繼續(xù)電池危害風(fēng)險(xiǎn)分析的話題【參見：動(dòng)力電池危害模式和風(fēng)險(xiǎn)降低分析方法HMRMA（一）】，前面主要介紹了危害模式和風(fēng)險(xiǎn)分析的一些定義和風(fēng)險(xiǎn)的相關(guān)計(jì)算，這里繼續(xù)說(shuō)一下危害的檢測(cè)和控制（Hazard Detection and Control）。

指示器（Indicators）

這里的指示器是指可觀測(cè)到的危害的跡象、信號(hào)，或者是危害發(fā)生前的其他信息。這里的關(guān)鍵詞是“危害開始之前”，當(dāng)然也可以擴(kuò)展到“危害發(fā)生過(guò)程中”，以及“一個(gè)危害引發(fā)另一個(gè)危害之前”（這通常具有一個(gè)較高的嚴(yán)重度S）。指示器可以是不同的東西，可以是硬件、軟件。例如：

• 溫度傳感器，檢測(cè)過(guò)溫的情況

• SOC算法，可以用于過(guò)充情況的檢測(cè)

• 互鎖回路，用于檢測(cè)高壓線路的連接完整性

控制（Controls）

控制是通過(guò)先占（先發(fā)制人，屬于搶占機(jī)制，即該機(jī)制處于更高優(yōu)先級(jí)，優(yōu)于下一個(gè)機(jī)制先發(fā)生，這是主動(dòng)機(jī)制）、或至少是預(yù)防（此時(shí)置信水平L=0）的方式來(lái)減少危害發(fā)生或發(fā)生可能性的各種方法?！翱刂啤焙汀爸甘酒鳌笔蔷o密結(jié)合的，通常，“指示器”負(fù)責(zé)提供潛在危險(xiǎn)情況的信號(hào)，然后“控制”做出相應(yīng)的行動(dòng)來(lái)中斷危險(xiǎn)事件的發(fā)展。

“控制”分為兩大類：

1) 控制可以是用于阻止事件向著危險(xiǎn)情況發(fā)展的方法。這些方法可以是某一種工具、設(shè)備，或者某一種設(shè)計(jì)等。例如

a) 單體電池的泄氣閥。當(dāng)單體電池內(nèi)部的壓力達(dá)到一定累積之后，泄氣閥可以被觸發(fā)，釋放內(nèi)部壓力，防止內(nèi)部壓力累積達(dá)到危險(xiǎn)的程度。

b) 高壓繼電器。當(dāng)諸如短路等事件發(fā)生時(shí)，繼電器可以切斷高壓電路，防止了因短路可能造成的電池放熱事件。

c) 防撞保護(hù)設(shè)計(jì)。將電池包的安裝位置設(shè)計(jì)在防撞區(qū)域，防止汽車事故中電池被碰撞。

2) 控制可以是用于處理、預(yù)防、規(guī)避危害情況的流程和培訓(xùn)。

危害控制值（Hazard Control Number）

控制的影響用0-1之間的數(shù)值表示，稱作危害控制值HCN。HCN=1表示沒(méi)有采用控制措施。HCN=0表示成功采用了控制措施，防止了相關(guān)危害。HCN范圍及其對(duì)應(yīng)的描述見下表。

當(dāng)控制方法（control）設(shè)定好之后，又會(huì)產(chǎn)生一個(gè)新的HCN1，這樣，初始的HRN0=S*L需要再跟這個(gè)新的HCN1得到一個(gè)新的危害風(fēng)險(xiǎn)值（Harzard Risk Number）HRN1，并依此類推。例如:

HRN0=S*L

HRN1=HRN0*HCN1

HRN2=HRN1*HCN2

……

案例分析

這里舉個(gè)例子說(shuō)明如何使用HMRMA（Hazard Modes & Risk Mitigation Analysis）工具。這里以單體電池過(guò)充危害風(fēng)險(xiǎn)分析為例。例如，單體電池充到200%SOC可能會(huì)造成著火。根據(jù)這個(gè)過(guò)充的影響，根據(jù)下表可以將嚴(yán)重度S定為5。

另外，假設(shè)在100000倆車中，全生命周期內(nèi)一共發(fā)生500次的200%SOC過(guò)充，則可以得到對(duì)應(yīng)的危害發(fā)生率ROO為5000ppm，根據(jù)下表可以得到置信水平L為6，則初始危害風(fēng)險(xiǎn)值HRN0=S*L=5*6=30。

接下來(lái)要考慮風(fēng)險(xiǎn)的控制。例如，為了降低過(guò)充這個(gè)風(fēng)險(xiǎn)，需要設(shè)計(jì)幾個(gè)預(yù)防的方法。

第一個(gè)可能的方法在單體電池這個(gè)層級(jí)進(jìn)行預(yù)防。譬如，在電解液里面添加阻燃添加劑，或者使用其他更加安全的正負(fù)極材料。這些方法通常需要花費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間和大量的測(cè)試驗(yàn)證。此外，在這個(gè)過(guò)程中還需要重新反復(fù)的重新識(shí)別新的危害模式和新的嚴(yán)重度，以便確定最合適的材料。盡管花時(shí)花力，但是這種控制方法是不會(huì)影響置信水平的。

另一個(gè)可能的控制方法是考慮通過(guò)更高層級(jí)的系統(tǒng)的檢測(cè)和控制來(lái)降低危害發(fā)生的可能性，這一類方法或許更加經(jīng)濟(jì)有效。例如，在電池包的關(guān)鍵位置布置幾個(gè)溫度傳感器，將單體電池的溫度和溫升信息上報(bào)給BMS，BMS就有可能可以檢測(cè)到過(guò)充時(shí)發(fā)出的指示信號(hào)（這種信號(hào)就是前面講的Indicator），從而BMS采取相應(yīng)的操作，譬如，斷開繼電器。這些方法就會(huì)得到新的HRN1，從前面可以知道，HRN1的數(shù)值會(huì)比HCN0更低，危害風(fēng)險(xiǎn)值得到了一些降低：

HRN1=HRN0*HCN1=30*0.7=21

如果將相關(guān)的指示器I、控制C以及檢測(cè)方法#1（#2， #3，……）等信息列入下表，就能得到一個(gè)HMRMA表格工具。這里進(jìn)一步說(shuō)明一下，假設(shè)HRN=21還是大于目標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)值，則可以設(shè)計(jì)第二種風(fēng)險(xiǎn)降低方法#2，例如加入電壓傳感器檢測(cè)過(guò)充時(shí)候的其他指示信號(hào)（indicator），例如，檢測(cè)到電池不均衡等。此時(shí)可以進(jìn)一步得到HRN2：

HRN2=HRN1*HCN2=21*0.6=12.6

這樣就能將危害風(fēng)險(xiǎn)值進(jìn)一步降低。同樣的，對(duì)于短路、擠壓，或者其他一些危害事件，都可以采用類似的分析方法，這樣就將電池的危害及風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行具體的量化了。

安全差距分析（Safety Gap Analysis）

在過(guò)去的十幾年期間，USABC建立了一些電池的安全要求，用于幫助電池制造商正確設(shè)計(jì)和開發(fā)電池。例如，USABC有一個(gè)電池最低安全要求，如下圖所示，一般稱作電池安全差距分析，用于評(píng)價(jià)電池的危害風(fēng)險(xiǎn)值跟USABC的目標(biāo)值之間的差距。

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