肉 2016-09-27 10:21 发表了文章
随着电动汽车的快速发展，如何解决电动汽车所带来的安全问题，又成为汽车行业新的话题和难点。动力电池系统作为电动汽车的动力来源（或动力来源之一），其安全性和可靠性已成为公众最为关注的焦点。
研究动力电池系统的失效模式对提高电池寿命、电动车辆的安全性和可靠性、降低电动车使用成本有至关重要的意义。本文从动力电池系统外在表现失效模式探索和后果进行分析并提出相应处理措施。在动力电池系统设计时考虑各种失效模式以提高动力电池安全性。
动力电池系统通常由电芯、电池管理系统、Pack系统含功能元器件、线束、结构件等相关组建构成。动力电池系统失效模式，可以分为三种不同层级的失效模式，即电芯失效模式、电池管理系统失效模式、Pack系统集成失效模式。
一、电芯失效模式
电芯的失效模式又可分为安全性失效模式和非安全性失效模式。电芯安全性失效主要有以下几点：
1、电芯内部正负极短路：
电池内短路是由电芯内部引起的，引起电池内短路的原因有很多，可能是由于电芯生产过程中缺陷导致或是因为长期振动外力导致电芯变形所致。一旦发生严重内短路，无法阻止控制，外部保险不起作用，肯定会发生冒烟或燃烧。
如果遭遇到该情况，我们能做的就是第一时间通知车上人员逃生。对于电池内部短路问题，目前为止电池厂家没有办法在出厂时100%将有可能发生内短路的电芯筛选出来，只能在后期充分做好检测以将发生内短路的概率降低。
2、电池单体漏液：
这是非常危险，也是非常常见的失效模式。电动汽车着火的事故很多都是因为电池漏液造成的。电池漏液的有原因有：外力损伤；碰撞、安装不规范造成密封结构被破坏；制造原因：焊接缺陷、封合胶量不足造成密封性能不好等。
电池漏液后整个电池包的绝缘失效，单点绝缘失效问题不大，如果有两点或以上绝缘失效会发生外短路。从实际应用情况来看，软包和塑壳电芯相比金属壳单体更容易发生漏液情况导致绝缘失效。
3、电池负极析锂：
电池使用不当，过充电、低温充电、大电流充电都会导致电池负极析锂。国内大部分厂家生产的磷酸铁锂或三元电池在0摄氏度以下充电都会发生析锂，0摄氏度以上根据电芯特性只能小电流充电。发生负极析锂后，锂金属不可还原，导致电池容量不可逆衰减。析锂达到一定严重程度，形成锂枝晶，刺穿隔膜发生内短路。所以动力电池在使用时应该严禁低温下进行充电。
4、电芯胀气鼓胀：
产生胀气的原因很多，主要是因为电池内部发生副反应产生气体，最为典型的是与水发生副反应。胀气问题可以通过在电芯生产过程严格控制水分可以避免。一旦发生电池胀气就会发生漏液等情况。
以上几种失效模式是非常严重的问题，可能会造成人员伤亡。即使一个电芯使用1、2年没有问题，并不代表这个电芯以后没有问题，使用越久的电池失效的风险越大。
电芯的非安全性失效只是影响使用性能，主要有以下几点：
1、容量一致性差：
动力电池的不一致性通常是指一组电池内电池的剩余容量差异过大、电压差异过大，引起电池续航能力变差。引起电池间一致性变差的原因是多个方面的，包括电池的生产制造工艺，电池的存放时间长短，电池组充放电期间的的温度差异，充放电电流大小等。
目前解决方法主要是提高电池的生产制造工艺控制水平，从生产关尽可能保证电池的一致性，使用同一批次电池进行配组。这种方法有一定效果，但无法根治，电池组使用一段时间后一致性差的问题还会出现，电池组发生不一致性问题后，如果不能及时处理，问题会愈加严重，甚至会发生危险。
2、自放电过大：
电池制造时杂质造成的微短路所引起的不可逆反应是造成个别电池自放电偏大的最主要原因。在大多电池生产厂家对电池的自放电微小时都可忽略，由于电池在长时间的充放电及搁置过程中，随环境条件发生化学反应，引起电池大自放电现象，这使电池电量降低，性能低下，不能满足使用需求。
3、低温放电容量减少：
随着温度的降低，电解液低温性能不好，参与反应不够，电解液电导率降低而导致电池电阻增大，电压平台降低，容量也降低。目前各厂家电池-20度下的放电容量基本在额定容量的70%~75%。低温下电池放电容量减少，且放电性能差，影响电动汽车的使用性能和续驶里程。
4、电池容量衰减：
电池容置衰减主要来自于活性锂离子的损失以及电极活性材料的损失。正极活性材料层状结构规整度下降，负极活性材料上沉积钝化膜，石墨化程度降低，隔膜孔隙率下降，导致电池电荷传递阻抗增大。脱嵌锂能力下降，从而导致容量的损失。
电池容量衰减是电池不可避免的问题。但是目前电池厂家应该首要解决前面安全性失效问题和电池一致性问题，在这个基础上再考虑延长电池的循环寿命。
二、BMS失效模式
电池的单体失效不仅和电池本身有关，也和电池管理系统BMS失效有关。BMS失效模式也会造成严重的事故有以下几类：
1、BMS电压检测失效导致电池过充电或过放电：
连接、压线过程或接触不良导致电压检测线失效，BMS没有电压信息，充电时该停止时没有停止。电池过充会着火、爆炸，磷酸铁锂过充至5V以上大部分只是冒烟，但是三元电池一旦过充，会发生爆炸。
而且，过充电容易导致锂离子电池中的电解液分解释放出气体，从而导致电池鼓胀，严重的话甚至会冒烟起火；电池过放电会导致电池正极材料分子结构损坏，从而导致充不进去电；同时电池电压过低造成电解液分解，干涸发生析锂，回到电池内短路问题。在系统设计时应该选用可靠的电压采集线，在生产过程中严格管控，杜绝电压采集线的失效。
2、BMS电流检测失效
霍尔传感器失效，BMS采集不到电流，SOC无法计算，偏差大。电流检测失效可能导致充电电流过大。充电电流大，电芯内部发热大，温度超过一定温度，会使隔膜固化容量衰减，严重影响电池寿命。
3、BMS温度检测失效
温度检测失效导致电池工作使用温度过高，电池发生不可逆反应，对电池容量、内阻有很大影响。电芯日历寿命跟温度直接相关，45度时的循环次数是25度时的一半，另外温度过高电池易发生鼓胀、漏液，爆炸等问题，因此在电池使用过程中要严格控制电池的温度在20-45摄氏度之间，除能有效提高电池的使用寿命和可靠性之外还能有效避免电池低温充电析锂造成的短路以及高温热失控。
4、绝缘监测失效：
在动力电池系统发生变形或漏液的情况下都会发生绝缘失效，如果BMS没有被检测出来，有可能发生人员触电。因此BMS系统对监测的传感器要求应该是最高的，避免监测系统失效可以极大地提高动力电池的安全性。
5、电磁兼容问题通讯失效：
对BMS系统来说，电磁兼容主要考核它抗电磁干扰能力。电磁干扰会导致BMS通讯失效，引发以上几个问题。
6、SOC估算偏差大：
目前所有BMS厂家普遍存在的问题，只偏差大小的差别。基本上目前的检验标准要求都是5%以内，大部分厂家BMS应该都很难达到，因为实际使用中SOC误差会越来越大，因为使用环境更加的复杂，影响精度的条件更多。
三、Pack系统集成失效模式
1、汇流排的失效：
如果是螺栓连接，在后期使用过程中，螺栓氧化脱落或振动导致螺栓松了都会导致导体连接处产生大量的热，极端情况下会导致动力电池着火。因此绝大部分动力电池系统生产厂家在Pack设计时电芯与电芯连接或模块与模块连接处采用激光焊接，或在连接处增加温度传感器通过检测的手段避免汇流排的失效。
2、动力电池系统主回路连接器失效：
动力电池系统高压线通过连接器与外部高压系统相连。连接器性能不可靠，在振动下发生虚接，产生高温烧蚀连接器。一般来说连接器温度超过90度就会发生连接失效。因此在系统设计时连接器需要增加高压互锁功能，或在连接器附进加温度传感器，时刻监测连接器的温度以防止连接器的失效。
3、高压接触器粘黏：
接触器有一定次数的带载断开，大部分接触器在大电流带载闭合时烧蚀。在系统设计一般采用双继电器方案，按照先后顺序闭合控制以避免高压接触器粘黏。
4、熔断器过流保护失效：
高压系统部件中的熔断器的选型匹配，梯度先断哪个后断哪个需要综合考虑。振动或外部受到碰撞挤压导致动力电池发生形变，密封失效，IP等级降低，因此在系统设计时需要考率电池箱结构的碰撞防护。
根据以上动力电池系统的各种失效模式，科研人员和电池厂商需要通过不断改进工艺和技术提高锂电池电芯的安全性，BMS系统厂商要充分了解电池的性能，基于动力电池的安全设计原则，设计出安全可靠的电池系统，同时正确的使用是保障电池安全性的最终屏障。使用者要正确使用动力电池系统，杜绝机械滥用、热滥用和电滥用，切实提高电动汽车的安全性和可靠性。
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研究动力电池系统的失效模式对提高电池寿命、电动车辆的安全性和可靠性、降低电动车使用成本有至关重要的意义。本文从动力电池系统外在表现失效模式探索和后果进行分析并提出相应处理措施。在动力电池系统设计时考虑各种失效模式以提高动力电池安全性。
动力电池系统通常由电芯、电池管理系统、Pack系统含功能元器件、线束、结构件等相关组建构成。动力电池系统失效模式，可以分为三种不同层级的失效模式，即电芯失效模式、电池管理系统失效模式、Pack系统集成失效模式。
一、电芯失效模式
电芯的失效模式又可分为安全性失效模式和非安全性失效模式。电芯安全性失效主要有以下几点：
1、电芯内部正负极短路：
电池内短路是由电芯内部引起的，引起电池内短路的原因有很多，可能是由于电芯生产过程中缺陷导致或是因为长期振动外力导致电芯变形所致。一旦发生严重内短路，无法阻止控制，外部保险不起作用，肯定会发生冒烟或燃烧。
如果遭遇到该情况，我们能做的就是第一时间通知车上人员逃生。对于电池内部短路问题，目前为止电池厂家没有办法在出厂时100%将有可能发生内短路的电芯筛选出来，只能在后期充分做好检测以将发生内短路的概率降低。
2、电池单体漏液：
这是非常危险，也是非常常见的失效模式。电动汽车着火的事故很多都是因为电池漏液造成的。电池漏液的有原因有：外力损伤；碰撞、安装不规范造成密封结构被破坏；制造原因：焊接缺陷、封合胶量不足造成密封性能不好等。
电池漏液后整个电池包的绝缘失效，单点绝缘失效问题不大，如果有两点或以上绝缘失效会发生外短路。从实际应用情况来看，软包和塑壳电芯相比金属壳单体更容易发生漏液情况导致绝缘失效。
3、电池负极析锂：
电池使用不当，过充电、低温充电、大电流充电都会导致电池负极析锂。国内大部分厂家生产的磷酸铁锂或三元电池在0摄氏度以下充电都会发生析锂，0摄氏度以上根据电芯特性只能小电流充电。发生负极析锂后，锂金属不可还原，导致电池容量不可逆衰减。析锂达到一定严重程度，形成锂枝晶，刺穿隔膜发生内短路。所以动力电池在使用时应该严禁低温下进行充电。
4、电芯胀气鼓胀：
产生胀气的原因很多，主要是因为电池内部发生副反应产生气体，最为典型的是与水发生副反应。胀气问题可以通过在电芯生产过程严格控制水分可以避免。一旦发生电池胀气就会发生漏液等情况。
以上几种失效模式是非常严重的问题，可能会造成人员伤亡。即使一个电芯使用1、2年没有问题，并不代表这个电芯以后没有问题，使用越久的电池失效的风险越大。
电芯的非安全性失效只是影响使用性能，主要有以下几点：
1、容量一致性差：
动力电池的不一致性通常是指一组电池内电池的剩余容量差异过大、电压差异过大，引起电池续航能力变差。引起电池间一致性变差的原因是多个方面的，包括电池的生产制造工艺，电池的存放时间长短，电池组充放电期间的的温度差异，充放电电流大小等。
目前解决方法主要是提高电池的生产制造工艺控制水平，从生产关尽可能保证电池的一致性，使用同一批次电池进行配组。这种方法有一定效果，但无法根治，电池组使用一段时间后一致性差的问题还会出现，电池组发生不一致性问题后，如果不能及时处理，问题会愈加严重，甚至会发生危险。
2、自放电过大：
电池制造时杂质造成的微短路所引起的不可逆反应是造成个别电池自放电偏大的最主要原因。在大多电池生产厂家对电池的自放电微小时都可忽略，由于电池在长时间的充放电及搁置过程中，随环境条件发生化学反应，引起电池大自放电现象，这使电池电量降低，性能低下，不能满足使用需求。
3、低温放电容量减少：
随着温度的降低，电解液低温性能不好，参与反应不够，电解液电导率降低而导致电池电阻增大，电压平台降低，容量也降低。目前各厂家电池-20度下的放电容量基本在额定容量的70%~75%。低温下电池放电容量减少，且放电性能差，影响电动汽车的使用性能和续驶里程。
4、电池容量衰减：
电池容置衰减主要来自于活性锂离子的损失以及电极活性材料的损失。正极活性材料层状结构规整度下降，负极活性材料上沉积钝化膜，石墨化程度降低，隔膜孔隙率下降，导致电池电荷传递阻抗增大。脱嵌锂能力下降，从而导致容量的损失。
电池容量衰减是电池不可避免的问题。但是目前电池厂家应该首要解决前面安全性失效问题和电池一致性问题，在这个基础上再考虑延长电池的循环寿命。
二、BMS失效模式
电池的单体失效不仅和电池本身有关，也和电池管理系统BMS失效有关。BMS失效模式也会造成严重的事故有以下几类：
1、BMS电压检测失效导致电池过充电或过放电：
连接、压线过程或接触不良导致电压检测线失效，BMS没有电压信息，充电时该停止时没有停止。电池过充会着火、爆炸，磷酸铁锂过充至5V以上大部分只是冒烟，但是三元电池一旦过充，会发生爆炸。
而且，过充电容易导致锂离子电池中的电解液分解释放出气体，从而导致电池鼓胀，严重的话甚至会冒烟起火；电池过放电会导致电池正极材料分子结构损坏，从而导致充不进去电；同时电池电压过低造成电解液分解，干涸发生析锂，回到电池内短路问题。在系统设计时应该选用可靠的电压采集线，在生产过程中严格管控，杜绝电压采集线的失效。
2、BMS电流检测失效
霍尔传感器失效，BMS采集不到电流，SOC无法计算，偏差大。电流检测失效可能导致充电电流过大。充电电流大，电芯内部发热大，温度超过一定温度，会使隔膜固化容量衰减，严重影响电池寿命。
3、BMS温度检测失效
温度检测失效导致电池工作使用温度过高，电池发生不可逆反应，对电池容量、内阻有很大影响。电芯日历寿命跟温度直接相关，45度时的循环次数是25度时的一半，另外温度过高电池易发生鼓胀、漏液，爆炸等问题，因此在电池使用过程中要严格控制电池的温度在20-45摄氏度之间，除能有效提高电池的使用寿命和可靠性之外还能有效避免电池低温充电析锂造成的短路以及高温热失控。
4、绝缘监测失效：
在动力电池系统发生变形或漏液的情况下都会发生绝缘失效，如果BMS没有被检测出来，有可能发生人员触电。因此BMS系统对监测的传感器要求应该是最高的，避免监测系统失效可以极大地提高动力电池的安全性。
5、电磁兼容问题通讯失效：
对BMS系统来说，电磁兼容主要考核它抗电磁干扰能力。电磁干扰会导致BMS通讯失效，引发以上几个问题。
6、SOC估算偏差大：
目前所有BMS厂家普遍存在的问题，只偏差大小的差别。基本上目前的检验标准要求都是5%以内，大部分厂家BMS应该都很难达到，因为实际使用中SOC误差会越来越大，因为使用环境更加的复杂，影响精度的条件更多。
三、Pack系统集成失效模式
1、汇流排的失效：
如果是螺栓连接，在后期使用过程中，螺栓氧化脱落或振动导致螺栓松了都会导致导体连接处产生大量的热，极端情况下会导致动力电池着火。因此绝大部分动力电池系统生产厂家在Pack设计时电芯与电芯连接或模块与模块连接处采用激光焊接，或在连接处增加温度传感器通过检测的手段避免汇流排的失效。
2、动力电池系统主回路连接器失效：
动力电池系统高压线通过连接器与外部高压系统相连。连接器性能不可靠，在振动下发生虚接，产生高温烧蚀连接器。一般来说连接器温度超过90度就会发生连接失效。因此在系统设计时连接器需要增加高压互锁功能，或在连接器附进加温度传感器，时刻监测连接器的温度以防止连接器的失效。
3、高压接触器粘黏：
接触器有一定次数的带载断开，大部分接触器在大电流带载闭合时烧蚀。在系统设计一般采用双继电器方案，按照先后顺序闭合控制以避免高压接触器粘黏。
4、熔断器过流保护失效：
高压系统部件中的熔断器的选型匹配，梯度先断哪个后断哪个需要综合考虑。振动或外部受到碰撞挤压导致动力电池发生形变，密封失效，IP等级降低，因此在系统设计时需要考率电池箱结构的碰撞防护。
根据以上动力电池系统的各种失效模式，科研人员和电池厂商需要通过不断改进工艺和技术提高锂电池电芯的安全性，BMS系统厂商要充分了解电池的性能，基于动力电池的安全设计原则，设计出安全可靠的电池系统，同时正确的使用是保障电池安全性的最终屏障。使用者要正确使用动力电池系统，杜绝机械滥用、热滥用和电滥用，切实提高电动汽车的安全性和可靠性。
来源：网络 查看全部
随着电动汽车的快速发展，如何解决电动汽车所带来的安全问题，又成为汽车行业新的话题和难点。动力电池系统作为电动汽车的动力来源（或动力来源之一），其安全性和可靠性已成为公众最为关注的焦点。
研究动力电池系统的失效模式对提高电池寿命、电动车辆的安全性和可靠性、降低电动车使用成本有至关重要的意义。本文从动力电池系统外在表现失效模式探索和后果进行分析并提出相应处理措施。在动力电池系统设计时考虑各种失效模式以提高动力电池安全性。
动力电池系统通常由电芯、电池管理系统、Pack系统含功能元器件、线束、结构件等相关组建构成。动力电池系统失效模式，可以分为三种不同层级的失效模式，即电芯失效模式、电池管理系统失效模式、Pack系统集成失效模式。
一、电芯失效模式
电芯的失效模式又可分为安全性失效模式和非安全性失效模式。电芯安全性失效主要有以下几点：
1、电芯内部正负极短路：
电池内短路是由电芯内部引起的，引起电池内短路的原因有很多，可能是由于电芯生产过程中缺陷导致或是因为长期振动外力导致电芯变形所致。一旦发生严重内短路，无法阻止控制，外部保险不起作用，肯定会发生冒烟或燃烧。
如果遭遇到该情况，我们能做的就是第一时间通知车上人员逃生。对于电池内部短路问题，目前为止电池厂家没有办法在出厂时100%将有可能发生内短路的电芯筛选出来，只能在后期充分做好检测以将发生内短路的概率降低。
2、电池单体漏液：
这是非常危险，也是非常常见的失效模式。电动汽车着火的事故很多都是因为电池漏液造成的。电池漏液的有原因有：外力损伤；碰撞、安装不规范造成密封结构被破坏；制造原因：焊接缺陷、封合胶量不足造成密封性能不好等。
电池漏液后整个电池包的绝缘失效，单点绝缘失效问题不大，如果有两点或以上绝缘失效会发生外短路。从实际应用情况来看，软包和塑壳电芯相比金属壳单体更容易发生漏液情况导致绝缘失效。
3、电池负极析锂：
电池使用不当，过充电、低温充电、大电流充电都会导致电池负极析锂。国内大部分厂家生产的磷酸铁锂或三元电池在0摄氏度以下充电都会发生析锂，0摄氏度以上根据电芯特性只能小电流充电。发生负极析锂后，锂金属不可还原，导致电池容量不可逆衰减。析锂达到一定严重程度，形成锂枝晶，刺穿隔膜发生内短路。所以动力电池在使用时应该严禁低温下进行充电。
4、电芯胀气鼓胀：
产生胀气的原因很多，主要是因为电池内部发生副反应产生气体，最为典型的是与水发生副反应。胀气问题可以通过在电芯生产过程严格控制水分可以避免。一旦发生电池胀气就会发生漏液等情况。
以上几种失效模式是非常严重的问题，可能会造成人员伤亡。即使一个电芯使用1、2年没有问题，并不代表这个电芯以后没有问题，使用越久的电池失效的风险越大。
电芯的非安全性失效只是影响使用性能，主要有以下几点：
1、容量一致性差：
动力电池的不一致性通常是指一组电池内电池的剩余容量差异过大、电压差异过大，引起电池续航能力变差。引起电池间一致性变差的原因是多个方面的，包括电池的生产制造工艺，电池的存放时间长短，电池组充放电期间的的温度差异，充放电电流大小等。
目前解决方法主要是提高电池的生产制造工艺控制水平，从生产关尽可能保证电池的一致性，使用同一批次电池进行配组。这种方法有一定效果，但无法根治，电池组使用一段时间后一致性差的问题还会出现，电池组发生不一致性问题后，如果不能及时处理，问题会愈加严重，甚至会发生危险。
2、自放电过大：
电池制造时杂质造成的微短路所引起的不可逆反应是造成个别电池自放电偏大的最主要原因。在大多电池生产厂家对电池的自放电微小时都可忽略，由于电池在长时间的充放电及搁置过程中，随环境条件发生化学反应，引起电池大自放电现象，这使电池电量降低，性能低下，不能满足使用需求。
3、低温放电容量减少：
随着温度的降低，电解液低温性能不好，参与反应不够，电解液电导率降低而导致电池电阻增大，电压平台降低，容量也降低。目前各厂家电池-20度下的放电容量基本在额定容量的70%~75%。低温下电池放电容量减少，且放电性能差，影响电动汽车的使用性能和续驶里程。
4、电池容量衰减：
电池容置衰减主要来自于活性锂离子的损失以及电极活性材料的损失。正极活性材料层状结构规整度下降，负极活性材料上沉积钝化膜，石墨化程度降低，隔膜孔隙率下降，导致电池电荷传递阻抗增大。脱嵌锂能力下降，从而导致容量的损失。
电池容量衰减是电池不可避免的问题。但是目前电池厂家应该首要解决前面安全性失效问题和电池一致性问题，在这个基础上再考虑延长电池的循环寿命。
二、BMS失效模式
电池的单体失效不仅和电池本身有关，也和电池管理系统BMS失效有关。BMS失效模式也会造成严重的事故有以下几类：
1、BMS电压检测失效导致电池过充电或过放电：
连接、压线过程或接触不良导致电压检测线失效，BMS没有电压信息，充电时该停止时没有停止。电池过充会着火、爆炸，磷酸铁锂过充至5V以上大部分只是冒烟，但是三元电池一旦过充，会发生爆炸。
而且，过充电容易导致锂离子电池中的电解液分解释放出气体，从而导致电池鼓胀，严重的话甚至会冒烟起火；电池过放电会导致电池正极材料分子结构损坏，从而导致充不进去电；同时电池电压过低造成电解液分解，干涸发生析锂，回到电池内短路问题。在系统设计时应该选用可靠的电压采集线，在生产过程中严格管控，杜绝电压采集线的失效。
2、BMS电流检测失效
霍尔传感器失效，BMS采集不到电流，SOC无法计算，偏差大。电流检测失效可能导致充电电流过大。充电电流大，电芯内部发热大，温度超过一定温度，会使隔膜固化容量衰减，严重影响电池寿命。
3、BMS温度检测失效
温度检测失效导致电池工作使用温度过高，电池发生不可逆反应，对电池容量、内阻有很大影响。电芯日历寿命跟温度直接相关，45度时的循环次数是25度时的一半，另外温度过高电池易发生鼓胀、漏液，爆炸等问题，因此在电池使用过程中要严格控制电池的温度在20-45摄氏度之间，除能有效提高电池的使用寿命和可靠性之外还能有效避免电池低温充电析锂造成的短路以及高温热失控。
4、绝缘监测失效：
在动力电池系统发生变形或漏液的情况下都会发生绝缘失效，如果BMS没有被检测出来，有可能发生人员触电。因此BMS系统对监测的传感器要求应该是最高的，避免监测系统失效可以极大地提高动力电池的安全性。
5、电磁兼容问题通讯失效：
对BMS系统来说，电磁兼容主要考核它抗电磁干扰能力。电磁干扰会导致BMS通讯失效，引发以上几个问题。
6、SOC估算偏差大：
目前所有BMS厂家普遍存在的问题，只偏差大小的差别。基本上目前的检验标准要求都是5%以内，大部分厂家BMS应该都很难达到，因为实际使用中SOC误差会越来越大，因为使用环境更加的复杂，影响精度的条件更多。
三、Pack系统集成失效模式
1、汇流排的失效：
如果是螺栓连接，在后期使用过程中，螺栓氧化脱落或振动导致螺栓松了都会导致导体连接处产生大量的热，极端情况下会导致动力电池着火。因此绝大部分动力电池系统生产厂家在Pack设计时电芯与电芯连接或模块与模块连接处采用激光焊接，或在连接处增加温度传感器通过检测的手段避免汇流排的失效。
2、动力电池系统主回路连接器失效：
动力电池系统高压线通过连接器与外部高压系统相连。连接器性能不可靠，在振动下发生虚接，产生高温烧蚀连接器。一般来说连接器温度超过90度就会发生连接失效。因此在系统设计时连接器需要增加高压互锁功能，或在连接器附进加温度传感器，时刻监测连接器的温度以防止连接器的失效。
3、高压接触器粘黏：
接触器有一定次数的带载断开，大部分接触器在大电流带载闭合时烧蚀。在系统设计一般采用双继电器方案，按照先后顺序闭合控制以避免高压接触器粘黏。
4、熔断器过流保护失效：
高压系统部件中的熔断器的选型匹配，梯度先断哪个后断哪个需要综合考虑。振动或外部受到碰撞挤压导致动力电池发生形变，密封失效，IP等级降低，因此在系统设计时需要考率电池箱结构的碰撞防护。
根据以上动力电池系统的各种失效模式，科研人员和电池厂商需要通过不断改进工艺和技术提高锂电池电芯的安全性，BMS系统厂商要充分了解电池的性能，基于动力电池的安全设计原则，设计出安全可靠的电池系统，同时正确的使用是保障电池安全性的最终屏障。使用者要正确使用动力电池系统，杜绝机械滥用、热滥用和电滥用，切实提高电动汽车的安全性和可靠性。
来源：网络
研究动力电池系统的失效模式对提高电池寿命、电动车辆的安全性和可靠性、降低电动车使用成本有至关重要的意义。本文从动力电池系统外在表现失效模式探索和后果进行分析并提出相应处理措施。在动力电池系统设计时考虑各种失效模式以提高动力电池安全性。
动力电池系统通常由电芯、电池管理系统、Pack系统含功能元器件、线束、结构件等相关组建构成。动力电池系统失效模式，可以分为三种不同层级的失效模式，即电芯失效模式、电池管理系统失效模式、Pack系统集成失效模式。
一、电芯失效模式
电芯的失效模式又可分为安全性失效模式和非安全性失效模式。电芯安全性失效主要有以下几点：
1、电芯内部正负极短路：
电池内短路是由电芯内部引起的，引起电池内短路的原因有很多，可能是由于电芯生产过程中缺陷导致或是因为长期振动外力导致电芯变形所致。一旦发生严重内短路，无法阻止控制，外部保险不起作用，肯定会发生冒烟或燃烧。
如果遭遇到该情况，我们能做的就是第一时间通知车上人员逃生。对于电池内部短路问题，目前为止电池厂家没有办法在出厂时100%将有可能发生内短路的电芯筛选出来，只能在后期充分做好检测以将发生内短路的概率降低。
2、电池单体漏液：
这是非常危险，也是非常常见的失效模式。电动汽车着火的事故很多都是因为电池漏液造成的。电池漏液的有原因有：外力损伤；碰撞、安装不规范造成密封结构被破坏；制造原因：焊接缺陷、封合胶量不足造成密封性能不好等。
电池漏液后整个电池包的绝缘失效，单点绝缘失效问题不大，如果有两点或以上绝缘失效会发生外短路。从实际应用情况来看，软包和塑壳电芯相比金属壳单体更容易发生漏液情况导致绝缘失效。
3、电池负极析锂：
电池使用不当，过充电、低温充电、大电流充电都会导致电池负极析锂。国内大部分厂家生产的磷酸铁锂或三元电池在0摄氏度以下充电都会发生析锂，0摄氏度以上根据电芯特性只能小电流充电。发生负极析锂后，锂金属不可还原，导致电池容量不可逆衰减。析锂达到一定严重程度，形成锂枝晶，刺穿隔膜发生内短路。所以动力电池在使用时应该严禁低温下进行充电。
4、电芯胀气鼓胀：
产生胀气的原因很多，主要是因为电池内部发生副反应产生气体，最为典型的是与水发生副反应。胀气问题可以通过在电芯生产过程严格控制水分可以避免。一旦发生电池胀气就会发生漏液等情况。
以上几种失效模式是非常严重的问题，可能会造成人员伤亡。即使一个电芯使用1、2年没有问题，并不代表这个电芯以后没有问题，使用越久的电池失效的风险越大。
电芯的非安全性失效只是影响使用性能，主要有以下几点：
1、容量一致性差：
动力电池的不一致性通常是指一组电池内电池的剩余容量差异过大、电压差异过大，引起电池续航能力变差。引起电池间一致性变差的原因是多个方面的，包括电池的生产制造工艺，电池的存放时间长短，电池组充放电期间的的温度差异，充放电电流大小等。
目前解决方法主要是提高电池的生产制造工艺控制水平，从生产关尽可能保证电池的一致性，使用同一批次电池进行配组。这种方法有一定效果，但无法根治，电池组使用一段时间后一致性差的问题还会出现，电池组发生不一致性问题后，如果不能及时处理，问题会愈加严重，甚至会发生危险。
2、自放电过大：
电池制造时杂质造成的微短路所引起的不可逆反应是造成个别电池自放电偏大的最主要原因。在大多电池生产厂家对电池的自放电微小时都可忽略，由于电池在长时间的充放电及搁置过程中，随环境条件发生化学反应，引起电池大自放电现象，这使电池电量降低，性能低下，不能满足使用需求。
3、低温放电容量减少：
随着温度的降低，电解液低温性能不好，参与反应不够，电解液电导率降低而导致电池电阻增大，电压平台降低，容量也降低。目前各厂家电池-20度下的放电容量基本在额定容量的70%~75%。低温下电池放电容量减少，且放电性能差，影响电动汽车的使用性能和续驶里程。
4、电池容量衰减：
电池容置衰减主要来自于活性锂离子的损失以及电极活性材料的损失。正极活性材料层状结构规整度下降，负极活性材料上沉积钝化膜，石墨化程度降低，隔膜孔隙率下降，导致电池电荷传递阻抗增大。脱嵌锂能力下降，从而导致容量的损失。
电池容量衰减是电池不可避免的问题。但是目前电池厂家应该首要解决前面安全性失效问题和电池一致性问题，在这个基础上再考虑延长电池的循环寿命。
二、BMS失效模式
电池的单体失效不仅和电池本身有关，也和电池管理系统BMS失效有关。BMS失效模式也会造成严重的事故有以下几类：
1、BMS电压检测失效导致电池过充电或过放电：
连接、压线过程或接触不良导致电压检测线失效，BMS没有电压信息，充电时该停止时没有停止。电池过充会着火、爆炸，磷酸铁锂过充至5V以上大部分只是冒烟，但是三元电池一旦过充，会发生爆炸。
而且，过充电容易导致锂离子电池中的电解液分解释放出气体，从而导致电池鼓胀，严重的话甚至会冒烟起火；电池过放电会导致电池正极材料分子结构损坏，从而导致充不进去电；同时电池电压过低造成电解液分解，干涸发生析锂，回到电池内短路问题。在系统设计时应该选用可靠的电压采集线，在生产过程中严格管控，杜绝电压采集线的失效。
2、BMS电流检测失效
霍尔传感器失效，BMS采集不到电流，SOC无法计算，偏差大。电流检测失效可能导致充电电流过大。充电电流大，电芯内部发热大，温度超过一定温度，会使隔膜固化容量衰减，严重影响电池寿命。
3、BMS温度检测失效
温度检测失效导致电池工作使用温度过高，电池发生不可逆反应，对电池容量、内阻有很大影响。电芯日历寿命跟温度直接相关，45度时的循环次数是25度时的一半，另外温度过高电池易发生鼓胀、漏液，爆炸等问题，因此在电池使用过程中要严格控制电池的温度在20-45摄氏度之间，除能有效提高电池的使用寿命和可靠性之外还能有效避免电池低温充电析锂造成的短路以及高温热失控。
4、绝缘监测失效：
在动力电池系统发生变形或漏液的情况下都会发生绝缘失效，如果BMS没有被检测出来，有可能发生人员触电。因此BMS系统对监测的传感器要求应该是最高的，避免监测系统失效可以极大地提高动力电池的安全性。
5、电磁兼容问题通讯失效：
对BMS系统来说，电磁兼容主要考核它抗电磁干扰能力。电磁干扰会导致BMS通讯失效，引发以上几个问题。
6、SOC估算偏差大：
目前所有BMS厂家普遍存在的问题，只偏差大小的差别。基本上目前的检验标准要求都是5%以内，大部分厂家BMS应该都很难达到，因为实际使用中SOC误差会越来越大，因为使用环境更加的复杂，影响精度的条件更多。
三、Pack系统集成失效模式
1、汇流排的失效：
如果是螺栓连接，在后期使用过程中，螺栓氧化脱落或振动导致螺栓松了都会导致导体连接处产生大量的热，极端情况下会导致动力电池着火。因此绝大部分动力电池系统生产厂家在Pack设计时电芯与电芯连接或模块与模块连接处采用激光焊接，或在连接处增加温度传感器通过检测的手段避免汇流排的失效。
2、动力电池系统主回路连接器失效：
动力电池系统高压线通过连接器与外部高压系统相连。连接器性能不可靠，在振动下发生虚接，产生高温烧蚀连接器。一般来说连接器温度超过90度就会发生连接失效。因此在系统设计时连接器需要增加高压互锁功能，或在连接器附进加温度传感器，时刻监测连接器的温度以防止连接器的失效。
3、高压接触器粘黏：
接触器有一定次数的带载断开，大部分接触器在大电流带载闭合时烧蚀。在系统设计一般采用双继电器方案，按照先后顺序闭合控制以避免高压接触器粘黏。
4、熔断器过流保护失效：
高压系统部件中的熔断器的选型匹配，梯度先断哪个后断哪个需要综合考虑。振动或外部受到碰撞挤压导致动力电池发生形变，密封失效，IP等级降低，因此在系统设计时需要考率电池箱结构的碰撞防护。
根据以上动力电池系统的各种失效模式，科研人员和电池厂商需要通过不断改进工艺和技术提高锂电池电芯的安全性，BMS系统厂商要充分了解电池的性能，基于动力电池的安全设计原则，设计出安全可靠的电池系统，同时正确的使用是保障电池安全性的最终屏障。使用者要正确使用动力电池系统，杜绝机械滥用、热滥用和电滥用，切实提高电动汽车的安全性和可靠性。
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实验不确定度的几种实际处理方法
其它类 葱油煎饼 2017-03-28 10:58 发表了文章
任何测量都存在误差，由于测量的客观真值无法得知及测量条件的非理想化，使误差大小无法确定。为了使测量误差减到最小，除选择不同测量方法外，还确立了各种误差特征分类及分布规律，用来作误差处理。国际计量委员会通过的《BIPM实验不确定度的说明建议书INC-1（1980）》（以下简称建议书）建议用不确定度（uncertainty）取代误差（error）来表示实验结果，并按其性质将不确定度从估计方法上分为按统计分布的A类不确定度和按非统计分布的B类不确定度两类，分别进行处理后再进行合成。从而使得“由于测量误差的存在而对被测量值不能确定的程度”得到更科学的评估。由近年来关于不确定度的许多讨论文章及不确定度的定义，我们可以对误差和不确定度的关系理解为：测量中的不可靠量值为误差，导致测量结果的不可靠量值为不确定度。标准偏差较集中地反映了测量误差对实验结果的影响，而不确定度则综合了全部误差因素对实验结果的影响。但是，由于不确定度的运用仍在“建议”阶段以及它与误差的紧密联系，且误差从根本上说又是“一种粗略的估计”，所以不确定度的估算很难用简单的定义来解决，而是需要按实际情况合理地加以处理。笔者根据不同实验条件的具体情况，提出几点实验不确定度的实际处理方法。
1 高精度测量结果（误差正态分布时）不确定度的估算
参考《建议书》的精神，总不确定度u从估计方法上可分为A类不确定度和B类不确定度。A类不确定度是多次重复测量，用统计方法估算的不确定度分量；B类则是不能用统计方法估算的其他不确定度分量。
1.1 A类不确定度分量的估算
此项分量（测量次数较多，n＞10时）一般直接由测量列平均值的标准偏差来近似估计，即
⑴
式中：为有限次测量平均值的标准偏差；为有限次测量列单次测量的标准偏差。
1.2 B类不确定度分量的估算
此项分量的估算，要对影响测量结果的各项进行仔细分析研究以确定其分布、大小、相关因子等，并用经验方法将其换算成与标准偏差有相同置信概率的分量，而最后合成。
1.3 总不确定度的估算
根据《建议书》要求，合成不确定度及其分量要用“标准偏差”的形式，即方和根的形式表示为
⑵
合成不确定度乘以对应于某一置信概率P 的置信因子，则得到总不确定度u。
此类不确定度的估算属计量、标定及高精度测量（相对不确定度在0.001以内）等部门专业人员的工作，许多问题的分析已超出普通测量的要求范围。一般数据处理教材及国家计量技术标准中［１］都是以不确定度分布服从正态分布理论为依据的，这主要是由于目前正态分布的研究最完善，用其他分布分析测量结果的合成不确定度比较困难，而以近似正态分布来处理。
2 少次数测量情况下不确定度的估算2.1 不确定度A类分量的估算
在许多情况下（如普通物理实验），一般测量次数不大于10（5＜n≤10）时，以算术平均值的标准偏差作为A类分量，仍以正态分布作测量结果的报道，则将出现较大偏差（偏小），从而夸大了实验的精确度［２］。这时，常以联系正态样本平均值和偏差的统计量（为期望值）所服从的t分布（又称Student分布）来报道平均值的误差更为合理。可以推导：当5＜n≤10时，取，由t分布的概率数表可算得置信概率P，如表1。
所以，以统计方式估计的A类分量不确定度简化等于测量列的单次测量标准偏差［３］。
即 （n－1为自由度；P接近或大于95%）。 ⑶
2.2 不确定度B类分量的估算
B类分量常以仪器误差乘以与其分布有关的因子简化表示［３］。如前所述，在少次数测量情况下，具体分析的原因和确定已超出了实验课程的要求范围。但是，因为仪器的允许误差（检定规程或有关技术文件规定的计量器具所允许的极限值），则应有接近100%的置信概率（P≈0.99）。因而，大多数实验可简化近似与取相同置信因子P≥0.95 ，而直接将当作总不确定度中B类分量（可从有关国家标准查得）。
2.3 总不确定度的估算
以作为总不确定度A类分量，为总不确定度的B类分量，按照方和根的合成形式，总不确定度可简化用下式求出
（P≥95%）
这一估计方法，与国际上工业技术和商务活动中所推荐的置信概率P=0.95，以及考虑实验的实际应用性而采用高置信度的做法相一致，也是与我国有关技术规范基本一致的比较简单、合理的估算方法，且在实验中用带有统计运算功能的计算器可方便地求得和u。
3 普通精度实验不确定度的估算
3.1 A类不确定度的估算
普通精度测量（相对不确定度在0.01~0.001左右）如普通物理实验等，因精度要求较低，则可只讨论主要几个影响较大的误差分量而忽略其他微小分量。因不确定度的有效数字在普通测量中一般只取一位，此项可根据不确定度传递公式，将小于最大分量1/3之后的各项舍去，而后按测量列平均值的标准偏差公式计算（见式⑴）。
3.2 B类不确定度的估算
B类不确定度的估算，如能确定其分布规律，可按各自分布规律处理。一般情况下，因数理统计，误差分布等已超出普通测量讨论范围，可采用近似标准偏差来估算。如，当非统计不确定度相应的估计误差为正态分布时，取，非统计不确定度相应的估计误差为均匀分布（方法、环境、数字仪表等误差分布）时，取等。式中Δ为非统计不确定度相应的估计误差限，常取为仪器误差。
3.3 总不确定度的合成
把各分量按“标准偏差”的形式合成，其中包括按各自分布处理的分量及非统计分量按正态分布近似处理的非正态估算分量，且一般采用平均值的一倍标准偏差估算（P=0.683）。此类估算方法为一较好近似结果，且在普通精度测量的不确定度估算中，避免了许多次要影响量及复杂的处理过程［４］。
4 特殊情况不确定度的估算
如当B类不确定度较小（可忽略），则总不确定度直接用A类不确定度表示。对于少次数测量，可用单次测量的标准偏差表示，即。
如，当，或因估计出的u对实验最后结果影响甚小，或因条件限制只进行了一次测量时，u可简单的用表示。对于少次数测量，可直接以表示，即。
实验不确定度的估计是以严密的数理统计理论为基础的，而在绝大多数情况下实验者往往不具备数理统计、误差分布方面的专业知识，或没有必要作过多的复杂处理。本文所述的实验不确定度的几种近似估算方法，可在实际运用中作以参考。 查看全部
1 高精度测量结果（误差正态分布时）不确定度的估算
参考《建议书》的精神，总不确定度u从估计方法上可分为A类不确定度和B类不确定度。A类不确定度是多次重复测量，用统计方法估算的不确定度分量；B类则是不能用统计方法估算的其他不确定度分量。
1.1 A类不确定度分量的估算
此项分量（测量次数较多，n＞10时）一般直接由测量列平均值的标准偏差来近似估计，即
⑴
式中：为有限次测量平均值的标准偏差；为有限次测量列单次测量的标准偏差。
1.2 B类不确定度分量的估算
此项分量的估算，要对影响测量结果的各项进行仔细分析研究以确定其分布、大小、相关因子等，并用经验方法将其换算成与标准偏差有相同置信概率的分量，而最后合成。
1.3 总不确定度的估算
根据《建议书》要求，合成不确定度及其分量要用“标准偏差”的形式，即方和根的形式表示为
⑵
合成不确定度乘以对应于某一置信概率P 的置信因子，则得到总不确定度u。
此类不确定度的估算属计量、标定及高精度测量（相对不确定度在0.001以内）等部门专业人员的工作，许多问题的分析已超出普通测量的要求范围。一般数据处理教材及国家计量技术标准中［１］都是以不确定度分布服从正态分布理论为依据的，这主要是由于目前正态分布的研究最完善，用其他分布分析测量结果的合成不确定度比较困难，而以近似正态分布来处理。
2 少次数测量情况下不确定度的估算2.1 不确定度A类分量的估算
在许多情况下（如普通物理实验），一般测量次数不大于10（5＜n≤10）时，以算术平均值的标准偏差作为A类分量，仍以正态分布作测量结果的报道，则将出现较大偏差（偏小），从而夸大了实验的精确度［２］。这时，常以联系正态样本平均值和偏差的统计量（为期望值）所服从的t分布（又称Student分布）来报道平均值的误差更为合理。可以推导：当5＜n≤10时，取，由t分布的概率数表可算得置信概率P，如表1。
所以，以统计方式估计的A类分量不确定度简化等于测量列的单次测量标准偏差［３］。
即 （n－1为自由度；P接近或大于95%）。 ⑶
2.2 不确定度B类分量的估算
B类分量常以仪器误差乘以与其分布有关的因子简化表示［３］。如前所述，在少次数测量情况下，具体分析的原因和确定已超出了实验课程的要求范围。但是，因为仪器的允许误差（检定规程或有关技术文件规定的计量器具所允许的极限值），则应有接近100%的置信概率（P≈0.99）。因而，大多数实验可简化近似与取相同置信因子P≥0.95 ，而直接将当作总不确定度中B类分量（可从有关国家标准查得）。
2.3 总不确定度的估算
以作为总不确定度A类分量，为总不确定度的B类分量，按照方和根的合成形式，总不确定度可简化用下式求出
（P≥95%）
这一估计方法，与国际上工业技术和商务活动中所推荐的置信概率P=0.95，以及考虑实验的实际应用性而采用高置信度的做法相一致，也是与我国有关技术规范基本一致的比较简单、合理的估算方法，且在实验中用带有统计运算功能的计算器可方便地求得和u。
3 普通精度实验不确定度的估算
3.1 A类不确定度的估算
普通精度测量（相对不确定度在0.01~0.001左右）如普通物理实验等，因精度要求较低，则可只讨论主要几个影响较大的误差分量而忽略其他微小分量。因不确定度的有效数字在普通测量中一般只取一位，此项可根据不确定度传递公式，将小于最大分量1/3之后的各项舍去，而后按测量列平均值的标准偏差公式计算（见式⑴）。
3.2 B类不确定度的估算
B类不确定度的估算，如能确定其分布规律，可按各自分布规律处理。一般情况下，因数理统计，误差分布等已超出普通测量讨论范围，可采用近似标准偏差来估算。如，当非统计不确定度相应的估计误差为正态分布时，取，非统计不确定度相应的估计误差为均匀分布（方法、环境、数字仪表等误差分布）时，取等。式中Δ为非统计不确定度相应的估计误差限，常取为仪器误差。
3.3 总不确定度的合成
把各分量按“标准偏差”的形式合成，其中包括按各自分布处理的分量及非统计分量按正态分布近似处理的非正态估算分量，且一般采用平均值的一倍标准偏差估算（P=0.683）。此类估算方法为一较好近似结果，且在普通精度测量的不确定度估算中，避免了许多次要影响量及复杂的处理过程［４］。
4 特殊情况不确定度的估算
如当B类不确定度较小（可忽略），则总不确定度直接用A类不确定度表示。对于少次数测量，可用单次测量的标准偏差表示，即。
如，当，或因估计出的u对实验最后结果影响甚小，或因条件限制只进行了一次测量时，u可简单的用表示。对于少次数测量，可直接以表示，即。
实验不确定度的估计是以严密的数理统计理论为基础的，而在绝大多数情况下实验者往往不具备数理统计、误差分布方面的专业知识，或没有必要作过多的复杂处理。本文所述的实验不确定度的几种近似估算方法，可在实际运用中作以参考。 查看全部
任何测量都存在误差，由于测量的客观真值无法得知及测量条件的非理想化，使误差大小无法确定。为了使测量误差减到最小，除选择不同测量方法外，还确立了各种误差特征分类及分布规律，用来作误差处理。国际计量委员会通过的《BIPM实验不确定度的说明建议书INC-1（1980）》（以下简称建议书）建议用不确定度（uncertainty）取代误差（error）来表示实验结果，并按其性质将不确定度从估计方法上分为按统计分布的A类不确定度和按非统计分布的B类不确定度两类，分别进行处理后再进行合成。从而使得“由于测量误差的存在而对被测量值不能确定的程度”得到更科学的评估。由近年来关于不确定度的许多讨论文章及不确定度的定义，我们可以对误差和不确定度的关系理解为：测量中的不可靠量值为误差，导致测量结果的不可靠量值为不确定度。标准偏差较集中地反映了测量误差对实验结果的影响，而不确定度则综合了全部误差因素对实验结果的影响。但是，由于不确定度的运用仍在“建议”阶段以及它与误差的紧密联系，且误差从根本上说又是“一种粗略的估计”，所以不确定度的估算很难用简单的定义来解决，而是需要按实际情况合理地加以处理。笔者根据不同实验条件的具体情况，提出几点实验不确定度的实际处理方法。
1 高精度测量结果（误差正态分布时）不确定度的估算
参考《建议书》的精神，总不确定度u从估计方法上可分为A类不确定度和B类不确定度。A类不确定度是多次重复测量，用统计方法估算的不确定度分量；B类则是不能用统计方法估算的其他不确定度分量。
1.1 A类不确定度分量的估算
此项分量（测量次数较多，n＞10时）一般直接由测量列平均值的标准偏差来近似估计，即
⑴
式中：为有限次测量平均值的标准偏差；为有限次测量列单次测量的标准偏差。
1.2 B类不确定度分量的估算
此项分量的估算，要对影响测量结果的各项进行仔细分析研究以确定其分布、大小、相关因子等，并用经验方法将其换算成与标准偏差有相同置信概率的分量，而最后合成。
1.3 总不确定度的估算
根据《建议书》要求，合成不确定度及其分量要用“标准偏差”的形式，即方和根的形式表示为
⑵
合成不确定度乘以对应于某一置信概率P 的置信因子，则得到总不确定度u。
此类不确定度的估算属计量、标定及高精度测量（相对不确定度在0.001以内）等部门专业人员的工作，许多问题的分析已超出普通测量的要求范围。一般数据处理教材及国家计量技术标准中［１］都是以不确定度分布服从正态分布理论为依据的，这主要是由于目前正态分布的研究最完善，用其他分布分析测量结果的合成不确定度比较困难，而以近似正态分布来处理。
2 少次数测量情况下不确定度的估算2.1 不确定度A类分量的估算
在许多情况下（如普通物理实验），一般测量次数不大于10（5＜n≤10）时，以算术平均值的标准偏差作为A类分量，仍以正态分布作测量结果的报道，则将出现较大偏差（偏小），从而夸大了实验的精确度［２］。这时，常以联系正态样本平均值和偏差的统计量（为期望值）所服从的t分布（又称Student分布）来报道平均值的误差更为合理。可以推导：当5＜n≤10时，取，由t分布的概率数表可算得置信概率P，如表1。
所以，以统计方式估计的A类分量不确定度简化等于测量列的单次测量标准偏差［３］。
即 （n－1为自由度；P接近或大于95%）。 ⑶
2.2 不确定度B类分量的估算
B类分量常以仪器误差乘以与其分布有关的因子简化表示［３］。如前所述，在少次数测量情况下，具体分析的原因和确定已超出了实验课程的要求范围。但是，因为仪器的允许误差（检定规程或有关技术文件规定的计量器具所允许的极限值），则应有接近100%的置信概率（P≈0.99）。因而，大多数实验可简化近似与取相同置信因子P≥0.95 ，而直接将当作总不确定度中B类分量（可从有关国家标准查得）。
2.3 总不确定度的估算
以作为总不确定度A类分量，为总不确定度的B类分量，按照方和根的合成形式，总不确定度可简化用下式求出
（P≥95%）
这一估计方法，与国际上工业技术和商务活动中所推荐的置信概率P=0.95，以及考虑实验的实际应用性而采用高置信度的做法相一致，也是与我国有关技术规范基本一致的比较简单、合理的估算方法，且在实验中用带有统计运算功能的计算器可方便地求得和u。
3 普通精度实验不确定度的估算
3.1 A类不确定度的估算
普通精度测量（相对不确定度在0.01~0.001左右）如普通物理实验等，因精度要求较低，则可只讨论主要几个影响较大的误差分量而忽略其他微小分量。因不确定度的有效数字在普通测量中一般只取一位，此项可根据不确定度传递公式，将小于最大分量1/3之后的各项舍去，而后按测量列平均值的标准偏差公式计算（见式⑴）。
3.2 B类不确定度的估算
B类不确定度的估算，如能确定其分布规律，可按各自分布规律处理。一般情况下，因数理统计，误差分布等已超出普通测量讨论范围，可采用近似标准偏差来估算。如，当非统计不确定度相应的估计误差为正态分布时，取，非统计不确定度相应的估计误差为均匀分布（方法、环境、数字仪表等误差分布）时，取等。式中Δ为非统计不确定度相应的估计误差限，常取为仪器误差。
3.3 总不确定度的合成
把各分量按“标准偏差”的形式合成，其中包括按各自分布处理的分量及非统计分量按正态分布近似处理的非正态估算分量，且一般采用平均值的一倍标准偏差估算（P=0.683）。此类估算方法为一较好近似结果，且在普通精度测量的不确定度估算中，避免了许多次要影响量及复杂的处理过程［４］。
4 特殊情况不确定度的估算
如当B类不确定度较小（可忽略），则总不确定度直接用A类不确定度表示。对于少次数测量，可用单次测量的标准偏差表示，即。
如，当，或因估计出的u对实验最后结果影响甚小，或因条件限制只进行了一次测量时，u可简单的用表示。对于少次数测量，可直接以表示，即。
实验不确定度的估计是以严密的数理统计理论为基础的，而在绝大多数情况下实验者往往不具备数理统计、误差分布方面的专业知识，或没有必要作过多的复杂处理。本文所述的实验不确定度的几种近似估算方法，可在实际运用中作以参考。
1 高精度测量结果（误差正态分布时）不确定度的估算
参考《建议书》的精神，总不确定度u从估计方法上可分为A类不确定度和B类不确定度。A类不确定度是多次重复测量，用统计方法估算的不确定度分量；B类则是不能用统计方法估算的其他不确定度分量。
1.1 A类不确定度分量的估算
此项分量（测量次数较多，n＞10时）一般直接由测量列平均值的标准偏差来近似估计，即
⑴
式中：为有限次测量平均值的标准偏差；为有限次测量列单次测量的标准偏差。
1.2 B类不确定度分量的估算
此项分量的估算，要对影响测量结果的各项进行仔细分析研究以确定其分布、大小、相关因子等，并用经验方法将其换算成与标准偏差有相同置信概率的分量，而最后合成。
1.3 总不确定度的估算
根据《建议书》要求，合成不确定度及其分量要用“标准偏差”的形式，即方和根的形式表示为
⑵
合成不确定度乘以对应于某一置信概率P 的置信因子，则得到总不确定度u。
此类不确定度的估算属计量、标定及高精度测量（相对不确定度在0.001以内）等部门专业人员的工作，许多问题的分析已超出普通测量的要求范围。一般数据处理教材及国家计量技术标准中［１］都是以不确定度分布服从正态分布理论为依据的，这主要是由于目前正态分布的研究最完善，用其他分布分析测量结果的合成不确定度比较困难，而以近似正态分布来处理。
2 少次数测量情况下不确定度的估算2.1 不确定度A类分量的估算
在许多情况下（如普通物理实验），一般测量次数不大于10（5＜n≤10）时，以算术平均值的标准偏差作为A类分量，仍以正态分布作测量结果的报道，则将出现较大偏差（偏小），从而夸大了实验的精确度［２］。这时，常以联系正态样本平均值和偏差的统计量（为期望值）所服从的t分布（又称Student分布）来报道平均值的误差更为合理。可以推导：当5＜n≤10时，取，由t分布的概率数表可算得置信概率P，如表1。
所以，以统计方式估计的A类分量不确定度简化等于测量列的单次测量标准偏差［３］。
即 （n－1为自由度；P接近或大于95%）。 ⑶
2.2 不确定度B类分量的估算
B类分量常以仪器误差乘以与其分布有关的因子简化表示［３］。如前所述，在少次数测量情况下，具体分析的原因和确定已超出了实验课程的要求范围。但是，因为仪器的允许误差（检定规程或有关技术文件规定的计量器具所允许的极限值），则应有接近100%的置信概率（P≈0.99）。因而，大多数实验可简化近似与取相同置信因子P≥0.95 ，而直接将当作总不确定度中B类分量（可从有关国家标准查得）。
2.3 总不确定度的估算
以作为总不确定度A类分量，为总不确定度的B类分量，按照方和根的合成形式，总不确定度可简化用下式求出
（P≥95%）
这一估计方法，与国际上工业技术和商务活动中所推荐的置信概率P=0.95，以及考虑实验的实际应用性而采用高置信度的做法相一致，也是与我国有关技术规范基本一致的比较简单、合理的估算方法，且在实验中用带有统计运算功能的计算器可方便地求得和u。
3 普通精度实验不确定度的估算
3.1 A类不确定度的估算
普通精度测量（相对不确定度在0.01~0.001左右）如普通物理实验等，因精度要求较低，则可只讨论主要几个影响较大的误差分量而忽略其他微小分量。因不确定度的有效数字在普通测量中一般只取一位，此项可根据不确定度传递公式，将小于最大分量1/3之后的各项舍去，而后按测量列平均值的标准偏差公式计算（见式⑴）。
3.2 B类不确定度的估算
B类不确定度的估算，如能确定其分布规律，可按各自分布规律处理。一般情况下，因数理统计，误差分布等已超出普通测量讨论范围，可采用近似标准偏差来估算。如，当非统计不确定度相应的估计误差为正态分布时，取，非统计不确定度相应的估计误差为均匀分布（方法、环境、数字仪表等误差分布）时，取等。式中Δ为非统计不确定度相应的估计误差限，常取为仪器误差。
3.3 总不确定度的合成
把各分量按“标准偏差”的形式合成，其中包括按各自分布处理的分量及非统计分量按正态分布近似处理的非正态估算分量，且一般采用平均值的一倍标准偏差估算（P=0.683）。此类估算方法为一较好近似结果，且在普通精度测量的不确定度估算中，避免了许多次要影响量及复杂的处理过程［４］。
4 特殊情况不确定度的估算
如当B类不确定度较小（可忽略），则总不确定度直接用A类不确定度表示。对于少次数测量，可用单次测量的标准偏差表示，即。
如，当，或因估计出的u对实验最后结果影响甚小，或因条件限制只进行了一次测量时，u可简单的用表示。对于少次数测量，可直接以表示，即。
实验不确定度的估计是以严密的数理统计理论为基础的，而在绝大多数情况下实验者往往不具备数理统计、误差分布方面的专业知识，或没有必要作过多的复杂处理。本文所述的实验不确定度的几种近似估算方法，可在实际运用中作以参考。
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新能源汽车电机市场需求将达500亿~1000亿
机械自动化类 不见不散 2016-11-30 09:23 发表了文章
导 语：
近日，新能源汽车电机市场发生一次不小的“地震”。据笔者获悉，云意电气1.7亿元收购上海力信电器技术有限公司51%股权，且投资1.2亿元建设新能源车用电机及控制系统产业化项目。
不要小看这个收购项目，它背后反映的是新能源汽车电机市场的巨大需求。某机构测算，预计到2020年新能源汽车电机驱动系统的市场需求将达500亿~1000亿元人民币。
为什么收购上海力信
“收购上海力信是为了更好地布局新能源轿车配套业务。”云意电气董事会秘书李成忠在表示，云意电气加码新能源汽车配套业务符合当前新能源汽车产业政策导向。
新能源汽车市场份额提升
新能源汽车需求放量和关键技术的逐步成熟，使新能源汽车电机系统市场需求迎来快速发展，拥有相关技术优势的企业，市场份额将得到快速提升。
中国汽车工业协会相关人士表示：“新能源电机领域目前主要是大洋电机、精进电动、上海大郡及去年被收购的上海电驱动。”据了解，这几家企业在新能源汽车电机市场布局较早，抓住了新能源汽车产业快速发展的机遇，其中精进电动布局较早、技术源于国外，由于之前出口业务较多，目前在行业内较为知名。
“国内电机市场增长很快，我们去年销售新能源电机3万台。” 精进电动上述负责人告诉记者，精进电动的驱动电机产量、销量和出口量均高居我国新能源汽车电机领域首位，并已经成为全球产销量领先的独立驱动电机供应商之一。当前，精进电动在上海嘉定国际汽车城建成了年产能达20万台的生产基地。
高品质电机需求很大
近几年，产业资本追捧新能源汽车电机市场，那么会不会形成产能过剩呢？行业人士表示：“不仅不会产能过剩，高品质新能源电机供不应求。”除电机产能满足新能源汽车企业需求有难度外，李成忠还表示，生产工艺和管理也有待提升。当前，很多进入新能源汽车领域的企业本身不是做汽车零部件，直接切入汽车领域需要一段时间的磨合。还有一点是，新能源汽车市场竞争没有完全培育起来，配套零部件企业投入多，市场培育仍需时日。
电机市场需求将达500亿~1000亿
“从新能源汽车目前的发展态势看，虽然体量小，但未来增量空间大。” 李成忠说。根据国家新能源汽车产能规划，到2020年新能源汽车达500万辆，目前看还是有可能的。我国新能源汽车电机系统占整车成本接近15%，近几年各大汽车企业加大在新能源汽车领域的布局，市场发展空间巨大。某机构测算，预计到2020年新能源汽车电机驱动系统的市场需求将达500亿~1000亿元人民币。
李成忠表示：“新能源汽车是国家大力扶持的项目，我们在新能源汽车领域有长期发展规划。”云意电气是国内车用整流器、调节器龙头企业，深耕中高档乘用车OEM/AM市场。此次收购的上海力信具有永磁同步电机及控制器核心技术能力，配套金龙 、海格等主流客车厂，技术成熟、客户稳定，其新能源车用电机及控制系统产业化项目等将成为云意电气新的利润增长点。
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近日，新能源汽车电机市场发生一次不小的“地震”。据笔者获悉，云意电气1.7亿元收购上海力信电器技术有限公司51%股权，且投资1.2亿元建设新能源车用电机及控制系统产业化项目。
不要小看这个收购项目，它背后反映的是新能源汽车电机市场的巨大需求。某机构测算，预计到2020年新能源汽车电机驱动系统的市场需求将达500亿~1000亿元人民币。
为什么收购上海力信
“收购上海力信是为了更好地布局新能源轿车配套业务。”云意电气董事会秘书李成忠在表示，云意电气加码新能源汽车配套业务符合当前新能源汽车产业政策导向。
新能源汽车市场份额提升
新能源汽车需求放量和关键技术的逐步成熟，使新能源汽车电机系统市场需求迎来快速发展，拥有相关技术优势的企业，市场份额将得到快速提升。
中国汽车工业协会相关人士表示：“新能源电机领域目前主要是大洋电机、精进电动、上海大郡及去年被收购的上海电驱动。”据了解，这几家企业在新能源汽车电机市场布局较早，抓住了新能源汽车产业快速发展的机遇，其中精进电动布局较早、技术源于国外，由于之前出口业务较多，目前在行业内较为知名。
“国内电机市场增长很快，我们去年销售新能源电机3万台。” 精进电动上述负责人告诉记者，精进电动的驱动电机产量、销量和出口量均高居我国新能源汽车电机领域首位，并已经成为全球产销量领先的独立驱动电机供应商之一。当前，精进电动在上海嘉定国际汽车城建成了年产能达20万台的生产基地。
高品质电机需求很大
近几年，产业资本追捧新能源汽车电机市场，那么会不会形成产能过剩呢？行业人士表示：“不仅不会产能过剩，高品质新能源电机供不应求。”除电机产能满足新能源汽车企业需求有难度外，李成忠还表示，生产工艺和管理也有待提升。当前，很多进入新能源汽车领域的企业本身不是做汽车零部件，直接切入汽车领域需要一段时间的磨合。还有一点是，新能源汽车市场竞争没有完全培育起来，配套零部件企业投入多，市场培育仍需时日。
电机市场需求将达500亿~1000亿
“从新能源汽车目前的发展态势看，虽然体量小，但未来增量空间大。” 李成忠说。根据国家新能源汽车产能规划，到2020年新能源汽车达500万辆，目前看还是有可能的。我国新能源汽车电机系统占整车成本接近15%，近几年各大汽车企业加大在新能源汽车领域的布局，市场发展空间巨大。某机构测算，预计到2020年新能源汽车电机驱动系统的市场需求将达500亿~1000亿元人民币。
李成忠表示：“新能源汽车是国家大力扶持的项目，我们在新能源汽车领域有长期发展规划。”云意电气是国内车用整流器、调节器龙头企业，深耕中高档乘用车OEM/AM市场。此次收购的上海力信具有永磁同步电机及控制器核心技术能力，配套金龙 、海格等主流客车厂，技术成熟、客户稳定，其新能源车用电机及控制系统产业化项目等将成为云意电气新的利润增长点。
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导 语：
近日，新能源汽车电机市场发生一次不小的“地震”。据笔者获悉，云意电气1.7亿元收购上海力信电器技术有限公司51%股权，且投资1.2亿元建设新能源车用电机及控制系统产业化项目。
不要小看这个收购项目，它背后反映的是新能源汽车电机市场的巨大需求。某机构测算，预计到2020年新能源汽车电机驱动系统的市场需求将达500亿~1000亿元人民币。
为什么收购上海力信
“收购上海力信是为了更好地布局新能源轿车配套业务。”云意电气董事会秘书李成忠在表示，云意电气加码新能源汽车配套业务符合当前新能源汽车产业政策导向。
新能源汽车市场份额提升
新能源汽车需求放量和关键技术的逐步成熟，使新能源汽车电机系统市场需求迎来快速发展，拥有相关技术优势的企业，市场份额将得到快速提升。
中国汽车工业协会相关人士表示：“新能源电机领域目前主要是大洋电机、精进电动、上海大郡及去年被收购的上海电驱动。”据了解，这几家企业在新能源汽车电机市场布局较早，抓住了新能源汽车产业快速发展的机遇，其中精进电动布局较早、技术源于国外，由于之前出口业务较多，目前在行业内较为知名。
“国内电机市场增长很快，我们去年销售新能源电机3万台。” 精进电动上述负责人告诉记者，精进电动的驱动电机产量、销量和出口量均高居我国新能源汽车电机领域首位，并已经成为全球产销量领先的独立驱动电机供应商之一。当前，精进电动在上海嘉定国际汽车城建成了年产能达20万台的生产基地。
高品质电机需求很大
近几年，产业资本追捧新能源汽车电机市场，那么会不会形成产能过剩呢？行业人士表示：“不仅不会产能过剩，高品质新能源电机供不应求。”除电机产能满足新能源汽车企业需求有难度外，李成忠还表示，生产工艺和管理也有待提升。当前，很多进入新能源汽车领域的企业本身不是做汽车零部件，直接切入汽车领域需要一段时间的磨合。还有一点是，新能源汽车市场竞争没有完全培育起来，配套零部件企业投入多，市场培育仍需时日。
电机市场需求将达500亿~1000亿
“从新能源汽车目前的发展态势看，虽然体量小，但未来增量空间大。” 李成忠说。根据国家新能源汽车产能规划，到2020年新能源汽车达500万辆，目前看还是有可能的。我国新能源汽车电机系统占整车成本接近15%，近几年各大汽车企业加大在新能源汽车领域的布局，市场发展空间巨大。某机构测算，预计到2020年新能源汽车电机驱动系统的市场需求将达500亿~1000亿元人民币。
李成忠表示：“新能源汽车是国家大力扶持的项目，我们在新能源汽车领域有长期发展规划。”云意电气是国内车用整流器、调节器龙头企业，深耕中高档乘用车OEM/AM市场。此次收购的上海力信具有永磁同步电机及控制器核心技术能力，配套金龙 、海格等主流客车厂，技术成熟、客户稳定，其新能源车用电机及控制系统产业化项目等将成为云意电气新的利润增长点。
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近日，新能源汽车电机市场发生一次不小的“地震”。据笔者获悉，云意电气1.7亿元收购上海力信电器技术有限公司51%股权，且投资1.2亿元建设新能源车用电机及控制系统产业化项目。
不要小看这个收购项目，它背后反映的是新能源汽车电机市场的巨大需求。某机构测算，预计到2020年新能源汽车电机驱动系统的市场需求将达500亿~1000亿元人民币。
为什么收购上海力信
“收购上海力信是为了更好地布局新能源轿车配套业务。”云意电气董事会秘书李成忠在表示，云意电气加码新能源汽车配套业务符合当前新能源汽车产业政策导向。
新能源汽车市场份额提升
新能源汽车需求放量和关键技术的逐步成熟，使新能源汽车电机系统市场需求迎来快速发展，拥有相关技术优势的企业，市场份额将得到快速提升。
中国汽车工业协会相关人士表示：“新能源电机领域目前主要是大洋电机、精进电动、上海大郡及去年被收购的上海电驱动。”据了解，这几家企业在新能源汽车电机市场布局较早，抓住了新能源汽车产业快速发展的机遇，其中精进电动布局较早、技术源于国外，由于之前出口业务较多，目前在行业内较为知名。
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高品质电机需求很大
近几年，产业资本追捧新能源汽车电机市场，那么会不会形成产能过剩呢？行业人士表示：“不仅不会产能过剩，高品质新能源电机供不应求。”除电机产能满足新能源汽车企业需求有难度外，李成忠还表示，生产工艺和管理也有待提升。当前，很多进入新能源汽车领域的企业本身不是做汽车零部件，直接切入汽车领域需要一段时间的磨合。还有一点是，新能源汽车市场竞争没有完全培育起来，配套零部件企业投入多，市场培育仍需时日。
电机市场需求将达500亿~1000亿
“从新能源汽车目前的发展态势看，虽然体量小，但未来增量空间大。” 李成忠说。根据国家新能源汽车产能规划，到2020年新能源汽车达500万辆，目前看还是有可能的。我国新能源汽车电机系统占整车成本接近15%，近几年各大汽车企业加大在新能源汽车领域的布局，市场发展空间巨大。某机构测算，预计到2020年新能源汽车电机驱动系统的市场需求将达500亿~1000亿元人民币。
李成忠表示：“新能源汽车是国家大力扶持的项目，我们在新能源汽车领域有长期发展规划。”云意电气是国内车用整流器、调节器龙头企业，深耕中高档乘用车OEM/AM市场。此次收购的上海力信具有永磁同步电机及控制器核心技术能力，配套金龙 、海格等主流客车厂，技术成熟、客户稳定，其新能源车用电机及控制系统产业化项目等将成为云意电气新的利润增长点。
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【干货】动力电池系统失效模式分析
机械自动化类 回锅肉 2016-09-27 10:21 发表了文章
随着电动汽车的快速发展，如何解决电动汽车所带来的安全问题，又成为汽车行业新的话题和难点。动力电池系统作为电动汽车的动力来源（或动力来源之一），其安全性和可靠性已成为公众最为关注的焦点。
研究动力电池系统的失效模式对提高电池寿命、电动车辆的安全性和可靠性、降低电动车使用成本有至关重要的意义。本文从动力电池系统外在表现失效模式探索和后果进行分析并提出相应处理措施。在动力电池系统设计时考虑各种失效模式以提高动力电池安全性。
动力电池系统通常由电芯、电池管理系统、Pack系统含功能元器件、线束、结构件等相关组建构成。动力电池系统失效模式，可以分为三种不同层级的失效模式，即电芯失效模式、电池管理系统失效模式、Pack系统集成失效模式。
一、电芯失效模式
电芯的失效模式又可分为安全性失效模式和非安全性失效模式。电芯安全性失效主要有以下几点：
1、电芯内部正负极短路：
电池内短路是由电芯内部引起的，引起电池内短路的原因有很多，可能是由于电芯生产过程中缺陷导致或是因为长期振动外力导致电芯变形所致。一旦发生严重内短路，无法阻止控制，外部保险不起作用，肯定会发生冒烟或燃烧。
如果遭遇到该情况，我们能做的就是第一时间通知车上人员逃生。对于电池内部短路问题，目前为止电池厂家没有办法在出厂时100%将有可能发生内短路的电芯筛选出来，只能在后期充分做好检测以将发生内短路的概率降低。
2、电池单体漏液：
这是非常危险，也是非常常见的失效模式。电动汽车着火的事故很多都是因为电池漏液造成的。电池漏液的有原因有：外力损伤；碰撞、安装不规范造成密封结构被破坏；制造原因：焊接缺陷、封合胶量不足造成密封性能不好等。
电池漏液后整个电池包的绝缘失效，单点绝缘失效问题不大，如果有两点或以上绝缘失效会发生外短路。从实际应用情况来看，软包和塑壳电芯相比金属壳单体更容易发生漏液情况导致绝缘失效。
3、电池负极析锂：
电池使用不当，过充电、低温充电、大电流充电都会导致电池负极析锂。国内大部分厂家生产的磷酸铁锂或三元电池在0摄氏度以下充电都会发生析锂，0摄氏度以上根据电芯特性只能小电流充电。发生负极析锂后，锂金属不可还原，导致电池容量不可逆衰减。析锂达到一定严重程度，形成锂枝晶，刺穿隔膜发生内短路。所以动力电池在使用时应该严禁低温下进行充电。
4、电芯胀气鼓胀：
产生胀气的原因很多，主要是因为电池内部发生副反应产生气体，最为典型的是与水发生副反应。胀气问题可以通过在电芯生产过程严格控制水分可以避免。一旦发生电池胀气就会发生漏液等情况。
以上几种失效模式是非常严重的问题，可能会造成人员伤亡。即使一个电芯使用1、2年没有问题，并不代表这个电芯以后没有问题，使用越久的电池失效的风险越大。
电芯的非安全性失效只是影响使用性能，主要有以下几点：
1、容量一致性差：
动力电池的不一致性通常是指一组电池内电池的剩余容量差异过大、电压差异过大，引起电池续航能力变差。引起电池间一致性变差的原因是多个方面的，包括电池的生产制造工艺，电池的存放时间长短，电池组充放电期间的的温度差异，充放电电流大小等。
目前解决方法主要是提高电池的生产制造工艺控制水平，从生产关尽可能保证电池的一致性，使用同一批次电池进行配组。这种方法有一定效果，但无法根治，电池组使用一段时间后一致性差的问题还会出现，电池组发生不一致性问题后，如果不能及时处理，问题会愈加严重，甚至会发生危险。
2、自放电过大：
电池制造时杂质造成的微短路所引起的不可逆反应是造成个别电池自放电偏大的最主要原因。在大多电池生产厂家对电池的自放电微小时都可忽略，由于电池在长时间的充放电及搁置过程中，随环境条件发生化学反应，引起电池大自放电现象，这使电池电量降低，性能低下，不能满足使用需求。
3、低温放电容量减少：
随着温度的降低，电解液低温性能不好，参与反应不够，电解液电导率降低而导致电池电阻增大，电压平台降低，容量也降低。目前各厂家电池-20度下的放电容量基本在额定容量的70%~75%。低温下电池放电容量减少，且放电性能差，影响电动汽车的使用性能和续驶里程。
4、电池容量衰减：
电池容置衰减主要来自于活性锂离子的损失以及电极活性材料的损失。正极活性材料层状结构规整度下降，负极活性材料上沉积钝化膜，石墨化程度降低，隔膜孔隙率下降，导致电池电荷传递阻抗增大。脱嵌锂能力下降，从而导致容量的损失。
电池容量衰减是电池不可避免的问题。但是目前电池厂家应该首要解决前面安全性失效问题和电池一致性问题，在这个基础上再考虑延长电池的循环寿命。
二、BMS失效模式
电池的单体失效不仅和电池本身有关，也和电池管理系统BMS失效有关。BMS失效模式也会造成严重的事故有以下几类：
1、BMS电压检测失效导致电池过充电或过放电：
连接、压线过程或接触不良导致电压检测线失效，BMS没有电压信息，充电时该停止时没有停止。电池过充会着火、爆炸，磷酸铁锂过充至5V以上大部分只是冒烟，但是三元电池一旦过充，会发生爆炸。
而且，过充电容易导致锂离子电池中的电解液分解释放出气体，从而导致电池鼓胀，严重的话甚至会冒烟起火；电池过放电会导致电池正极材料分子结构损坏，从而导致充不进去电；同时电池电压过低造成电解液分解，干涸发生析锂，回到电池内短路问题。在系统设计时应该选用可靠的电压采集线，在生产过程中严格管控，杜绝电压采集线的失效。
2、BMS电流检测失效
霍尔传感器失效，BMS采集不到电流，SOC无法计算，偏差大。电流检测失效可能导致充电电流过大。充电电流大，电芯内部发热大，温度超过一定温度，会使隔膜固化容量衰减，严重影响电池寿命。
3、BMS温度检测失效
温度检测失效导致电池工作使用温度过高，电池发生不可逆反应，对电池容量、内阻有很大影响。电芯日历寿命跟温度直接相关，45度时的循环次数是25度时的一半，另外温度过高电池易发生鼓胀、漏液，爆炸等问题，因此在电池使用过程中要严格控制电池的温度在20-45摄氏度之间，除能有效提高电池的使用寿命和可靠性之外还能有效避免电池低温充电析锂造成的短路以及高温热失控。
4、绝缘监测失效：
在动力电池系统发生变形或漏液的情况下都会发生绝缘失效，如果BMS没有被检测出来，有可能发生人员触电。因此BMS系统对监测的传感器要求应该是最高的，避免监测系统失效可以极大地提高动力电池的安全性。
5、电磁兼容问题通讯失效：
对BMS系统来说，电磁兼容主要考核它抗电磁干扰能力。电磁干扰会导致BMS通讯失效，引发以上几个问题。
6、SOC估算偏差大：
目前所有BMS厂家普遍存在的问题，只偏差大小的差别。基本上目前的检验标准要求都是5%以内，大部分厂家BMS应该都很难达到，因为实际使用中SOC误差会越来越大，因为使用环境更加的复杂，影响精度的条件更多。
三、Pack系统集成失效模式
1、汇流排的失效：
如果是螺栓连接，在后期使用过程中，螺栓氧化脱落或振动导致螺栓松了都会导致导体连接处产生大量的热，极端情况下会导致动力电池着火。因此绝大部分动力电池系统生产厂家在Pack设计时电芯与电芯连接或模块与模块连接处采用激光焊接，或在连接处增加温度传感器通过检测的手段避免汇流排的失效。
2、动力电池系统主回路连接器失效：
动力电池系统高压线通过连接器与外部高压系统相连。连接器性能不可靠，在振动下发生虚接，产生高温烧蚀连接器。一般来说连接器温度超过90度就会发生连接失效。因此在系统设计时连接器需要增加高压互锁功能，或在连接器附进加温度传感器，时刻监测连接器的温度以防止连接器的失效。
3、高压接触器粘黏：
接触器有一定次数的带载断开，大部分接触器在大电流带载闭合时烧蚀。在系统设计一般采用双继电器方案，按照先后顺序闭合控制以避免高压接触器粘黏。
4、熔断器过流保护失效：
高压系统部件中的熔断器的选型匹配，梯度先断哪个后断哪个需要综合考虑。振动或外部受到碰撞挤压导致动力电池发生形变，密封失效，IP等级降低，因此在系统设计时需要考率电池箱结构的碰撞防护。
根据以上动力电池系统的各种失效模式，科研人员和电池厂商需要通过不断改进工艺和技术提高锂电池电芯的安全性，BMS系统厂商要充分了解电池的性能，基于动力电池的安全设计原则，设计出安全可靠的电池系统，同时正确的使用是保障电池安全性的最终屏障。使用者要正确使用动力电池系统，杜绝机械滥用、热滥用和电滥用，切实提高电动汽车的安全性和可靠性。
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研究动力电池系统的失效模式对提高电池寿命、电动车辆的安全性和可靠性、降低电动车使用成本有至关重要的意义。本文从动力电池系统外在表现失效模式探索和后果进行分析并提出相应处理措施。在动力电池系统设计时考虑各种失效模式以提高动力电池安全性。
动力电池系统通常由电芯、电池管理系统、Pack系统含功能元器件、线束、结构件等相关组建构成。动力电池系统失效模式，可以分为三种不同层级的失效模式，即电芯失效模式、电池管理系统失效模式、Pack系统集成失效模式。
一、电芯失效模式
电芯的失效模式又可分为安全性失效模式和非安全性失效模式。电芯安全性失效主要有以下几点：
1、电芯内部正负极短路：
电池内短路是由电芯内部引起的，引起电池内短路的原因有很多，可能是由于电芯生产过程中缺陷导致或是因为长期振动外力导致电芯变形所致。一旦发生严重内短路，无法阻止控制，外部保险不起作用，肯定会发生冒烟或燃烧。
如果遭遇到该情况，我们能做的就是第一时间通知车上人员逃生。对于电池内部短路问题，目前为止电池厂家没有办法在出厂时100%将有可能发生内短路的电芯筛选出来，只能在后期充分做好检测以将发生内短路的概率降低。
2、电池单体漏液：
这是非常危险，也是非常常见的失效模式。电动汽车着火的事故很多都是因为电池漏液造成的。电池漏液的有原因有：外力损伤；碰撞、安装不规范造成密封结构被破坏；制造原因：焊接缺陷、封合胶量不足造成密封性能不好等。
电池漏液后整个电池包的绝缘失效，单点绝缘失效问题不大，如果有两点或以上绝缘失效会发生外短路。从实际应用情况来看，软包和塑壳电芯相比金属壳单体更容易发生漏液情况导致绝缘失效。
3、电池负极析锂：
电池使用不当，过充电、低温充电、大电流充电都会导致电池负极析锂。国内大部分厂家生产的磷酸铁锂或三元电池在0摄氏度以下充电都会发生析锂，0摄氏度以上根据电芯特性只能小电流充电。发生负极析锂后，锂金属不可还原，导致电池容量不可逆衰减。析锂达到一定严重程度，形成锂枝晶，刺穿隔膜发生内短路。所以动力电池在使用时应该严禁低温下进行充电。
4、电芯胀气鼓胀：
产生胀气的原因很多，主要是因为电池内部发生副反应产生气体，最为典型的是与水发生副反应。胀气问题可以通过在电芯生产过程严格控制水分可以避免。一旦发生电池胀气就会发生漏液等情况。
以上几种失效模式是非常严重的问题，可能会造成人员伤亡。即使一个电芯使用1、2年没有问题，并不代表这个电芯以后没有问题，使用越久的电池失效的风险越大。
电芯的非安全性失效只是影响使用性能，主要有以下几点：
1、容量一致性差：
动力电池的不一致性通常是指一组电池内电池的剩余容量差异过大、电压差异过大，引起电池续航能力变差。引起电池间一致性变差的原因是多个方面的，包括电池的生产制造工艺，电池的存放时间长短，电池组充放电期间的的温度差异，充放电电流大小等。
目前解决方法主要是提高电池的生产制造工艺控制水平，从生产关尽可能保证电池的一致性，使用同一批次电池进行配组。这种方法有一定效果，但无法根治，电池组使用一段时间后一致性差的问题还会出现，电池组发生不一致性问题后，如果不能及时处理，问题会愈加严重，甚至会发生危险。
2、自放电过大：
电池制造时杂质造成的微短路所引起的不可逆反应是造成个别电池自放电偏大的最主要原因。在大多电池生产厂家对电池的自放电微小时都可忽略，由于电池在长时间的充放电及搁置过程中，随环境条件发生化学反应，引起电池大自放电现象，这使电池电量降低，性能低下，不能满足使用需求。
3、低温放电容量减少：
随着温度的降低，电解液低温性能不好，参与反应不够，电解液电导率降低而导致电池电阻增大，电压平台降低，容量也降低。目前各厂家电池-20度下的放电容量基本在额定容量的70%~75%。低温下电池放电容量减少，且放电性能差，影响电动汽车的使用性能和续驶里程。
4、电池容量衰减：
电池容置衰减主要来自于活性锂离子的损失以及电极活性材料的损失。正极活性材料层状结构规整度下降，负极活性材料上沉积钝化膜，石墨化程度降低，隔膜孔隙率下降，导致电池电荷传递阻抗增大。脱嵌锂能力下降，从而导致容量的损失。
电池容量衰减是电池不可避免的问题。但是目前电池厂家应该首要解决前面安全性失效问题和电池一致性问题，在这个基础上再考虑延长电池的循环寿命。
二、BMS失效模式
电池的单体失效不仅和电池本身有关，也和电池管理系统BMS失效有关。BMS失效模式也会造成严重的事故有以下几类：
1、BMS电压检测失效导致电池过充电或过放电：
连接、压线过程或接触不良导致电压检测线失效，BMS没有电压信息，充电时该停止时没有停止。电池过充会着火、爆炸，磷酸铁锂过充至5V以上大部分只是冒烟，但是三元电池一旦过充，会发生爆炸。
而且，过充电容易导致锂离子电池中的电解液分解释放出气体，从而导致电池鼓胀，严重的话甚至会冒烟起火；电池过放电会导致电池正极材料分子结构损坏，从而导致充不进去电；同时电池电压过低造成电解液分解，干涸发生析锂，回到电池内短路问题。在系统设计时应该选用可靠的电压采集线，在生产过程中严格管控，杜绝电压采集线的失效。
2、BMS电流检测失效
霍尔传感器失效，BMS采集不到电流，SOC无法计算，偏差大。电流检测失效可能导致充电电流过大。充电电流大，电芯内部发热大，温度超过一定温度，会使隔膜固化容量衰减，严重影响电池寿命。
3、BMS温度检测失效
温度检测失效导致电池工作使用温度过高，电池发生不可逆反应，对电池容量、内阻有很大影响。电芯日历寿命跟温度直接相关，45度时的循环次数是25度时的一半，另外温度过高电池易发生鼓胀、漏液，爆炸等问题，因此在电池使用过程中要严格控制电池的温度在20-45摄氏度之间，除能有效提高电池的使用寿命和可靠性之外还能有效避免电池低温充电析锂造成的短路以及高温热失控。
4、绝缘监测失效：
在动力电池系统发生变形或漏液的情况下都会发生绝缘失效，如果BMS没有被检测出来，有可能发生人员触电。因此BMS系统对监测的传感器要求应该是最高的，避免监测系统失效可以极大地提高动力电池的安全性。
5、电磁兼容问题通讯失效：
对BMS系统来说，电磁兼容主要考核它抗电磁干扰能力。电磁干扰会导致BMS通讯失效，引发以上几个问题。
6、SOC估算偏差大：
目前所有BMS厂家普遍存在的问题，只偏差大小的差别。基本上目前的检验标准要求都是5%以内，大部分厂家BMS应该都很难达到，因为实际使用中SOC误差会越来越大，因为使用环境更加的复杂，影响精度的条件更多。
三、Pack系统集成失效模式
1、汇流排的失效：
如果是螺栓连接，在后期使用过程中，螺栓氧化脱落或振动导致螺栓松了都会导致导体连接处产生大量的热，极端情况下会导致动力电池着火。因此绝大部分动力电池系统生产厂家在Pack设计时电芯与电芯连接或模块与模块连接处采用激光焊接，或在连接处增加温度传感器通过检测的手段避免汇流排的失效。
2、动力电池系统主回路连接器失效：
动力电池系统高压线通过连接器与外部高压系统相连。连接器性能不可靠，在振动下发生虚接，产生高温烧蚀连接器。一般来说连接器温度超过90度就会发生连接失效。因此在系统设计时连接器需要增加高压互锁功能，或在连接器附进加温度传感器，时刻监测连接器的温度以防止连接器的失效。
3、高压接触器粘黏：
接触器有一定次数的带载断开，大部分接触器在大电流带载闭合时烧蚀。在系统设计一般采用双继电器方案，按照先后顺序闭合控制以避免高压接触器粘黏。
4、熔断器过流保护失效：
高压系统部件中的熔断器的选型匹配，梯度先断哪个后断哪个需要综合考虑。振动或外部受到碰撞挤压导致动力电池发生形变，密封失效，IP等级降低，因此在系统设计时需要考率电池箱结构的碰撞防护。
根据以上动力电池系统的各种失效模式，科研人员和电池厂商需要通过不断改进工艺和技术提高锂电池电芯的安全性，BMS系统厂商要充分了解电池的性能，基于动力电池的安全设计原则，设计出安全可靠的电池系统，同时正确的使用是保障电池安全性的最终屏障。使用者要正确使用动力电池系统，杜绝机械滥用、热滥用和电滥用，切实提高电动汽车的安全性和可靠性。
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随着电动汽车的快速发展，如何解决电动汽车所带来的安全问题，又成为汽车行业新的话题和难点。动力电池系统作为电动汽车的动力来源（或动力来源之一），其安全性和可靠性已成为公众最为关注的焦点。
研究动力电池系统的失效模式对提高电池寿命、电动车辆的安全性和可靠性、降低电动车使用成本有至关重要的意义。本文从动力电池系统外在表现失效模式探索和后果进行分析并提出相应处理措施。在动力电池系统设计时考虑各种失效模式以提高动力电池安全性。
动力电池系统通常由电芯、电池管理系统、Pack系统含功能元器件、线束、结构件等相关组建构成。动力电池系统失效模式，可以分为三种不同层级的失效模式，即电芯失效模式、电池管理系统失效模式、Pack系统集成失效模式。
一、电芯失效模式
电芯的失效模式又可分为安全性失效模式和非安全性失效模式。电芯安全性失效主要有以下几点：
1、电芯内部正负极短路：
电池内短路是由电芯内部引起的，引起电池内短路的原因有很多，可能是由于电芯生产过程中缺陷导致或是因为长期振动外力导致电芯变形所致。一旦发生严重内短路，无法阻止控制，外部保险不起作用，肯定会发生冒烟或燃烧。
如果遭遇到该情况，我们能做的就是第一时间通知车上人员逃生。对于电池内部短路问题，目前为止电池厂家没有办法在出厂时100%将有可能发生内短路的电芯筛选出来，只能在后期充分做好检测以将发生内短路的概率降低。
2、电池单体漏液：
这是非常危险，也是非常常见的失效模式。电动汽车着火的事故很多都是因为电池漏液造成的。电池漏液的有原因有：外力损伤；碰撞、安装不规范造成密封结构被破坏；制造原因：焊接缺陷、封合胶量不足造成密封性能不好等。
电池漏液后整个电池包的绝缘失效，单点绝缘失效问题不大，如果有两点或以上绝缘失效会发生外短路。从实际应用情况来看，软包和塑壳电芯相比金属壳单体更容易发生漏液情况导致绝缘失效。
3、电池负极析锂：
电池使用不当，过充电、低温充电、大电流充电都会导致电池负极析锂。国内大部分厂家生产的磷酸铁锂或三元电池在0摄氏度以下充电都会发生析锂，0摄氏度以上根据电芯特性只能小电流充电。发生负极析锂后，锂金属不可还原，导致电池容量不可逆衰减。析锂达到一定严重程度，形成锂枝晶，刺穿隔膜发生内短路。所以动力电池在使用时应该严禁低温下进行充电。
4、电芯胀气鼓胀：
产生胀气的原因很多，主要是因为电池内部发生副反应产生气体，最为典型的是与水发生副反应。胀气问题可以通过在电芯生产过程严格控制水分可以避免。一旦发生电池胀气就会发生漏液等情况。
以上几种失效模式是非常严重的问题，可能会造成人员伤亡。即使一个电芯使用1、2年没有问题，并不代表这个电芯以后没有问题，使用越久的电池失效的风险越大。
电芯的非安全性失效只是影响使用性能，主要有以下几点：
1、容量一致性差：
动力电池的不一致性通常是指一组电池内电池的剩余容量差异过大、电压差异过大，引起电池续航能力变差。引起电池间一致性变差的原因是多个方面的，包括电池的生产制造工艺，电池的存放时间长短，电池组充放电期间的的温度差异，充放电电流大小等。
目前解决方法主要是提高电池的生产制造工艺控制水平，从生产关尽可能保证电池的一致性，使用同一批次电池进行配组。这种方法有一定效果，但无法根治，电池组使用一段时间后一致性差的问题还会出现，电池组发生不一致性问题后，如果不能及时处理，问题会愈加严重，甚至会发生危险。
2、自放电过大：
电池制造时杂质造成的微短路所引起的不可逆反应是造成个别电池自放电偏大的最主要原因。在大多电池生产厂家对电池的自放电微小时都可忽略，由于电池在长时间的充放电及搁置过程中，随环境条件发生化学反应，引起电池大自放电现象，这使电池电量降低，性能低下，不能满足使用需求。
3、低温放电容量减少：
随着温度的降低，电解液低温性能不好，参与反应不够，电解液电导率降低而导致电池电阻增大，电压平台降低，容量也降低。目前各厂家电池-20度下的放电容量基本在额定容量的70%~75%。低温下电池放电容量减少，且放电性能差，影响电动汽车的使用性能和续驶里程。
4、电池容量衰减：
电池容置衰减主要来自于活性锂离子的损失以及电极活性材料的损失。正极活性材料层状结构规整度下降，负极活性材料上沉积钝化膜，石墨化程度降低，隔膜孔隙率下降，导致电池电荷传递阻抗增大。脱嵌锂能力下降，从而导致容量的损失。
电池容量衰减是电池不可避免的问题。但是目前电池厂家应该首要解决前面安全性失效问题和电池一致性问题，在这个基础上再考虑延长电池的循环寿命。
二、BMS失效模式
电池的单体失效不仅和电池本身有关，也和电池管理系统BMS失效有关。BMS失效模式也会造成严重的事故有以下几类：
1、BMS电压检测失效导致电池过充电或过放电：
连接、压线过程或接触不良导致电压检测线失效，BMS没有电压信息，充电时该停止时没有停止。电池过充会着火、爆炸，磷酸铁锂过充至5V以上大部分只是冒烟，但是三元电池一旦过充，会发生爆炸。
而且，过充电容易导致锂离子电池中的电解液分解释放出气体，从而导致电池鼓胀，严重的话甚至会冒烟起火；电池过放电会导致电池正极材料分子结构损坏，从而导致充不进去电；同时电池电压过低造成电解液分解，干涸发生析锂，回到电池内短路问题。在系统设计时应该选用可靠的电压采集线，在生产过程中严格管控，杜绝电压采集线的失效。
2、BMS电流检测失效
霍尔传感器失效，BMS采集不到电流，SOC无法计算，偏差大。电流检测失效可能导致充电电流过大。充电电流大，电芯内部发热大，温度超过一定温度，会使隔膜固化容量衰减，严重影响电池寿命。
3、BMS温度检测失效
温度检测失效导致电池工作使用温度过高，电池发生不可逆反应，对电池容量、内阻有很大影响。电芯日历寿命跟温度直接相关，45度时的循环次数是25度时的一半，另外温度过高电池易发生鼓胀、漏液，爆炸等问题，因此在电池使用过程中要严格控制电池的温度在20-45摄氏度之间，除能有效提高电池的使用寿命和可靠性之外还能有效避免电池低温充电析锂造成的短路以及高温热失控。
4、绝缘监测失效：
在动力电池系统发生变形或漏液的情况下都会发生绝缘失效，如果BMS没有被检测出来，有可能发生人员触电。因此BMS系统对监测的传感器要求应该是最高的，避免监测系统失效可以极大地提高动力电池的安全性。
5、电磁兼容问题通讯失效：
对BMS系统来说，电磁兼容主要考核它抗电磁干扰能力。电磁干扰会导致BMS通讯失效，引发以上几个问题。
6、SOC估算偏差大：
目前所有BMS厂家普遍存在的问题，只偏差大小的差别。基本上目前的检验标准要求都是5%以内，大部分厂家BMS应该都很难达到，因为实际使用中SOC误差会越来越大，因为使用环境更加的复杂，影响精度的条件更多。
三、Pack系统集成失效模式
1、汇流排的失效：
如果是螺栓连接，在后期使用过程中，螺栓氧化脱落或振动导致螺栓松了都会导致导体连接处产生大量的热，极端情况下会导致动力电池着火。因此绝大部分动力电池系统生产厂家在Pack设计时电芯与电芯连接或模块与模块连接处采用激光焊接，或在连接处增加温度传感器通过检测的手段避免汇流排的失效。
2、动力电池系统主回路连接器失效：
动力电池系统高压线通过连接器与外部高压系统相连。连接器性能不可靠，在振动下发生虚接，产生高温烧蚀连接器。一般来说连接器温度超过90度就会发生连接失效。因此在系统设计时连接器需要增加高压互锁功能，或在连接器附进加温度传感器，时刻监测连接器的温度以防止连接器的失效。
3、高压接触器粘黏：
接触器有一定次数的带载断开，大部分接触器在大电流带载闭合时烧蚀。在系统设计一般采用双继电器方案，按照先后顺序闭合控制以避免高压接触器粘黏。
4、熔断器过流保护失效：
高压系统部件中的熔断器的选型匹配，梯度先断哪个后断哪个需要综合考虑。振动或外部受到碰撞挤压导致动力电池发生形变，密封失效，IP等级降低，因此在系统设计时需要考率电池箱结构的碰撞防护。
根据以上动力电池系统的各种失效模式，科研人员和电池厂商需要通过不断改进工艺和技术提高锂电池电芯的安全性，BMS系统厂商要充分了解电池的性能，基于动力电池的安全设计原则，设计出安全可靠的电池系统，同时正确的使用是保障电池安全性的最终屏障。使用者要正确使用动力电池系统，杜绝机械滥用、热滥用和电滥用，切实提高电动汽车的安全性和可靠性。
来源：网络
研究动力电池系统的失效模式对提高电池寿命、电动车辆的安全性和可靠性、降低电动车使用成本有至关重要的意义。本文从动力电池系统外在表现失效模式探索和后果进行分析并提出相应处理措施。在动力电池系统设计时考虑各种失效模式以提高动力电池安全性。
动力电池系统通常由电芯、电池管理系统、Pack系统含功能元器件、线束、结构件等相关组建构成。动力电池系统失效模式，可以分为三种不同层级的失效模式，即电芯失效模式、电池管理系统失效模式、Pack系统集成失效模式。
一、电芯失效模式
电芯的失效模式又可分为安全性失效模式和非安全性失效模式。电芯安全性失效主要有以下几点：
1、电芯内部正负极短路：
电池内短路是由电芯内部引起的，引起电池内短路的原因有很多，可能是由于电芯生产过程中缺陷导致或是因为长期振动外力导致电芯变形所致。一旦发生严重内短路，无法阻止控制，外部保险不起作用，肯定会发生冒烟或燃烧。
如果遭遇到该情况，我们能做的就是第一时间通知车上人员逃生。对于电池内部短路问题，目前为止电池厂家没有办法在出厂时100%将有可能发生内短路的电芯筛选出来，只能在后期充分做好检测以将发生内短路的概率降低。
2、电池单体漏液：
这是非常危险，也是非常常见的失效模式。电动汽车着火的事故很多都是因为电池漏液造成的。电池漏液的有原因有：外力损伤；碰撞、安装不规范造成密封结构被破坏；制造原因：焊接缺陷、封合胶量不足造成密封性能不好等。
电池漏液后整个电池包的绝缘失效，单点绝缘失效问题不大，如果有两点或以上绝缘失效会发生外短路。从实际应用情况来看，软包和塑壳电芯相比金属壳单体更容易发生漏液情况导致绝缘失效。
3、电池负极析锂：
电池使用不当，过充电、低温充电、大电流充电都会导致电池负极析锂。国内大部分厂家生产的磷酸铁锂或三元电池在0摄氏度以下充电都会发生析锂，0摄氏度以上根据电芯特性只能小电流充电。发生负极析锂后，锂金属不可还原，导致电池容量不可逆衰减。析锂达到一定严重程度，形成锂枝晶，刺穿隔膜发生内短路。所以动力电池在使用时应该严禁低温下进行充电。
4、电芯胀气鼓胀：
产生胀气的原因很多，主要是因为电池内部发生副反应产生气体，最为典型的是与水发生副反应。胀气问题可以通过在电芯生产过程严格控制水分可以避免。一旦发生电池胀气就会发生漏液等情况。
以上几种失效模式是非常严重的问题，可能会造成人员伤亡。即使一个电芯使用1、2年没有问题，并不代表这个电芯以后没有问题，使用越久的电池失效的风险越大。
电芯的非安全性失效只是影响使用性能，主要有以下几点：
1、容量一致性差：
动力电池的不一致性通常是指一组电池内电池的剩余容量差异过大、电压差异过大，引起电池续航能力变差。引起电池间一致性变差的原因是多个方面的，包括电池的生产制造工艺，电池的存放时间长短，电池组充放电期间的的温度差异，充放电电流大小等。
目前解决方法主要是提高电池的生产制造工艺控制水平，从生产关尽可能保证电池的一致性，使用同一批次电池进行配组。这种方法有一定效果，但无法根治，电池组使用一段时间后一致性差的问题还会出现，电池组发生不一致性问题后，如果不能及时处理，问题会愈加严重，甚至会发生危险。
2、自放电过大：
电池制造时杂质造成的微短路所引起的不可逆反应是造成个别电池自放电偏大的最主要原因。在大多电池生产厂家对电池的自放电微小时都可忽略，由于电池在长时间的充放电及搁置过程中，随环境条件发生化学反应，引起电池大自放电现象，这使电池电量降低，性能低下，不能满足使用需求。
3、低温放电容量减少：
随着温度的降低，电解液低温性能不好，参与反应不够，电解液电导率降低而导致电池电阻增大，电压平台降低，容量也降低。目前各厂家电池-20度下的放电容量基本在额定容量的70%~75%。低温下电池放电容量减少，且放电性能差，影响电动汽车的使用性能和续驶里程。
4、电池容量衰减：
电池容置衰减主要来自于活性锂离子的损失以及电极活性材料的损失。正极活性材料层状结构规整度下降，负极活性材料上沉积钝化膜，石墨化程度降低，隔膜孔隙率下降，导致电池电荷传递阻抗增大。脱嵌锂能力下降，从而导致容量的损失。
电池容量衰减是电池不可避免的问题。但是目前电池厂家应该首要解决前面安全性失效问题和电池一致性问题，在这个基础上再考虑延长电池的循环寿命。
二、BMS失效模式
电池的单体失效不仅和电池本身有关，也和电池管理系统BMS失效有关。BMS失效模式也会造成严重的事故有以下几类：
1、BMS电压检测失效导致电池过充电或过放电：
连接、压线过程或接触不良导致电压检测线失效，BMS没有电压信息，充电时该停止时没有停止。电池过充会着火、爆炸，磷酸铁锂过充至5V以上大部分只是冒烟，但是三元电池一旦过充，会发生爆炸。
而且，过充电容易导致锂离子电池中的电解液分解释放出气体，从而导致电池鼓胀，严重的话甚至会冒烟起火；电池过放电会导致电池正极材料分子结构损坏，从而导致充不进去电；同时电池电压过低造成电解液分解，干涸发生析锂，回到电池内短路问题。在系统设计时应该选用可靠的电压采集线，在生产过程中严格管控，杜绝电压采集线的失效。
2、BMS电流检测失效
霍尔传感器失效，BMS采集不到电流，SOC无法计算，偏差大。电流检测失效可能导致充电电流过大。充电电流大，电芯内部发热大，温度超过一定温度，会使隔膜固化容量衰减，严重影响电池寿命。
3、BMS温度检测失效
温度检测失效导致电池工作使用温度过高，电池发生不可逆反应，对电池容量、内阻有很大影响。电芯日历寿命跟温度直接相关，45度时的循环次数是25度时的一半，另外温度过高电池易发生鼓胀、漏液，爆炸等问题，因此在电池使用过程中要严格控制电池的温度在20-45摄氏度之间，除能有效提高电池的使用寿命和可靠性之外还能有效避免电池低温充电析锂造成的短路以及高温热失控。
4、绝缘监测失效：
在动力电池系统发生变形或漏液的情况下都会发生绝缘失效，如果BMS没有被检测出来，有可能发生人员触电。因此BMS系统对监测的传感器要求应该是最高的，避免监测系统失效可以极大地提高动力电池的安全性。
5、电磁兼容问题通讯失效：
对BMS系统来说，电磁兼容主要考核它抗电磁干扰能力。电磁干扰会导致BMS通讯失效，引发以上几个问题。
6、SOC估算偏差大：
目前所有BMS厂家普遍存在的问题，只偏差大小的差别。基本上目前的检验标准要求都是5%以内，大部分厂家BMS应该都很难达到，因为实际使用中SOC误差会越来越大，因为使用环境更加的复杂，影响精度的条件更多。
三、Pack系统集成失效模式
1、汇流排的失效：
如果是螺栓连接，在后期使用过程中，螺栓氧化脱落或振动导致螺栓松了都会导致导体连接处产生大量的热，极端情况下会导致动力电池着火。因此绝大部分动力电池系统生产厂家在Pack设计时电芯与电芯连接或模块与模块连接处采用激光焊接，或在连接处增加温度传感器通过检测的手段避免汇流排的失效。
2、动力电池系统主回路连接器失效：
动力电池系统高压线通过连接器与外部高压系统相连。连接器性能不可靠，在振动下发生虚接，产生高温烧蚀连接器。一般来说连接器温度超过90度就会发生连接失效。因此在系统设计时连接器需要增加高压互锁功能，或在连接器附进加温度传感器，时刻监测连接器的温度以防止连接器的失效。
3、高压接触器粘黏：
接触器有一定次数的带载断开，大部分接触器在大电流带载闭合时烧蚀。在系统设计一般采用双继电器方案，按照先后顺序闭合控制以避免高压接触器粘黏。
4、熔断器过流保护失效：
高压系统部件中的熔断器的选型匹配，梯度先断哪个后断哪个需要综合考虑。振动或外部受到碰撞挤压导致动力电池发生形变，密封失效，IP等级降低，因此在系统设计时需要考率电池箱结构的碰撞防护。
根据以上动力电池系统的各种失效模式，科研人员和电池厂商需要通过不断改进工艺和技术提高锂电池电芯的安全性，BMS系统厂商要充分了解电池的性能，基于动力电池的安全设计原则，设计出安全可靠的电池系统，同时正确的使用是保障电池安全性的最终屏障。使用者要正确使用动力电池系统，杜绝机械滥用、热滥用和电滥用，切实提高电动汽车的安全性和可靠性。
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