[汽車之家 技術(shù)] 雨季一來,,很多車主們就開始擔(dān)驚受怕,,車輛泡水以及出現(xiàn)涉水故障成為到了夏天愛車保養(yǎng)的頭號問題之一,。而在新能源汽車上,在前面兩個隱患的基礎(chǔ)上更是增加了一個令人擔(dān)憂的問題:搭載著那么多電池的電動車,,真的能夠100%做到防水保護么,?如果電池進(jìn)水,我們的安全會受到威脅么,?
心存疑慮,,不敢輕信,電池安全到底從何而來,?
◆ 電池單體安全:IPX7標(biāo)準(zhǔn),,不止防水那么簡單!
◆ 電池模組安全:保護框架,,安全防護一舉兩得!
◆ 電池系統(tǒng)安全:全面檢測每顆電池,,危險止于隱患,!
其實圍繞著新能源汽車防水、防火等問題一直停留在消費者疑慮層面,,網(wǎng)上相關(guān)的科普知識文章很多,,但危言聳聽的文章也很多,動不動就會出現(xiàn)《電動車防水必看,,否則會出人命》這類文章,。受到這些內(nèi)容的影響,消費者提著的心始終也放不下,。所以今天我們打算快速普及幾個重要知識點,,讓您打消掉關(guān)于“新能源汽車電池安全性”的相關(guān)疑問。
● 電池自身具備防水能力么,?標(biāo)準(zhǔn)比我們想的還要嚴(yán)格
我們先剔除掉新能源汽車上關(guān)于電池組的其它保護技術(shù),,先從電池單體防水層面給出一個答案。也就是說,,在沒有任何保護的情況下,,車輛上每一個電池本身是否具備防水能力呢?答案是肯定的,。
當(dāng)前關(guān)于產(chǎn)品防護安全級別中,,擁有一個明確的指標(biāo):IP防護等級。其中我們最耳熟能詳?shù)氖欠螴P67標(biāo)準(zhǔn),,因為這個標(biāo)準(zhǔn)同樣應(yīng)用在手機,、手表和其他移動設(shè)備上。這套標(biāo)準(zhǔn)將以衡量產(chǎn)品的防護灰塵吸入和防護短暫浸泡能力為目的,,目前在該套體系下部分工業(yè)產(chǎn)品的最高等級為“IP68”,,主要出現(xiàn)在軍工級和商用級的產(chǎn)品上。而多數(shù)民用級產(chǎn)品達(dá)到“IP67”已經(jīng)算是最高標(biāo)準(zhǔn)了,。
對于應(yīng)用在新能源汽車上的動力電池而言,,符合IP67標(biāo)準(zhǔn)是絕對要滿足的條件。而在此標(biāo)準(zhǔn)之外,,新能源汽車電池還要滿足額外的要求,。在國家質(zhì)檢總局發(fā)布的《電動汽車用動力蓄電池安全要求及試驗方法》中,明確指出了關(guān)于新能源汽車單體動力電池和模組的安全指標(biāo)及試驗方法,。在該試驗方法中,,因為含鹽海水更易對產(chǎn)品造成腐蝕,所以電芯產(chǎn)品還要具備在滿電狀態(tài)下,,浸入含3.5%的NaCL(氯化鈉,,模擬海水)溶液2小時,要求電池?zé)o起火和爆炸等現(xiàn)象,。
除了嚴(yán)格的防水測試之外,,新能源汽車所采用的電芯產(chǎn)品還要經(jīng)過其它的“裸測”,例如穿刺,、擠壓,、火燒等暴力測試流程,確保不依賴任何防護措施的基礎(chǔ)上,,電芯本身也要具備強大的抗壓能力,。所以,,用戶擔(dān)心的防水問題只是電芯檢測的環(huán)節(jié)之一,,其它我們可能未考慮到的“危險隱患”,在目前的標(biāo)準(zhǔn)中都已經(jīng)有了針對性的管理標(biāo)準(zhǔn),。
各類嚴(yán)格的管控標(biāo)準(zhǔn)致力于讓電池本身擁有過硬的“體格”,,所以電芯本身已經(jīng)具備了極強的防塵防水能力,,絕不會輕易出現(xiàn)遇水易燃或爆炸等危險情況的發(fā)生,。但即便如此,,我們可能還會擔(dān)心,,即便不爆炸不起火,,行駛中的新能源汽車遇到涉水情況又會不會出現(xiàn)危險呢,?
● 電池組的進(jìn)一步保護,讓新能源車涉水能力更強
當(dāng)前車企對于新能源汽車電池共分為三大安全保護環(huán)節(jié),,分別為電池單體安全,、電池模組安全以及電池系統(tǒng)安全,。在單體電池的擁有第一道防水能力之外,車企也會在電池組和系統(tǒng)方面繼續(xù)增加安全系數(shù),,三個維度共同筑造不斷完善的安全之墻。
大家都知道,,燃油車涉水“趴窩”現(xiàn)象主要出現(xiàn)在進(jìn)氣與排氣系統(tǒng)上,所以車輛在出廠時有明確的涉水高度說明,。但新能源汽車因為不涉及此方面,,在車企對電池組進(jìn)行了額外硬件保護之后,涉水能力相對同級別燃油車來講也會更好一些,。目前部分新能源車型可以達(dá)到70cm的實際涉水高度,,但在我們上述提到的IPX7標(biāo)準(zhǔn)中,新能源汽車的涉水能力最大上限甚至可以接近1米的高度,。
所以為了車輛在行駛中也能夠確保電池組的安全,,車企會為電池組提供保護框架,也稱電池模組框架,。當(dāng)前多數(shù)新能源汽車電池組被布置在底盤上,在行駛中更容易與水接觸,,所以保護框架會針對電池組高壓部分進(jìn)行特殊絕緣保護,,保護包括涉水、碰撞等外力可能對電池組造成的安全影響,。而且保護框架還能實現(xiàn)一舉兩得的作用,,在保護了電池組的同時,也能夠強化整個車體的安全,,尤其是側(cè)面撞擊帶來的車體變形危險,實現(xiàn)從結(jié)構(gòu)層面對整車進(jìn)行安全保護,。比如奧迪最新的e-Tron電池組 就能看到這樣的防碰撞細(xì)節(jié),。
目前新能源汽車也擁有整車的涉水測試標(biāo)準(zhǔn)。例如上海市對于純電動汽車的準(zhǔn)入政策中有一條強制性的DB31T634-2012標(biāo)準(zhǔn),,該標(biāo)準(zhǔn)將模擬車輛行駛中的涉水環(huán)境,,要求純電動汽要在15厘米的水深中,以大于等于30km/h的速度行駛,,涉水總時間10分鐘,。然后在30厘米的水深中,以大于等于5km/h的速度進(jìn)行前進(jìn),、后退行駛,,涉水總時間10分鐘,。通過這項測試,也能夠進(jìn)一步確保新能源汽車具備足夠安全的行駛涉水能力,。
● 既然防水,,涉水險有沒有必要上?
涉水險對于電動車來說真的沒有必要,。涉水險全稱叫“發(fā)動機特別損失險”或者叫“涉水損失險”,,是因為發(fā)動機相對于汽車零部件來說比較昂貴,而特別針對發(fā)動機提供的險種,。電動車沒有發(fā)動機,,不存在燃油車經(jīng)過積水路面,水倒灌進(jìn)發(fā)動機,,造成損壞的情況,。所以這個險種對于電動車來說沒有太大意義。
根據(jù)有關(guān)規(guī)定,,暴雨,、洪水等自然災(zāi)害造成的車輛損失屬于車損險的保險范圍,所以就算沒有上涉水險,,當(dāng)車輛因為進(jìn)水發(fā)生嚴(yán)重故障時,,商業(yè)車險中的車損險是可以進(jìn)行相關(guān)理賠的。
● 動力電池管理系統(tǒng)(BMS),,實時監(jiān)控電池狀態(tài)
而最后一道防護墻將建立在軟件系統(tǒng)層面,,新能源汽車動力電池管理系統(tǒng)(BMS)通過對電池狀態(tài)的監(jiān)測,將提供高壓觸電保護,、車輛碰撞斷電保護,、高壓部件防水保護、高壓漏電絕緣保護等,。雖然各汽車品牌在此系統(tǒng)的保護功能上存在差異,,但目的都是在于時刻保護電池的狀態(tài)安全。
通常一個新能源汽車的電池系統(tǒng)中包含上千個單體電池,,如何保持每個電池工作都在合適的區(qū)間內(nèi),,管理系統(tǒng)將發(fā)揮著重要的作用。系統(tǒng)主要通過對電池電壓,、溫度,、電流等信息進(jìn)行采集,實現(xiàn)高壓安全管理,、電池狀態(tài)分析,、能量管理、故障診斷管理,、電池信息管理等功能,,將嚴(yán)格監(jiān)控電池狀態(tài),,當(dāng)有突發(fā)情況出現(xiàn)時,系統(tǒng)也將第一時間作出反應(yīng),。
在所有關(guān)于電池的參數(shù)檢測中,,系統(tǒng)可以在監(jiān)控總壓和總電流的同時,還能夠同時監(jiān)控單體電芯的電壓和電流,,在溫控系統(tǒng)控制和高壓控制中,,如果診斷出車輛電池故障,電池管理系統(tǒng)會上報故障給整車控制器和充電機,,同時切斷高壓來保護電池不受到損害以及提供漏電保護等,,從而第一時間對車輛安全進(jìn)行及時的保護。
總結(jié):新能源汽車安全技術(shù)發(fā)展不會止步
今天的內(nèi)容我們從三個方面對新能源汽車的電池安全防護做出了回答,,相信能夠解決掉我們大部分的顧慮和擔(dān)心,,但對于安全方面的技術(shù)強化,相信車企們永遠(yuǎn)也不會停步,,因為我們需要的不只是安全,,而是更安全!
尤其在動力電池管理系統(tǒng)的開發(fā)上,,目前已經(jīng)有很多專門從事這個技術(shù)領(lǐng)域的獨立公司,,同時車企方面也在加大在該方面的研發(fā)資金投入,希望在目前的技術(shù)水平之下繼續(xù)提高電池管理系統(tǒng)的能力,,比如現(xiàn)在已有的電池組恒溫技術(shù),,讓新能源汽車在冬季低溫下也能夠擁有更好的續(xù)航表現(xiàn)。當(dāng)然,,確保電池組的安全以及更高的使用壽命,仍然是電池管理系統(tǒng)的核心使命,。(文/圖 汽車之家 姚嘉)
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