三重防護保安全 新能源汽車真怕水么?
雨季一到,許多車主就開始害怕。泡水涉水的煩惱成為夏季汽車保養(yǎng)的頭號難題之一。在新能源汽車上,在前兩個隱患的基礎上,又增加了一個令人擔憂的問題:這么多電池的電動車真的能做到100%防水嗎?如果電池進水,我們的安全會受到威脅嗎?
懷疑,不敢相信,電池安全從何而來?
◆電池安全:IPX7標準,不僅防水!
◆電池模塊安全:保護架,安全保護一舉兩得!
◆電池系統(tǒng)安全:全面檢查每一塊電池,危險止于隱患!
事實上,新能源汽車的防水、防火等問題一直停留在消費者懷疑的層面。網上有很多關于科普的文章,但也有很多危言聳聽的文章。會有“電動車防水是必須的,否則會死人”這樣的文章。受這些內容的影響,消費者的心永遠放不下。所以今天我們計劃快速普及幾個重要的知識點,讓大家打消關于“新能源汽車電池安全”的相關疑問。
●電池本身有防水能力嗎?標準比我們想象的要嚴格。
先拋開新能源汽車中關于電池組的其他防護技術,先從電池單體的防水層面給出答案。也就是說,在沒有任何保護的情況下,車輛上的每個電池本身是否具有防水能力?答案是肯定的。
目前產品防護安全等級有一個明確的指標:IP防護等級。其中,我們最熟悉的是IP67標準,因為這個標準也適用于手機、手表等移動設備。這套標準將旨在測量產品防止灰塵吸入和短期浸泡的能力。目前該套標準下部分工業(yè)產品的最高等級為“IP68”,主要出現(xiàn)在軍用和商用產品上。而且大部分民用產品都達到了“IP67”,已經算是最高標準了。
對于新能源汽車使用的動力電池,達到IP67標準是絕對必要的。超過這個標準,新能源汽車電池必須滿足額外的要求。在國家質檢總局發(fā)布的《電動汽車動力電池安全要求和試驗方法》中,明確指出了新能源汽車單體動力電池和模塊的安全指標和試驗方法。在該試驗方法中,由于含鹽的海水更容易對產品造成腐蝕,電池芯產品應在充滿電的狀態(tài)下浸入3.5%氯化鈉溶液中2小時,電池應無火災和爆炸。
新能源汽車使用的電芯產品,除了要經過嚴格的防水測試外,還要經過其他“裸機測試”,如刺穿、擠壓、灼燒等劇烈的測試程序,才能保證電芯本身具有較強的耐壓性,而不依賴任何防護措施。所以用戶擔心的防水問題只是電池單體檢測的環(huán)節(jié)之一,其他我們可能沒有考慮到的“隱患”在現(xiàn)行標準中已經有了針對性的管理標準。
各種嚴格的控制標準都致力于讓電池本身具有很強的“體質”,所以電芯本身就已經具備了很強的防塵防水能力,遇水絕不容易發(fā)生易燃易爆等危險情況。但即便如此,我們可能還是會擔心,即使沒有發(fā)生爆炸或火災,行駛中的新能源汽車遇到涉水時會不會有危險?
●對電池組的進一步保護,使得新能源汽車的涉水能力更強。
目前,車企對新能源汽車電池分為三個安全防護環(huán)節(jié),即電池單元安全、電池模塊安全和電池系統(tǒng)安全。除了單體電池首創(chuàng)的防水能力外,車企還會在電池組和系統(tǒng)上不斷增加安全系數(shù),三個維度共同筑起不斷完善的安全墻。
眾所周知,燃油車涉水的“蹲”現(xiàn)象主要發(fā)生在進排氣系統(tǒng),因此車輛出廠時對涉水高度有明確的描述。但由于新能源汽車不涉及這方面,在車企對電池組提供額外硬件保護后,涉水能力會優(yōu)于同級別燃油車。目前部分新能源汽車實際涉水高度可達70厘米,但在上述IPX7標準中,新能源汽車的最大涉水能力甚至可以接近1米的高度。
因此,為了保證車輛行駛時電池組的安全,汽車公司會為電池組提供一個保護框架,也稱為電池模塊框架。目前新能源汽車的電池包大多布置在底盤上,行駛時更容易接觸到水。因此,保護架將為電池組的高壓部分提供特殊的絕緣保護,以保護涉水、碰撞等外力對電池組的安全沖擊。而且保護架還能達到一舉兩得的作用,在保護電池組的同時,還能加強整個車身的安全性,尤其是側面碰撞造成車身變形的危險,從結構層面實現(xiàn)對整車的安全保護。比如奧迪最新的e-Tron電池組就能看到這樣的防撞細節(jié)。
目前新能源汽車也有整車涉水測試標準。比如上海純電動汽車準入政策中有一個強制性的DB31T634-2012標準,將模擬車輛的涉水環(huán)境,要求純電動蒸汽在15 cm水深以30km/h以上的速度行駛,總涉水時間為10分鐘。然后在30厘米的水深,以大于等于5公里/小時的速度前后行駛,總涉水時間為10分鐘。通過這次測試,也有可能進一步保證新能源汽車有足夠的安全涉水能力。
●既然是防水的,水險有必要嗎?
水險對于電動車來說真的沒有必要。涉水險的全稱是“發(fā)動機特殊損失險”或“涉水損失險”,因為發(fā)動機比汽車零部件貴,而且是專門為發(fā)動機提供的保險。電動車沒有發(fā)動機,燃油車通過堆積的路面也沒有水倒流進發(fā)動機造成的損壞。因此,這種類型的保險對電動汽車沒有太大意義。
根據(jù)相關規(guī)定,暴雨、洪水等自然災害造成的車輛損失屬于車損險的保險范圍,因此即使沒有涉水保險,當車輛因進水嚴重受損時,商業(yè)車險中的車損險也可以進行相關理賠。
●動力電池管理系統(tǒng),實時監(jiān)控電池狀態(tài)。
最后一道防護墻將建在軟件系統(tǒng)層面。通過監(jiān)測電池狀態(tài),新能源汽車BMS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。雖然各種汽車品牌對該系統(tǒng)的保護功能存在差異,但目的是時刻保護電池的狀態(tài)安全。
通常,新能源汽車的電池系統(tǒng)包含數(shù)千個單體電池。如何讓每個電池工作在合適的范圍內,管理系統(tǒng)將發(fā)揮重要作用。該系統(tǒng)主要采集電池電壓、溫度、電流等信息,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。電池狀態(tài)將被嚴格監(jiān)控,一旦出現(xiàn)緊急情況,系統(tǒng)將立即做出反應。
在所有的電池參數(shù)測試中,該系統(tǒng)可以監(jiān)控總電壓和電流,以及單個電池單元的電壓和電流。在溫控系統(tǒng)和高壓控制中,如果診斷到車輛電池故障,電池管理系統(tǒng)會將故障報告給車輛控制器和充電器,并切斷高壓,保護電池不受損壞并提供漏電保護,及時保護車輛安全。
總結:新能源汽車安全技術的發(fā)展不會停止。
在今天的內容中,我們從三個方面回答了新能源汽車的電池安全保護問題。我相信我們可以解決大部分的顧慮和擔憂,但至于安全的技術強化,我相信車企永遠不會停止,因為我們需要的不僅僅是安全,而是更安全!
特別是在動力電池管理系統(tǒng)的開發(fā)上,目前有很多獨立的公司專門從事這一技術領域。與此同時,車企也在加大在這方面的R&D投入,希望在目前的技術水平下,繼續(xù)提升電池管理系統(tǒng)的容量,比如現(xiàn)有的電池恒溫技術,讓新能源汽車在冬季低溫下有更好的續(xù)航表現(xiàn)。當然,保證電池組的安全性和更長的使用壽命仍然是電池管理系統(tǒng)的核心使命。
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