純電動汽車因為涉及到大量的電安全問題,需要設(shè)計很多安全保護(hù)措施。
如果說前幾年大家對純電動汽車還知之甚少,現(xiàn)如今肯定是達(dá)到及格線水準(zhǔn)了。比如我們會關(guān)注一輛新車是否出自純電動平臺,因為純電動汽車不僅取消了燃油發(fā)動機,傳動機構(gòu)也發(fā)生了改變,根據(jù)驅(qū)動方式不同,部分部件甚至直接取消,并增加了充電系統(tǒng)和驅(qū)動電機等新機構(gòu),這些變化使得純電動汽車需要在平臺階段就重新設(shè)計。
一旦我們對純電動汽車有了了解,就可以進(jìn)一步去挖掘,純電動汽車?yán)锬切┎蝗菀妆徊煊X的安全科技。
高壓系統(tǒng)電安全
因為起火風(fēng)險高,且撲滅困難,純電動汽車很關(guān)注電安全性。下面列舉的7項,就是針對電動汽車高壓系統(tǒng)布置常用的指導(dǎo)方法:
比如碰撞高壓斷電保護(hù),這項技術(shù)的特點之一就是發(fā)生速度非???。拿長城Pi4平臺設(shè)計來說,在碰撞發(fā)生后,斷電安全保護(hù)開關(guān)(PSS)能在30ms內(nèi)將高壓主繼電器斷開,保證高壓安全?;谶@些需求,有很多技術(shù)是我們?nèi)粘2粫庇^感受到的。
碰撞高壓斷電技術(shù)在車輛發(fā)生碰撞、且動力電池管理器檢測到碰撞信號大于一定闌值時,會切斷高壓系統(tǒng)主回路的電氣連接,同時通知驅(qū)動電機控制器激活主動泄放,從而阻斷短路危險。
此外,防過充系統(tǒng)也在偷偷保護(hù)我們。
舉例來說,比亞迪在電池電芯上安裝了CID(Current Interrupt Device)機械裝置,當(dāng)電芯內(nèi)部壓強超過設(shè)定值時(且BMS電池管理系統(tǒng)失效時),CID會自動彈開,斷掉電芯與電芯之間的串聯(lián)電路,強行終止充電過程。所以遇到這種情況不要以為一定是設(shè)備故障,還可能是設(shè)備為防止過充而采用的主動斷電保護(hù)。
這項技術(shù)的基本原理是利用過充會造成內(nèi)部壓強升高(因為電解液氣化),以此推動CID翻轉(zhuǎn)片翻轉(zhuǎn)來斷開電路防止電池過充。
電驅(qū)動控制系統(tǒng)
純電動汽車的基本工作原理是通過動力電池輸出電能,電機控制器驅(qū)動電機運轉(zhuǎn)產(chǎn)生動力,再通過減速機構(gòu)將動力傳給驅(qū)動車輪。上一段我們主要介紹的是電池方面的安全技術(shù),當(dāng)然電驅(qū)技術(shù)也內(nèi)含玄機。
我們知道電驅(qū)系統(tǒng)主要包含了高性能動力電機、電力電子控制單元和減速器等部分,按當(dāng)下的發(fā)展趨勢,集成化成為熱點。
拿采埃孚mSTARS后懸架來說,這一套150kW的電驅(qū)動EVD模塊包括電機、變速器、差速器以及功率電子模塊等,適用于純電動以及混合動力系統(tǒng),并可以替代具有獨立懸掛的驅(qū)動或非驅(qū)動后橋系統(tǒng)。
電驅(qū)系統(tǒng)集成化可有效減小電驅(qū)動系統(tǒng)的體積(便于布局)、降低系統(tǒng)總質(zhì)量(有利于輕量化)。
采埃孚mSTARS后懸架
mSTARS系統(tǒng)中的一個技術(shù)亮點是后輪主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)AKC,它是一套線控主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng),可以配合前輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)實現(xiàn)四輪轉(zhuǎn)向。具體來說,可以在低速行駛時幫助減小車輛轉(zhuǎn)彎半徑;在高速行駛時,減小車身偏擺,提升穩(wěn)定性和安全性。
因為結(jié)構(gòu)復(fù)雜,集成式驅(qū)動系統(tǒng)的安全能力要求比較高,所以需要設(shè)定多重保護(hù)。比如Aion LX,其三合一電驅(qū)集成系統(tǒng)采用了動態(tài)監(jiān)測、安全監(jiān)控平臺、溫控保護(hù)等多個環(huán)節(jié)去保障系統(tǒng)安全。
車身安全設(shè)計
我們往常主要關(guān)注的是車身用料,其實車身結(jié)構(gòu)設(shè)計也很重要,只不過因為這部分我們很少看到,且撞擊過程很激烈,不像安全帶、安全氣囊、頭枕等能給我們最直接的安全保護(hù)體驗,故而容易忽視它們的安全貢獻(xiàn)。
為什么說結(jié)構(gòu)設(shè)計很重要,我們可以拿雞蛋舉個例子。三顆雞蛋就可以支撐住接近半米高的書而不破,就是因為蛋殼充分調(diào)動了每一處的結(jié)構(gòu)來受力,盡量降低應(yīng)力集中導(dǎo)致局部斷裂。
碳纖維單體殼車身結(jié)構(gòu)就是利用了雞蛋受力原理打造。
在純電動汽車車身設(shè)計理念中,最佳做法是擺脫傳統(tǒng)的承載式結(jié)構(gòu),采用框架式地板+承載式車身結(jié)構(gòu)。比如特斯拉、蔚來ES8等,都是如此。這種類似于半承載式車身結(jié)構(gòu)的車身,目的是保護(hù)位于地板的電池包。
蔚來ES8還采用了一體式空腔門欄梁,它能起到強化抵抗碰撞的能力,這種結(jié)構(gòu)在傳統(tǒng)車身上不多見。
純電動汽車的碰撞安全性能既要考慮乘員安全,也要考慮電池系統(tǒng)安全。
除了電池包外,高壓件的保護(hù)也尤為重要。特斯拉Model 3采用了將一些高壓器件從用于吸能的前艙移出,集成到電池包后部上方的方法。高壓器件放置在此位置,遇到碰撞有框架式地板結(jié)構(gòu)保護(hù),遇到刮底則有電池包殼體保護(hù)。
高壓元件要盡量布置在非潰縮吸能區(qū)域。特斯拉Model 3這種集成化設(shè)計充分利用了后排座椅下部空間。
雅斯頓小結(jié)
我們消費者最常關(guān)注的安全氣囊,ADAS保護(hù)技術(shù)(比如AEB、LDW、BSD等)等安全保護(hù)措施固然很重要,但純電動汽車因為涉及到大量的電安全問題,還需要設(shè)計很多安全保護(hù)措施。這些技術(shù)可能沒有ADAS耀眼,甚至很多大家都叫不上名字,但正是一點點的積累,才保證了足夠的安全性。
來源:AstonCar雅斯頓
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