(蔚來汽車1-11月交付數據 來源:蔚來汽車官方)
1 電動汽車高壓安全設計需求
我們都知道,電動汽車動力系統結構與傳統汽車差異顯著。主要區別在于電動汽車由高壓電池系統、高壓電驅動系統提供動力輸出,大部分用電器,比如空調壓縮機、空調加熱器、動力分配單元、慢充充電器等等都是高壓零部件。
這裏說的高壓普遍都在300Vdc~500Vdc之間(小知識1:安全電壓小于60Vdc),而且這些用電器的工作電流高達幾百安培(小知識2:人體所能承受的電流小于0.023A)。正因爲這些高電壓和高電流的存在,如高壓安全防護設計不到位或使用不當,在長時間的使用過程中可能存在高壓系統受損、絕緣性降低、高路短路、電池起火等隱患,對人身財産造成極大的危害。
由此可見,電動汽車在安全設計方面不止要滿足傳統汽車所需的要求,還應當重點關注高壓電安全的防護設計,確保高壓電安全風險處于可控狀態。那麽蔚來在這方面做的到底怎麽樣?一輛開了10萬公裏的ES8可能會告訴我們答案。
高壓電池包接插件口無異常刮蹭、變形情況
高壓功率分配單元結構無任何變形,密封面幹淨整潔,無任何水迹或黴變現象
蔚來ES8的結構可靠性主要來自完全正向開發的先天優勢。正向開發的好處在于不受限整車固有結構,可以優先保護重要零部件(比如三電系統),從蔚來ES8的整車結構布局圖中可以發現,高壓電池和電驅動系統均布置在碰撞和擠壓安全核心區域,受力防撞結構相對規整,受力傳遞路徑可靠。
高壓接插件接口狀態完好
高壓銅排螺栓連接點狀態完好
如不滿足以上要求,從實車表現來說,將存在因虛接打火導致高壓連接點燒蝕變色甚至發黑、高壓線束外皮發熱變形發黑或碳化等現象。
從蔚來ES8的拆解結果來看,即便是開了10萬公裏,所有高壓線束的外觀狀態完好,高壓接插件的接口位置光潔、高壓銅排的螺栓連接點完好,未發現任何燒蝕或者變黑的痕迹。基于此可以判斷,蔚來ES8在高壓系統耐久安全方面還是做了很多冗余設計的。
(小知識3:冗余設計,指産品設計過程中在滿足實際需求的情況下留出余量,比如實際最大使用電流爲100A,但是選用能耐150A的線束。合理的冗余設計可極大的提高産品的可靠性,唯一的缺點就是成本更高。)
Ⅲ蔚來ES8的高壓安全設計狀態——線束固定可靠
電動汽車高壓用電器遍布車身各處,與之連接的高、低壓線束貫穿車身,形成了類似于人體血管網絡的複雜結構。高、低壓線束的走向不同、粗細不同、工作狀態也不同。任何一根線束出現問題都有可能像血管出現問題一樣導致心髒受損,從而引發身體不適,嚴重的甚至可能會危及生命。
另外,根據消防統計數據,2017年機動車火災約爲27136起,其中約占35%的事故是由于電氣火災導致,26%的事故是由于自燃導致,而電氣火災和自燃與線束固定可靠性有很大的關系。若高、低壓線束固定不可靠,在使用過程中可能發生磨損、幹涉等,存在短路、漏電、發熱起火等安全隱患。
由此可見,在電動汽車的高壓系統耐久安全設計中,線束固定可靠性極爲關鍵。電動汽車在研發階段會做一些測試,模擬各種高速、顛簸、沙石等振動路況,從而驗證高、低壓線束的固定可靠性。但是,當車輛轉交到用戶的手裏,是否能經受住種種“非人”的折磨,比如這輛ES8一年半開個100000公裏,日均200多公裏的考驗,確實是個值得關注的問題。