新能源汽車分解圖(新能源汽車示意圖)
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從一輛10萬公里蔚來ES8拆解,看純電動汽車的高壓電安全設計
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就在外界還爭論李斌算不算2019年最慘的人,蔚來第一款上市的ES8已經有車主跑了10萬公里了。
10萬公里意味著什么?這甚至已經是一些電動車電池質保過期的節點。包括電池的安全、耐久,都有可能在這個時間點出現問題。作為一名新能源汽車高壓安全工程師,比起那些商業八卦,我更關心蔚來ES8在10萬公里之后,三電方面是否會暴露一些安全問題。
前段時間拆車坊做了一期蔚來ES8?10萬公里的拆車,我在網上看了全程直播,對于拆車坊的專業性我持保留意見,不過通過一些現場記錄,我認為還是有不少信息值得探討。
(蔚來汽車1-11月交付數據?來源:蔚來汽車官方)
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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。
這里說的高壓普遍都在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)。正因為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,對人身財產造成極大的危害。
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。那么蔚來在這方面做的到底怎么樣?一輛開了10萬公里的ES8可能會告訴我們答案。
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蔚來ES8高壓安全設計狀態解析
一款產品的功能性決定了這款產品能不能用、以及用起來爽不爽,這就好比一塊剃須刀片和一個全自動剃須刀的區別;而一款產品的安全耐久性可不可靠,將直接決定這款產品有沒有未來的問題,就像一個玻璃瓶扔地上,要么碎一地、要么完好無損。
安全和耐久是什么?這是個很抽象的名詞,我用一個粗淺的比喻,它就像是女朋友的心思,起初都是很難捉摸的,但是日久見人心,隨著時間的推移,我們總能分得出好壞。因此,我認為其實拆解一輛開了10萬公里的電動車,其實是很具有參考意義的,我們能通過它長期使用后積累的狀態,來判斷其好壞。當然,其背后所承載的設計理念,更值得我們關注和思考。
Ⅰ蔚來ES8的高壓安全設計狀態——結構布局合理
上車啟動嘎吱響,丈母娘兩眼淚彷徨。好的整車和高壓系統結構布局合理性極大的影響了高壓系統的安全可靠性。如果整車高壓系統結構布局不合理或者車身結構強度不足,在車輛長時間的使用過程中可能導致車身結構扭曲變形,高壓零部件固定安裝點受力移位,進而導致高壓零部件密封安全性降低,在下雨或者車輛涉水時進水引發高壓回路短路、發熱起火等安全風險。
后來我拿到了ES8的現場拆解圖,主要看高壓電池包的高壓對接口、高壓功率分配單元和其他高壓零部件,這幾個關鍵部位并沒有任何進水、腐蝕或者摩擦變形的跡象。
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,密封面干凈整潔,無任何水跡或霉變現象
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。
Ⅱ蔚來ES8的高壓安全設計狀態——設計冗余
人生很多時候都在追求對的時間遇上對的人,追求這種“剛剛好”的狀態,但是做產品開發設計是不能僅滿足于“剛剛好”,特別是電動汽車的高壓系統耐久安全設計。
電動汽車相較于傳統燃油汽車,擁有復雜的高壓零部件、高壓線束、高壓接插件等大功率高壓用電器。這些大功率高壓用電器在使用過程中由于長時間通過幾十甚至幾百安培的大電流,根據熱量累計公式Q=不難發現,隨著通過大電流的用電器電阻R的增大,高壓用電器的發熱量也會增大,在超過一定安全閾值的情況下,可能導致高壓用電器燒蝕和起火。
基于此風險,?就要求在高壓用電器的設計和選型時,必須考慮實際的使用需求和冗余保護。比如線束線徑設計是否足夠大、線束內阻是否足夠小、高壓連接接頭和觸點是否足夠牢靠、高壓連接螺栓扭矩是否足夠等等。
電池主高壓線束狀態完好
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10萬公里,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跡?;诖丝梢耘袛?,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,指產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為100A,但是選用能耐150A的線束。合理的冗余設計可極大的提高產品的可靠性,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
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復雜結構。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臟受損,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年機動車火災約為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、干涉等,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,線束固定可靠性極為關鍵。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里,是否能經受住種種“非人”的折磨,比如這輛ES8一年半開個100000公里,日均200多公里的考驗,確實是個值得關注的問題。
拆解之后可以看到,蔚來ES8對于高、低壓線束的保護還是很全面的。高、低壓線束平均每100mm就有一個可靠的固定點或固定卡扣,這樣做的目的是有效避免在車輛使用過程中出現線束震蕩或者撞擊導致受損的情況。
蔚來ES8的高壓線束均采用多層絕緣防護設計,在某些易磨損位置采用了波紋管、毛氈布等防割、防磨損結構設計,低壓線束在固定點位置采用加強絕緣防割材料纏繞包覆,很大程度上降低固定點的磨損風險。從拆解的結果來看,日均200公里的行駛工況,ES8的高低壓線束狀態還算完好,未出現破皮、干涉的情況,線束固定的可靠性值得肯定。
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蔚來ES8高壓安全設計狀態總結
老王一直強調,安全是條不可逾越的紅線,是所有新能源產品開發的最高原則。新能源汽車安全開發是一項復雜的系統性工程,只有充分的考慮到系統特性,并針對產品使用場景進行全面的失效模式分析,保證產品全生命周期安全性得到充分的驗證。不管是高壓安全、碰撞安全、起火安全還是涉水安全風險,都只是新能源汽車安全開發設計中的部分內容,還有很多未羅列的風險需要各個企業和從業者進一步考慮。
我們通過一次對10公里蔚來ES8的拆解展示,可以讓大家從對蔚來ES8的早期認識過渡到了中期的理解,或許還是會有質疑的聲音,但我認為需要更客觀公正去看待它背后的努力。從蔚來ES8高壓安全設計狀態幾大條目解析來看,蔚來在針對其產品高壓安全可靠性的設計及背后的設計理念上面還是非常值得肯定的。當下不能代表未來,但是當下卻能看到未來。
路漫漫其修遠兮,吾將上下而求索。祝福蔚來。
本文來源于汽車之家車家號作者,不代表汽車之家的觀點立場。
電動車坐墊打開分解圖,電動車坐墊鎖的拉線在哪圖片
;?????電動車坐墊打開分解圖(不會的建議找維修店師傅幫忙修一下):
??????1、首先在電動車的坐墊側邊護板上有一個鎖孔,用鑰匙插進去,然后向左旋轉,會聽到聲音就能把坐墊打開了,用手將坐墊往外面拉一下就可以了,接著坐墊會自己彈起來。
??????2、現在很多新型車都把座墊鎖也集成在車頭鎖上,只要鑰匙插進車頭鎖,不要向下按,不用鎖車頭直接向左擰就可以,坐墊會自己彈起來。
??????
??????3、電動車的坐墊鎖的拉線在座位的車殼里面,沒有鑰匙的情況下直接將手伸進車殼中,摸到和電線差不多大小的線直接拉一下,要小心一點。一般是電池箱旁邊的黑線,用力拉一下。
??????
??????坐墊拉線斷了的,還是打不開的,建議去維修店花費不了多少的,當然也可以暴力拆除坐墊,坐墊前面有一個活頁,想辦法把活頁上的螺母或者軸擰掉,抽出來從那里打開??床坏交铐摰脑捴荒鼙┝Υ蜷_坐墊,最多里面的結構壞點。
??????按照款式不同、生產商不同,設計的坐墊鎖也不同,所以可以先查看說明書,如果是太久沒打開的,里面已經生銹的,只能強拆了,也可以交給維修師傅搞定。
新能源汽車有幾個部分組成?
新能源汽車的部件組成是:1、電力驅動系統:包括電子控制器、功率轉換器、電動機、機械傳動裝置和車輪;2、電源系統:包括電源、能量管理系統和充電機;3、輔助系統:輔助動力源、動力轉向系統、導航系統、空調器、照明及除霜裝置、刮水器和收音機。新能源汽車是指采用除汽油、柴油之外的燃料作為動力來源的汽車,其分為:1、混合動力電動汽車,采用常規燃料和非常規燃料為動力來源;2、純電動汽車,動力來源依靠電機發電;3、燃料電池電動汽車,以氫燃料作為動力來源。
新能源汽車是指采用非常規的車用燃料作為動力來源(或使用常規的車用燃料、采用新型車載動力裝置),綜合車輛的動力控制和驅動方面的先進技術,形成的技術原理先進、具有新技術、新結構的汽車。
類型
純電動汽車
純電動汽車是一種采用單一蓄電池作為儲能動力源的汽車,它利用蓄電池作為儲能動力源,通過電池向電動機提供電能,驅動電動機運轉,從而推動汽車行駛。純電動汽車的可充電電池主要有鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池和鋰離子電池等,這些電池可以提供純電動汽車動力。同時,純電動汽車也通過電池來儲存電能,驅動電機運轉,讓車輛正常行駛。
混合動力汽車
混合動力汽車,它的主要驅動系統由至少兩個能同時運轉的單個驅動系統組合 而成的汽車,混合動力汽車的行駛功率主要取決于混合動力汽車的車輛行駛狀態:一種是由單個驅動系統單獨提供;第二種是通過多個驅動系統共同提供。
燃料電池電動汽車
燃料電池電動汽車,在催化劑的作用下,燃料電池電動車用氫氣、甲醇、天然氣、 汽油等作為反應物與空氣中的氧在電池中燃燒,進而電能為汽車提供動力源。本質上來說,燃料電池電動車也屬于電動汽車之一,在很多性能和設計方面和電動汽車都有很多相似之處,將其分為兩類是由于燃料電池電動車是將氫、甲醇、 天然氣、汽油等通過化學反應能轉化成電能,而純電動車是靠充電補充電能。
新能源汽車有哪些東西組成?
新能源車的基本結構主要可分為三個子系統,即主能源系統(電動源)、電力驅動系統、能源管理系統。其中電力驅動系統又由電控系統、電動機、機械傳動系統和驅動車輪等部分組成。主能源系統又由主電源和能量管理系統構成。能量管理系統是實現電源利用控制、能量再生、協調控制等功能的關鍵部件。電力驅動及控制系統是電動汽車的核心。
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