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中国电动汽车高压发展趋势

发布时间:2020-10-25 19:52:07

1、纯电动汽车高压电气系统设计的主要目的是什么?

您好,主要目的就在于降低能源的消耗。提高动力。望采纳。

2、电动汽车高压线有哪些

QC/T 1037-2016大部分测试项目和要求沿用了GB/T 25085,GB/T 25087,与电缆材料有关的差别主要有如下几点:

1、绝缘检查电压更高,AC 600V /DC 900V 检查电压为8KV;AC 900V /DC 1500V 检查电压为10KV。
2、电线外层只能使用鲜艳橙色。3、耐磨要求规定了最小往复次数1000-1500次。4、耐化学试剂浸渍时间改为10秒,腐蚀性强的如汽油、柴油单次浸渍后热老化240H,弱腐蚀性液体如冷却液、玻璃水则分4次浸渍,热老化3000H,然后进行卷绕和绝缘测试。5、阻燃要求更高,延长燃烧试验自熄时间要求小于30秒。而GB/T 25085和GB/T 25087的自熄时间要求为小于70秒。

3、从一辆10万公里蔚来ES8拆解,看纯电动汽车的高压电安全设计

本文首发于知乎

就在外界还争论李斌算不算2019年最惨的人,蔚来第一款上市的ES8已经有车主跑了10万公里了。

 

10万公里意味着什么?这甚至已经是一些电动车电池质保过期的节点。包括电池的安全、耐久,都有可能在这个时间点出现问题。作为一名新能源汽车高压安全工程师,比起那些商业八卦,我更关心蔚来ES8在10万公里之后,三电方面是否会暴露一些安全问题。

 

前段时间拆车坊做了一期蔚来ES8 10万公里的拆车,我在网上看了全程直播,对于拆车坊的专业性我持保留意见,不过通过一些现场记录,我认为还是有不少信息值得探讨。

 

(蔚来汽车1-11月交付数据?来源:蔚来汽车官方)

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电动汽车高压安全设计需求

我们都知道,电动汽车动力系统结构与传统汽车差异显著。主要区别在于电动汽车由高压电池系统、高压电驱动系统提供动力输出,大部分用电器,比如空调压缩机、空调加热器、动力分配单元、慢充充电器等等都是高压零部件。

这里说的高压普遍都在300Vdc~500Vdc之间(小知识1:安全电压小于60Vdc),而且这些用电器的工作电流高达几百安培(小知识2:人体所能承受的电流小于0.023A)。正因为这些高电压和高电流的存在,如高压安全防护设计不到位或使用不当,在长时间的使用过程中可能存在高压系统受损、绝缘性降低、高路短路、电池起火等隐患,对人身财产造成极大的危害。

 

由此可见,电动汽车在安全设计方面不止要满足传统汽车所需的要求,还应当重点关注高压电安全的防护设计,确保高压电安全风险处于可控状态。那么蔚来在这方面做的到底怎么样?一辆开了10万公里的ES8可能会告诉我们答案。

 

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蔚来ES8高压安全设计状态解析

一款产品的功能性决定了这款产品能不能用、以及用起来爽不爽,这就好比一块剃须刀片和一个全自动剃须刀的区别;而一款产品的安全耐久性可不可靠,将直接决定这款产品有没有未来的问题,就像一个玻璃瓶扔地上,要么碎一地、要么完好无损。

 

安全和耐久是什么?这是个很抽象的名词,我用一个粗浅的比喻,它就像是女朋友的心思,起初都是很难捉摸的,但是日久见人心,随着时间的推移,我们总能分得出好坏。因此,我认为其实拆解一辆开了10万公里的电动车,其实是很具有参考意义的,我们能通过它长期使用后积累的状态,来判断其好坏。当然,其背后所承载的设计理念,更值得我们关注和思考。

 

Ⅰ蔚来ES8的高压安全设计状态——结构布局合理

 

上车启动嘎吱响,丈母娘两眼泪彷徨。好的整车和高压系统结构布局合理性极大的影响了高压系统的安全可靠性。如果整车高压系统结构布局不合理或者车身结构强度不足,在车辆长时间的使用过程中可能导致车身结构扭曲变形,高压零部件固定安装点受力移位,进而导致高压零部件密封安全性降低,在下雨或者车辆涉水时进水引发高压回路短路、发热起火等安全风险。

 

后来我拿到了ES8的现场拆解图,主要看高压电池包的高压对接口、高压功率分配单元和其他高压零部件,这几个关键部位并没有任何进水、腐蚀或者摩擦变形的迹象。

高压电池包接插件口无异常刮蹭、变形情况

 

高压功率分配单元结构无任何变形,密封面干净整洁,无任何水迹或霉变现象

 

蔚来ES8的结构可靠性主要来自完全正向开发的先天优势。正向开发的好处在于不受限整车固有结构,可以优先保护重要零部件(比如三电系统),从蔚来ES8的整车结构布局图中可以发现,高压电池和电驱动系统均布置在碰撞和挤压安全核心区域,受力防撞结构相对规整,受力传递路径可靠。

 

Ⅱ蔚来ES8的高压安全设计状态——设计冗余

人生很多时候都在追求对的时间遇上对的人,追求这种“刚刚好”的状态,但是做产品开发设计是不能仅满足于“刚刚好”,特别是电动汽车的高压系统耐久安全设计。

 

电动汽车相较于传统燃油汽车,拥有复杂的高压零部件、高压线束、高压接插件等大功率高压用电器。这些大功率高压用电器在使用过程中由于长时间通过几十甚至几百安培的大电流,根据热量累计公式Q=不难发现,随着通过大电流的用电器电阻R的增大,高压用电器的发热量也会增大,在超过一定安全阈值的情况下,可能导致高压用电器烧蚀和起火。

 

基于此风险, 就要求在高压用电器的设计和选型时,必须考虑实际的使用需求和冗余保护。比如线束线径设计是否足够大、线束内阻是否足够小、高压连接接头和触点是否足够牢靠、高压连接螺栓扭矩是否足够等等。

 

电池主高压线束状态完好

 

高压铜排螺栓连接点状态完好

 

如不满足以上要求,从实车表现来说,将存在因虚接打火导致高压连接点烧蚀变色甚至发黑、高压线束外皮发热变形发黑或碳化等现象。

 

从蔚来ES8的拆解结果来看,即便是开了10万公里,所有高压线束的外观状态完好,高压接插件的接口位置光洁、高压铜排的螺栓连接点完好,未发现任何烧蚀或者变黑的痕迹。基于此可以判断,蔚来ES8在高压系统耐久安全方面还是做了很多冗余设计的。

 

(小知识3:冗余设计,指产品设计过程中在满足实际需求的情况下留出余量,比如实际最大使用电流为100A,但是选用能耐150A的线束。合理的冗余设计可极大的提高产品的可靠性,唯一的缺点就是成本更高。)

 

Ⅲ蔚来ES8的高压安全设计状态——线束固定可 

 

电动汽车高压用电器遍布车身各处,与之连接的高、低压线束贯穿车身,形成了类似于人体血管网络的复杂结构。高、低压线束的走向不同、粗细不同、工作状态也不同。任何一根线束出现问题都有可能像血管出现问题一样导致心脏受损,从而引发身体不适,严重的甚至可能会危及生命。

 

另外,根据消防统计数据,2017年机动车火灾约为27136起,其中约占35%的事故是由于电气火灾导致,26%的事故是由于自燃导致,而电气火灾和自燃与线束固定可靠性有很大的关系。若高、低压线束固定不可靠,在使用过程中可能发生磨损、干涉等,存在短路、漏电、发热起火等安全隐患。

 

由此可见,在电动汽车的高压系统耐久安全设计中,线束固定可靠性极为关键。电动汽车在研发阶段会做一些测试,模拟各种高速、颠簸、沙石等振动路况,从而验证高、低压线束的固定可靠性。但是,当车辆转交到用户的手里,是否能经受住种种“非人”的折磨,比如这辆ES8一年半开个100000公里,日均200多公里的考验,确实是个值得关注的问题。

 

 

拆解之后可以看到,蔚来ES8对于高、低压线束的保护还是很全面的。高、低压线束平均每100mm就有一个可靠的固定点或固定卡扣,这样做的目的是有效避免在车辆使用过程中出现线束震荡或者撞击导致受损的情况。

 

蔚来ES8的高压线束均采用多层绝缘防护设计,在某些易磨损位置采用了波纹管、毛毡布等防割、防磨损结构设计,低压线束在固定点位置采用加强绝缘防割材料缠绕包覆,很大程度上降低固定点的磨损风险。从拆解的结果来看,日均200公里的行驶工况,ES8的高低压线束状态还算完好,未出现破皮、干涉的情况,线束固定的可靠性值得肯定。

 

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蔚来ES8高压安全设计状态总结

老王一直强调,安全是条不可逾越的红线,是所有新能源产品开发的最高原则。新能源汽车安全开发是一项复杂的系统性工程,只有充分的考虑到系统特性,并针对产品使用场景进行全面的失效模式分析,保证产品全生命周期安全性得到充分的验证。不管是高压安全、碰撞安全、起火安全还是涉水安全风险,都只是新能源汽车安全开发设计中的部分内容,还有很多未罗列的风险需要各个企业和从业者进一步考虑。

 

我们通过一次对10公里蔚来ES8的拆解展示,可以让大家从对蔚来ES8的早期认识过渡到了中期的理解,或许还是会有质疑的声音,但我认为需要更客观公正去看待它背后的努力。从蔚来ES8高压安全设计状态几大条目解析来看,蔚来在针对其产品高压安全可靠性的设计及背后的设计理念上面还是非常值得肯定的。当下不能代表未来,但是当下却能看到未来。

 

路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。祝福蔚来。

本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。

4、电动汽车新能源高压连接器什么品牌比较好?

国外的电动汽车连接器品牌比较贵,而且交期比较长,现在国内涌现出很多新能源连接器品牌,同质化比较严重,质量参差不齐,我们公司原来做电机控制器样品的时候用过晨风绿能的金属高压推拉式连接器,没什么问题,你可以去问问。

5、典型纯电动汽车高压部件主要哪些?动力电池的电能主要去向有哪几处?

电动汽车高压系统包括动力蓄电池、高压控制盒、DC/DC转换器、车载充电机及慢充口、驱动电机与电机控制器、空调压缩机、PTC加热器、快充口和高压附件线束等零部件。
动力电池电能主要去向DC/DC转换器、高压控制盒、电机控制器、空调压缩机、PTC加热器

6、新能源汽车的高压电一般是多少伏?

纯电动汽车的高压电一般在400V左右

微型车因为电量少,电压平台稍微低一些,大概200多V;

大一点的车都是300~500V之间

7、纯电动汽车断高压电的形式分为几种?

纯电动汽车断高压电的形式分为手动断电先断低压后断高压,电脑断高压放电确认高压系统无电两种。

纯电动汽车的动力电池电压多在200~400V,全车高压用电器如电机控制器、空调系统、DC/DC系统及充电系统若直接与动力电池相连则会造成动力电池线束杂乱,既增加成本又占用整车空间,且增大整车安全隐患。电动车一般增加高压分配盒对动力电池进行高压分配。

(7)中国电动汽车高压发展趋势扩展资料:

纯电动汽车低压与高压连接部分,分层布置。在PCU板预留有低压接口与高压接口。则若高压盒内部有损坏地方可以很便利的进行更换。

此种布置方式低压接触器可以直接焊接在PCB板上,可以省去保险丝的安装支架,高低压走线集成PCB板。因此可以大大减少箱体内小线布局,从而缩小箱体体积。

8、纯电动汽车的高压四大件分别是什么?

1. 电池包与动力电池管理系统BMS
与传统的燃油车不同,新能源电动车的整车动力来源是动力电池,而不是发动机。因为,纯电动汽车直接使用电能,不需传统燃油车一样,将燃料燃烧,将产生的排放物排进大气,也因此,为了减少环境污染,新能源汽车的发展是国家积极扶持的。
动力电池的电压一般为100~400V的高压,其输出电流能够达到300A。动力电池的容量的大小直接影响到整车的续航里程,同时也直接影响到充电时间与充电效率。目前锂离子动力电池是主流,受目前技术的影响,当前绝大部的汽车均采用锂离子动力电池。
2. 驱动电机与电机控制器MCU
电机控制器MCU将高压直流电转为交流电,并与整车上其他模块进行信号交互,实现对驱动电机的有效控制。
驱动电机将电能转化为机械能,驱动汽车行驶。与传统燃油车的发动机将燃料燃烧的化学能转为机械能不同,其工作效率更高,能达到85%以上,故相比传统汽车,其能量利用率更高,能够减少资源的浪费。
3. 高压配电盒(PDU)
高压配电盒是整车高压电的一个电源分配的装置,类似于低压电路系统中的电器保险盒。高压保险盒PDU(Power Distribution Unit)是由很多高压继电器,高压保险丝组成,它内部还有相关的芯片,以便同相关模块实现信号通信,确保整车高压用电安全。
4. 车载充电器OBC
OBC(On Board Charge)是一个将交流电转为直流电的装置。因为电池包是一个高压直流电源,当使用交流电进行充电的时候,交流电不能直接被电池包进行电量储存,因此需要OBC装置,将高压交流电转为高压直流电,从而给动力电池进行充电。
5. DC/DC
在新能源汽车上,DC/DC是一个将高压直流电转为低压直流电的装置。新能源汽车上没有发动机,整车用电的来源也不再是发电机和蓄电池,而是动力电池和蓄电池。由于整车用电器的额定电压是低压,因此需要DC/DC装置来将高压直流电转为低压直流电,这样才能够保持整车用电平衡。
望采纳

9、电动汽车高压电池一般续航里程是多少?

你好,这个电池是根据不同车型而定的一般的续航里程就是300多的,好的能达到500到600公里。


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