纯电动汽车的隐藏安全科技,你知道多少? | 技师长

纯电动汽车的隐藏安全科技,你知道多少? | 技师长
2020年02月27日 13:00 界面新闻

原标题:纯电动汽车的隐藏安全科技,你知道多少? | 技师长

如果说前几年大家对纯电动汽车还知之甚少,现如今肯定是达到及格线水准了。比如我们会关注一辆新车是否出自纯电动平台,因为纯电动汽车不仅取消了燃油发动机,传动机构也发生了改变,根据驱动方式不同,部分部件甚至直接取消,并增加了充电系统和驱动电机等新机构,这些变化使得纯电动汽车需要在平台阶段就重新设计。

一旦我们对纯电动汽车有了了解,就可以进一步去挖掘,纯电动汽车里那些不容易被察觉的安全科技。

高压系统电安全

因为起火风险高,且扑灭困难,纯电动汽车很关注电安全性。下面列举的7项,就是针对电动汽车高压系统布置常用的指导方法:

比如碰撞高压断电保护,这项技术的特点之一就是发生速度非常快。拿长城Pi4平台设计来说,在碰撞发生后,断电安全保护开关(PSS)能在30ms内将高压主继电器断开,保证高压安全。基于这些需求,有很多技术是我们日常不会直观感受到的。

碰撞高压断电技术在车辆发生碰撞、且动力电池管理器检测到碰撞信号大于一定阑值时,会切断高压系统主回路的电气连接,同时通知驱动电机控制器激活主动泄放,从而阻断短路危险。

此外,防过充系统也在偷偷保护我们。

举例来说,比亚迪在电池电芯上安装了CID(Current Interrupt Device)机械装置,当电芯内部压强超过设定值时(且BMS电池管理系统失效时),CID会自动弹开,断掉电芯与电芯之间的串联电路,强行终止充电过程。所以遇到这种情况不要以为一定是设备故障,还可能是设备为防止过充而采用的主动断电保护。

这项技术的基本原理是利用过充会造成内部压强升高(因为电解液气化),以此推动CID翻转片翻转来断开电路防止电池过充。

电驱动控制系统

纯电动汽车的基本工作原理是通过动力电池输出电能,电机控制器驱动电机运转产生动力,再通过减速机构将动力传给驱动车轮。上一段我们主要介绍的是电池方面的安全技术,当然电驱技术也内含玄机。

我们知道电驱系统主要包含了高性能动力电机、电力电子控制单元和减速器等部分,按当下的发展趋势,集成化成为热点。

拿采埃孚mSTARS后悬架来说,这一套150kW的电驱动EVD模块包括电机、变速器、差速器以及功率电子模块等,适用于纯电动以及混合动力系统,并可以替代具有独立悬挂的驱动或非驱动后桥系统。

电驱系统集成化可有效减小电驱动系统的体积(便于布局)、降低系统总质量(有利于轻量化)。

采埃孚mSTARS后悬架

mSTARS系统中的一个技术亮点是后轮主动转向系统AKC,它是一套线控主动转向系统,可以配合前轮转向系统实现四轮转向。具体来说,可以在低速行驶时帮助减小车辆转弯半径;在高速行驶时,减小车身偏摆,提升稳定性和安全性。

因为结构复杂,集成式驱动系统的安全能力要求比较高,所以需要设定多重保护。比如Aion LX,其三合一电驱集成系统采用了动态监测、安全监控平台、温控保护等多个环节去保障系统安全。

车身安全设计

我们往常主要关注的是车身用料,其实车身结构设计也很重要,只不过因为这部分我们很少看到,且撞击过程很激烈,不像安全带、安全气囊、头枕等能给我们最直接的安全保护体验,故而容易忽视它们的安全贡献。

为什么说结构设计很重要,我们可以拿鸡蛋举个例子。三颗鸡蛋就可以支撑住接近半米高的书而不破,就是因为蛋壳充分调动了每一处的结构来受力,尽量降低应力集中导致局部断裂。

碳纤维单体壳车身结构就是利用了鸡蛋受力原理打造。

在纯电动汽车车身设计理念中,最佳做法是摆脱传统的承载式结构,采用框架式地板+承载式车身结构。比如特斯拉、蔚来ES8等,都是如此。这种类似于半承载式车身结构的车身,目的是保护位于地板的电池包。

蔚来ES8还采用了一体式空腔门栏梁,它能起到强化抵抗碰撞的能力,这种结构在传统车身上不多见。

纯电动汽车的碰撞安全性能既要考虑乘员安全,也要考虑电池系统安全。

除了电池包外,高压件的保护也尤为重要。特斯拉Model 3采用了将一些高压器件从用于吸能的前舱移出,集成到电池包后部上方的方法。高压器件放置在此位置,遇到碰撞有框架式地板结构保护,遇到刮底则有电池包壳体保护。

高压元件要尽量布置在非溃缩吸能区域。特斯拉Model 3这种集成化设计充分利用了后排座椅下部空间。

雅斯顿小结

我们消费者最常关注的安全气囊,ADAS保护技术(比如AEB、LDW、BSD等)等安全保护措施固然很重要,但纯电动汽车因为涉及到大量的电安全问题,还需要设计很多安全保护措施。这些技术可能没有ADAS耀眼,甚至很多大家都叫不上名字,但正是一点点的积累,才保证了足够的安全性。

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