新能源汽车安全靠谱背后的“支撑”

  尽管面临补贴退坡,然而从近期媒体不断爆出的新建项目来看,我国新能源汽车尤其是电动汽车的投资热度依然高涨。在今年年初举办的“2017中国电动汽车百人会论坛”上,工信部部长苗圩表示,工信部已牵头编制了《汽车产业中长期发展规划》,明确了到2020年我国新能源汽车年产量将达到200万辆,以及到2025年我国新能源汽车销量占总销量的比例达到20%以上的发展目标。

  而在国外,节能减排法规的日益严苛,亦推动新能源汽车未来发展。麦肯锡在早前的一份报告中指出,到 2030 年电动汽车将占到全球新车销量的 50%。

  新能源汽车未来发展可谓是一片“希望的田野”,不过,对于企业来说,机遇和挑战向来相辅相生。

  就目前来看,新能源汽车尤其电动汽车依然面临着安全隐患、续航里程短、系统架构可靠性不足、产品质量参差不齐、高成本、充电难等问题。当中,最主要的挑战莫属系统的安全可靠性,毕竟对于市场发展及消费者而言,无论是再前瞻的技术,多诱人的优惠政策,“安全靠谱”是最关键也是最基本的保障。

  这就要求各相关生产企业除了在电池、电机、电控等关键技术取得突破外,包括连接器、传感器、接触器、继电器等核心基础元器件领域亦要有所作为;甚至这些原在传统汽车领域的“配角”随着电子电器架构的全面改进,应用数量日渐增加,对整个系统架构所呈现的可靠性、完美性起到关键性的支撑作用。

  新电气架构下的连接·传感·保护

  以电动汽车系统构架为例,其由电池、驱动电机及电控、高压配电盒、充电系统、高压辅助用电器几大部件构成。无论是从部件自身还是整个系统构架来说,都涉及到连接、传感和保护,而连接和传感是基准,通过连接、传感达成保护。不过与传统汽车相比,高电压和大电流系统架构下,这些核心的元器件均面临着更加严苛的要求和挑战。

新能源汽车安全靠谱背后的“支撑”

  首先,连接器作为电路系统电气连接必需的核心基础元件,在高电压大电流下,其载流能力、耐压能力及可靠性要求再度拔高。此外,如此高的功率下,电磁干扰是连接器所面临的另一个重要问题。同时,高压回路下的带电插拔操作会产生电弧,这会严重危害到电气连接和电子设备,并且可能引起汽车燃烧,这些问题都需要连接器的特殊设计与开发。

  而对于将动力电池与逆变器连接和断开的主接触器,新的电气系统架构对其要求不仅包括处理非常高的连续电流,而且包括过载电流的安全开断。一旦电池发生短路,这些接触器必须能够承载数千安培的电流,直至主保险丝切断回路。根据欧洲经济委员会条例“ECE R-100,电池供电电动汽车”的规定,电池驱动的汽车通常必须配备保护器件,例如保险丝、断路器或主接触器,以防动力电池由于过电流而过热。

  再来看另一核心部件——传感器。据相关专家介绍,未来纯电动汽车传感器的发展趋势是实现微型化、多功能化、集成化和智能化。这就要求传感器不仅具备体积小、价格便宜、可靠性高等特点,而且在精度、功能性、智能化等方面要再度提高。

  除了以上三类元器件外,还有电路保护器,手动维修开关,继电器、线束等基础元器件,在新的电气架构下亦待升级。然而对于主机厂来说,单个元器件的创新固然重要,然其更为看重的是系统的稳定性、可靠性,需要的亦是更为“靠谱”的系统性解决方案。

  系统解决方案“护航”电气架构每一环节

  ●电池包的连接和保护是整车安全至关重要的一环

新能源汽车安全靠谱背后的“支撑”

  作为新能源汽车当中最核心的零部件和动力来源,电池包不仅自重大,且结构比较复杂,它由多个电芯模组构成,每个模组有几个到十几个不等的电芯组成。其中,模组之间、电芯之间以及管理电芯的电池管理系统(BMS)内部的电流传输和信号传输需要各种连接以及电流、温度的监控,而电池对外输电要有高压的连接器。因此电芯连接及模块连接、高低压接口、电流及温度监控的可靠性至关重要。

  此外,近年关于新能源汽车爆炸、自燃的事件时有发生,多数亦跟电池有关。据TE汽车事业部大中华区销售和市场总经理李万祥介绍,“高压情况下,电流回路的接触和断开非常危险,很容易产生电弧,如果管理不当,产品可能会产生爆炸和燃烧。” 这对预充回路的设计、保险丝及接触器的匹配等给予了较大考验。可以说,电池包的连接和保护是整车安全至关重要的一环。

 

责任编辑:刘万睿

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