某電動汽車電池包擠壓模擬分析
A. 現在的新能源汽車發生碰撞,電池會爆炸嗎爆炸的威力有多大
新能源 汽車 的電能來源是鋰電池,目前大多數車型都採用了能量密度更高的三元鋰電池,這種電池遭遇外力破壞後會劇烈燃燒,但是因為車上並沒有油箱,沒有燃油的情況下車輛也只是自燃而已,而不是爆燃也不會發生二次爆炸。
雖然不會爆炸,但是燃燒的速度非常快,
幾分鍾就可以把一輛車燒毀。因此新能源 汽車 一旦燃燒,沒有任何救下來的可能。
但是新能源汽並沒有事故引發爆炸的案例。原因就是鋰電池沒有爆炸的條件,事故中鋰電池會劇烈燃燒,把整輛車燒毀為止。
鋰離子二次電池的特點就是容量密度高,而且容量密度還在不斷刷新,只有密度上去了續航能力才能提上去。因此鋰電池發展的方向就是不斷的提高容量密度,那麼鋰電池為什麼會自燃呢?我們看一下鋰電池的結構與工作原理:
鋰電池結構與電解電容高度相似:
正極材料、負極材料、中間的隔膜以及電解液、絕緣片構成。正極材料與負極材料緊緊的卷在一起,就像電容一樣一層層的纏繞在一起,層與層之間由隔膜絕緣,外殼起到密封的作用,防止電解液外漏,電池芯整體泡在電解液中。我們再看一下鋰電池工作原理:
充電時
鋰離子從正極脫出,通過電解液進入到負極板中,此時負極材料富鋰,正極材料脫鋰,電子的補償電荷從外電路供給到負極,以確保電荷的平衡。 放電時正好相反,鋰離子從負極逸出,經電解液進入到正極內,正極富鋰。當電池有異物刺破後,例如針刺。這時候就相當於在電池內部直接把正負極短路,鋰電池短路電流非常大,因此會從電池內部開始劇烈的燃燒:
電池刺破
後劇烈燃燒是鋰電池固有的缺點,目前比亞迪的鐵鋰電池做的比較好。
其他的諸如三元鋰電池只能從別的地方想辦法,例如提升外殼硬度、為電池做一個堅硬的外殼避免電池被異物刺破,降低爆燃的幾率。或者想辦法把電池裝到不容易碰到地方,但是電池組體積非常大 、只能把電池放在底盤上,仍然有被異物刺破、擠壓破裂的風險,這也是大多數新能源 汽車 無法迴避的一個現實,即使是特斯拉也沒有解決的辦法。
其實傳統燃油車爆炸的幾率也是非常低的,雖然汽油是易燃易爆
的危險品,但是現實中很難看到 汽車 因為事故而爆炸的例子。
上圖中這種爆炸往往是電影里為了烘托氣氛而刻意製造出來的爆炸。 汽車 想要爆炸也很難的,油箱破裂時往往伴隨著劇烈燃燒、汽油消耗完畢後也就結束了。
事故導致油箱破損汽油泄露,這時發生爆炸往往都是空氣中油氣濃度足夠高的時候導致的閃爆。但是油箱內燃油有限、戶外有足夠多的空氣,汽油很快就揮發掉或者燃燒掉,空氣中油氣濃度很難達到閃爆的臨界點。所以 汽車 爆炸只發生在電影里,或者戰亂地區用炸彈引爆,而現實生活中很難看到 汽車 爆炸!
可以肯定的和你說,新能源 汽車 一定會發生碰撞爆炸。這是毋庸置疑的問題。至於那些說不可能的人,麻煩你們仔細的想一下,只要關於電子產品之類的東西,就一定會爆炸。更何況是 汽車 ,你見過哪款 汽車 不爆炸?我指的是在發生交通事故的時候。
從2018年的數據來看,有超過五輛的新能源 汽車 因為充電而導致爆炸,當然,在我們的日常生活中,無論什麼東西充電過多,也會導致爆炸。
在今年的六月份,特斯拉的一輛 汽車 發生了自燃現象,整輛 汽車 燒的只剩下 汽車 的架子,左香並沒有人員傷亡。而像特斯拉自然這樣的事情發生並不在少數。
在上海有一個特斯拉的客戶,將自己的愛車停在地下車庫的某一個位置,從監控可以看出,車子是慢慢的開始冒煙,然後開始走火,最後燒的只剩下一副骨架。而 汽車 公司露出官方回應,是這位用戶的電池,由於自己的原因,使得電池變形,維修人員沒有檢查到,導致事故的發生。雖然這些事情都是小概率發生的。但是也會發生。
先說答案:不可能
再說原因
你可以去網路一下關於爆炸的4個前提條件:可燃物、助燃劑、封閉空間、火源
再不考慮新能源車(這里僅限純EV車,不包括燃料電池)自身的一些防護手段(例如BMS等),就單純電池自身以及其使用的工作環境而言,封閉環境是一個最難以滿足的條件
當電池包裝破損,電解液流出,電池發生自燃的時候,由於電池處於一個開放的環境,所以熱量不會出現蓄積,所以即便會有明火,但也不會出現因壓力增大而爆炸
這個道理同樣適用於燃油車,燃油車爆炸的條件也很苛刻,就一個封閉環境就限制住了
大部分車輛自燃的結果就是一把火燒了,出現爆炸的可能性非常低
目前唯一有可能出現爆炸的車,就是包括天然氣、氫氣(燃料電池)在內的燃氣能源動力車
氣體壓縮本來就是一個封閉且高壓的環境,所以一旦出現碰撞破損,壓力瞬間釋放遇到明火,爆炸是極有可能的
不過目前隨著技術的進步,常溫常壓儲存技術也很成熟,所以未來包括氫氣在內的大部分燃料電池車都可以做到安全性和普通電動車一樣
不可能
近幾年能源車起火事故視頻讓消費者非常緊張,新能源車主擔心自己的車容易起火,其它車主也害怕新能源車起火而不敢將自己的車停在旁邊,那麼到底新能源 汽車 的電池安不安全? 現階段採用不同形式動力電池的新能源車都是如何保證電池的安全性的?
兩大陣容PK,誰能登頂?
● 常見的三元鋰電池形式
目前新能源乘用車主要採用三元鋰電池,而傳統的磷酸鐵鋰電池主要是商用車以及一些低端的微型車(比亞迪最新的磷酸鐵鋰刀片電池暫不討論)。
將上述表格解讀一下:
1、硬殼電芯(方形電芯)的最大優勢是安全,畢竟鋁合金/不銹鋼殼子本身硬,而且厚度大,甚至連針刺試驗的鋼針都無法刺穿,但是硬殼電池的整包能量密度普遍不高,太多重量被用來保護電芯本身。這是大部分主流新能源車企的選擇。
2、軟包電芯的本體大家都見過,不少數碼產品的電池就是它,軟包電芯重量較輕,單體電芯一致性非常好,問題是加上溫控系統之後的輕量化優勢不多了。目前主要有通用、愛馳、前途等車企選擇使用。
3、圓柱電芯的運用最廣泛,而且散熱好,能量密度較高。除此之外圓柱電芯的供應商特別多,中日美韓都有成熟的圓柱電芯生產企業,而使用圓柱電芯最出名的車企就是特斯拉。
● 鋰離子電池的安全性
鋰離子電池主要產生的安全性問題就是燃燒甚至爆炸,出現這些問題的根源在於電池內部的熱失控。
一般電池的最佳工作溫度范圍在25℃左右,即使車輛在靜置狀態,電池也不會完全斷電,電池管理系統會根據情況自動調整動力電池的輸出功率。當電池包發生不可控的外力撞擊或者內部短路時,電芯本身會不斷發熱,若無法及時將熱量控制在合理溫度,便會導致由內到外的燃燒。由於鋰電池本身自帶氧化劑,所以使用乾粉或泡沫滅火器隔絕氧氣的傳統方法對其完全沒用,只能用大量的水降溫等它自己熄滅。
熱失控的源頭可以分為三大類:
1、電芯受外力擠壓;
2、電芯內部短路;
3、電池管理系統(BMS)失控。
想讓電芯不受外力擠壓比較容易解決,只要在車體以及電池包的外層設計出有效的防護結構,在車輛發生碰撞的時候就能抗下所有沖擊或者在一定程度上緩解沖擊,就能很好地避免出現電芯受到外力的擠壓。
動力電池普遍安裝在乘員艙的正下方, 汽車 原本的結構就能夠對前、後方的沖擊起到有效的緩沖防護,一些車型甚至還額外進行了加固。例如賓士的首款純電動車型EQC就在車頭設計了由多條鋼管組成的安全籠結構。
而當面對來自側向的沖擊時,除了依靠車輛的B柱以及車身框架作為緩沖之外,電池包外殼的兩側還會額外設計有類似防撞梁的吸能結構,能夠抵禦對電池包本體的沖擊。 但光應付外部的沖擊還不夠,內部也需要有框架來進行固定,即使沖擊已經傳到內部,也能保證電芯有足夠的「生存空間」。
以蔚來70kWh的電池包為例,採用尺寸規格為PHEV2,容量50Ah的VDA方形電芯,4P96S電芯排列方式,即96顆電芯為一個模組,4個模組組成蔚來電池包,共計384顆方形電芯,每個電池模組內置有3個電芯溫度感測器。
液冷恆溫系統對純電動車來說非常重要,蔚來將鋁制液冷板鋪於模組下,在模組與液冷板之間加入一層導熱墊,並在液冷板與殼體底部之間再鋪設有隔熱和絕緣材料,進一步確保電池整系統的恆溫和安全。工作時, 電芯的溫度傳遞到模組與冷板接觸的底部,再通過導熱墊傳給液冷板,液冷板外壁再把熱量傳導到冷卻液,而在電池溫度過低時也可以反向給電池加熱。
通用旗下別克VELITE6使用的則是軟包電池,內部的一片片軟包電芯如同撲克牌一樣豎直排列在一起。兩個軟包電芯、一片冷卻片,再加上一個模組框架和一片隔熱泡棉組成一個完整的「MINI堆垛單元」,而一個電池模塊總成由26個「MINI堆垛單元」組成。此外,也可以通過線圈加熱冷卻液,使電池升溫,即使在極端寒冷環境下,也能確保電池處於最適宜的工作溫度。
雖然軟包電芯的電池一致性相比硬殼要稍差,但可以通過良好的電池熱管理系統來解決。而說到這里就不得不提特斯拉了,由數千顆21700鋰電池組成的電池包擁有超高的能量密度,散熱能力也更強,但過多的單體電池導致一致性非常不理想,這對電池熱管理系統是一個不小的挑戰,不過這正是特斯拉的強項。
在特斯拉的電池包內,所有圓柱形電池都被灌注水乙二醇的導熱鋁管所環繞,鋁管外還有一層橘黃色的絕緣膠帶,更大的散熱面積加上強大的電池熱管理系統讓特斯拉在實際用車中很少因為電池過熱出現問題。
過度充電是使用鋰電池包方法不當行為中危害最高的一種。由於過量的鋰嵌入,鋰枝晶會在陽極表面生長,有刺穿SEI膜的風險。其次鋰的過度脫嵌也會導致陰極結構因發熱和氧釋放而崩潰(NCA陰極的氧釋放),並加速電解質的分解,產生大量氣體。由於內部壓力的增加,排氣閥打開,電池開始排氣。電芯中的活性物質一旦與空氣接觸,就會發生劇烈反應,放出大量的熱,從而引發鋰電池的燃燒起火。
所以好的電池熱管理系統同樣會設置好最高以及最低電池SOC,並實時監測每個電芯以及模組的電量、溫度等,避免過充過放,從源頭抑制熱失控。一些搭載高容量電池的中高端車型也會選擇將部分電量隱藏,例如奧迪e-tron搭載的電池包容量為95kWh,但為了保證充電效率和電池壽命,在正常情況下的可用容量只有83.6kWh。
● 我國電動 汽車 首批強制性標准
即使已經做了如此多的努力,但事實證明我們還是不能100%確保純電動車不會發生起火事故,但通過電池內部的阻燃材料以及電池熱管理系統發出的預警,我們可以盡量將電池從升溫到最終燃燒的時間延長。
在5月12日,國家市場監督管理總局、國家標准化管理委員會批准發布了《電動 汽車 安全要求》《電動客車安全要求》和《電動 汽車 用動力蓄電池安全要求》三項標准,計劃於2021年1月1日起開始實施。
其中《電動 汽車 用動力蓄電池安全要求》在優化電池單體、模組安全要求的同時,重點強化了電池系統熱安全、機械安全、電氣安全以及功能安全要求,試驗項目涵蓋系統熱擴散、外部火燒、機械沖擊、模擬碰撞、濕熱循環、振動泡水、外部短路、過溫過充等。特別是增加了電池系統熱擴散試驗,要求電池單體發生熱失控後,電池系統在5分鍾內不起火不爆炸,為乘員預留足夠的逃生時間。
您好,很高興回答您的問題,關於新能源 汽車 碰撞後是否會爆炸的問題沒有絕對的答案,但是從概率上分析大概率是不會發生爆炸的。
大家看到過很多新能源 汽車 自燃事件,但據我所知國內還從未發生一起新能源 汽車 碰撞後導致人員死亡的事件,雖然說電池在受到沖壓、碰撞、變形後會存在短路自燃的風險,但是電池包的抗擊打能力也是非常強的,並且國家對動力電池還有相應的國標,下面看看威馬 汽車 的電池包測試。
1、高空跌落
把威馬 汽車 電池包直接從 3米的高度跌落到水泥地面上。據說3米大概是一層樓的高度,很多立體車庫也差不多這么高,跌落後的電池包,外殼出現了輕微的凹陷,但是除此之外,沒有其它異常情況。
既然從3米的高低跌落的電池包沒有問題,那好奇實驗室就把高度翻倍——提升到了6米。6米的高度大概是兩層樓的高度,也是一般高架橋的高度。令人「失望」的是,摔下來的電池包外觀仍舊正常,沒有起火、沒有爆炸,觸摸時也沒有漏電現象。
2、擠壓。
把電池包抵在破碎機的率帶上,然後用機械臂進行擠壓,將電池包擠壓到變形量超過30%的時候停止。據說擠壓威馬電池包的這台破碎機,平時是用來拆房子的。
擠壓後的電池包一側已經完全塌陷了,而變形最厲害的一面就是電芯所在的位置。雖然被擠得很慘,但是整個電池包也沒有漏電的現象。
既然機械臂不行,那就換破碎錘的金屬尖頭(沒錯,就是拆房子的時候用的那個很粗的金屬頭),直接擠壓電池的上殼體。擠壓過後,電池包凹陷得很厲害,但是仍舊很穩定,沒有起火,沒有爆炸。
3、浸水 。
搭建了一個泳池,在泳池中倒入粗鹽,使得泳池中NaCl濃度高於國標濃度。然後把威馬 汽車 電池包直接浸入泳池水中三小時。
車輛在行駛過程中難免會遇到涉水的情況,如果電池包遇到積水,會不會短路起火?觀察在鹽水中浸泡三小時後吊起的威馬 汽車 電池包,發現電池包外殼完好,沒有冒煙、起火,也沒有漏電的現象。
4、高溫灼燒。
在油桶里倒入汽油,點火。然後在火焰燃燒最大的時候,把全新的電池包放在火焰上方燒烤。火勢慢慢變大,竄起的大火把電池包完全包在裡面,用紅外線測溫儀測得電池包表面的溫度達到了217℃。
150秒後,把電池包移開,底部依然有零星的火焰,待火完全熄滅後,可以看到底部的塗層有些燒化。除此之外,電池包的外形結構依然完好,底部也沒有燒穿,也沒有出現起火、爆炸的現象。
不論是跌落還是擠壓,是水泡還是火燒,經過這樣摧殘後的威馬 汽車 電池包,都沒有出現起火、爆炸、漏電的現象,可以說在安全性上是非常的利害了,所以說新能源 汽車 在發生碰撞之後爆炸的可能性非常小。
你擔心多了,國家有嚴格規定
B. 如果電池包有「壓力測試」,瑪奇朵DHT-PHEV成績是「全優」
新四化加速向我們駛來,汽車產業已經全面邁進新能源時代大門。無論是新勢力造車還是傳統品牌轉向新能源領域,新能源技術起到了至關重要的作用。不過,值得一說的是,現在各主機廠都在宣傳自己的技術可以純電行駛多久、動力輸出多強、燃油經濟性多好,然而在用戶安全方面的直面消費者卻少之又少。
從擠壓到外部火燒、整車浸水,瑪奇朵DHT-PHEV電池包在重重考驗中表現出優秀的安全性能,把新能源汽車的安全水平拉升至新高度,也提升了市場對新能源汽車的信心。沿著安全這條路繼續前行,瑪奇朵DHT-PHEV必將駛進更多消費者的心裡。
C. 如何模擬電池特性進行電池管理系統的測試
北京群菱充分利用自己在蓄電池測試領域多年的經驗積累,研發出了專門應用於BMS電池管理系統檢測的專業系統平台。該平台滿足各類BMS系統的工作狀態模擬、測量參數校準、SOC、均衡充電能力檢測、工程驗收、型式試驗等,是國內乃至國際上最專業的電池管理系統的檢驗測試工具。 BMS,全稱電池管理系統(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM)是電池與用戶之間的紐帶。主要為了能夠提高電池的利用率,均衡電池電量保持電池的一致性,延長電池的使用壽命,對蓄電池容量進行精確評估及蓄電池的監控等。主要應用領域包括電動汽車、分布式儲能電站、微網儲能等。因此BMS系統的優劣將直接影響到上述設備大安全及可靠性。我司專業致力於BMS系統模擬檢測平台的研究,經過多年的實踐打造的BMS檢測平台,可實現對BMS系統工作狀態的全方位真實模擬模擬。為BMS系統的安全可靠性評估提供准確的科學依據,可應用於BMS生產廠家、性能檢測、BMS管理系統的研發等領域。 平台描述 1) 平台由13個檢測設備共同組成一個全自動檢測系統。 2) 通過CAN匯流排通訊功能、監聽通訊信號,測試BMS的控制模式和會話內容。 3) 通過CAN匯流排實現和充電機及其他設備的信號控制對接。 4) 設備的參數設置和數據顯示,都在電腦上實現。由電腦管理各個模塊的工作。 5) 可以對車載蓄電池管理系統BMS 進行全面的評測,可以模擬電壓、電流、溫度信號及異常事件的產生,可以捕捉BMS對異常型號的反應。 6) 用於評估BMS 在SOC或SOH狀態下的估算精度。 7) 應用於:BMS的數據校準、性能檢測、BMS管理系統的研發等領域。 可以實現以下測試 1、電池管理系統測量精度的檢測及校正,主要包括電壓測量精度、電流測量精度、溫度檢測精度、單體電壓測量精度 。 2、BMS管理系統安全保護功能測試,目的是校驗BMS保護動作的可靠性和靈敏度。 3、電池充放電功能測試。 4、BMS演算法驗證:驗證SCO估算精度。
D. 汽車電瓶鼓包是什麼原因
汽車電瓶鼓包的原因:
1、高溫下,電池內部壓力升高,電池限壓閥迫於壓力自動開啟。限壓閥一旦開啟,就會加速電池失水速度。電池失水過度,電池活性下降,充電時容易出現殼體發熱、起鼓、變形等問題,也就是電池充鼓現象。
2、過充是造成電池鼓包第二大原因。
防治電池鼓包:
1、不要過充。
2、不要使用劣質充電器。
3、不要高溫下充電。
4、不要頻繁使用大電流充電。
5、選用高品質電池。電池質量是影響電池鼓包最重要的因素,高品質電池鼓包現象少。
(4)某電動汽車電池包擠壓模擬分析擴展閱讀:
電瓶的保養:
1、養成定期檢查電池的習慣
質量再好的電池也經不起瞎折騰!尤其是在使用車的過程中不注意保養,負載過重、急停急行、路段顛簸等都會損害電池。要做的就是定期檢查電池,觀察電池是否正常運行,以保證自身的人身安全。
2、選擇正確的充電方法
很多車車主在充電過程中,沒有正確充電,過充,少沖,充電過於頻繁等,這些都會導致電池壽命縮短。
E. 深度解析比亞迪漢電池安全「獨家秘笈」
作為中國新能源 旗艦 轎車, 比亞迪 漢 率先搭載的刀片電池,重新定義了動力電池的安全標准,徹底終結了電動汽車的安全痛點。憑借全面領先的安全、性能和豪華品質,比亞迪漢累計銷量已突破 7.6萬輛,持續領跑中國品牌中大型轎車市場,用高光市場表現證明:安全,才是一款電動汽車 最大的豪華!
高安全、高強度,刀片電池歷經極端嚴苛測試
電動汽車的動力電池包覆蓋成百上千個電池單體,只要一個單體發生短路引發熱失控,整個電池包就有可能被殃及。導致電池熱失控的原因有很多,比如外力破壞、高溫炙烤等等,而最直接的檢驗方法當屬針刺測試。針刺測試,就是在實驗室環境下,利用鋼針刺穿電池單體強制引發熱失控,能夠在針刺貫穿後 1小時內不爆燃、不起火的電池,才算通過針刺測試。
測試顯示,三 元 鋰電池在針刺瞬間發生劇烈燃燒的極端熱失控,電池表面的雞蛋被炸飛;傳統塊狀磷酸鐵鋰電池在被針刺後無明火、有煙,電池表面的雞蛋被高溫烤焦;刀片電池在針刺穿透後無明火、無煙,表面溫度在 30-60℃區間。截至目前,漢搭載的刀片電池是全球唯一安全通過針刺測試的動力電池。
電動汽車的電池包一般都放置在底部,當車輛托底或者受到撞擊時,如果電池包受到擠壓發生變形,同樣有可能傷及電芯引發熱失控。刀片電池既是能量體也是結構體的特點,使其成功通過了極端強度的碾壓測試。測試中,一輛 46噸重的滿載重卡從刀片電池包上碾壓通過,最終電池包無漏液、無變形、無冒煙現象,裝回原車依舊可以正常使用。
刀片電池的高安全、高強度不僅通過了針刺和碾壓測試,還歷經球擊、頂壓、火燒、涉水等多項嚴苛的測試,這也為比亞迪漢在電池安全行業領導級的地位奠定堅實基礎。
由外而內層層防護,比亞迪漢鑄就頂級電池安全
作為全球超安全智能新能源旗艦轎車,比亞迪漢的電池安全不只是在電池包層面,還體現在對動力電池的高壓系統安全防護和整車安全防護等層面上。
在高壓系統安全防護層面,比亞迪漢針對高壓零部件展開了高壓標識、絕緣耐壓、絕緣電阻、產品和連接器防護等級、主被動放電、絕緣檢測、高壓互鎖、碰撞斷高壓、接觸器及燒結檢測、熔斷器和電池過充、過放、過溫、低溫保護等 1 1 項 防護措施,並且通過了難度極大的側面柱碰、電池托底、涉水等測試項目,確保整車在極端情況下安全無漏電。
在整車安全防護層面,比亞迪漢通過標准化模塊的應用和標准化車身構架的開發,提高了熱成型鋼和高強鋼的使用佔比,車身關鍵部位熱成型鋼的使用量達 97 公斤,在中國量產轎車中排名第一。漢的高安全車身大幅增強了抗撞擊能力,碰撞發生後能夠有效降低結構變形擠壓電池包的可能性。
無懼針刺碾壓,直面火燒涉水,刀片電池的頂級安全性能,來源於比亞迪對用戶安全的高度責任心,追求極致的製造標准和極端嚴苛的測試驗證。正是這些,鑄就了比亞迪漢在電池安全領域的行業領導級地位,擁有其它電動汽車無可比擬的安全優勢,更由此樹立了新能源汽車的安全標桿,生動詮釋了 “安全才是電動車最大的豪華”。
@2019F. CTP電池封裝技術解析:寧德時代和比亞迪刀片電池有何優劣
隨著補貼政策退坡,車企和電池生產商都不得不在成本控制上再下功夫,包括貴金屬材料成本、研發和製造成本的降低,會大幅減輕整車的規劃壓力,一方面給品質提升預留更大空間,一方面保持價格優勢,提升整體性價比,國產特斯拉在售價跌破30萬大關後引來大批消費者關注就是最好的例子。
如今電池廠商做模組並非強贏利點,並且大多數車企自己可以做模組,例如華晨寶馬、北京賓士、通用汽車等,反而做PACK才是可行的出路。而電池廠商只有轉變為CTP方案,之後才有機會去做整個PACK,CTP因此也被打包和宣傳為動力電池的下一個風口。
編輯總結?/
不知道通過此篇文章您看懂CTP「套路」了嗎?正如雙離合+TIS被打包宣傳成黃金動力組合動力強油耗低,但它沒有說其可靠性一般維修成本高且並不適合中國擁堵路況的弊端,CTP技術的確可以較為明顯的提升電池能量密度,但是也的確存在著相對不穩定的硬傷。作為消費者,你可以選擇做第一個吃螃蟹的人,從中獲得一些與眾不同的體驗,也可以選擇保守觀望。
本文來源於汽車之家車家號作者,不代表汽車之家的觀點立場。
G. 「科普」新能源車動力電池安全風險與應對方法
1、新能源車電安全引人擔憂
近年來伴隨新能源車市場的火爆, 社會 上已發生多起新能源車起火事故,電池安全漸漸成為了新能源電動 汽車 最重要的議題之一,也是各方關注的焦點。新能源 汽車 國家大數據聯盟在2019年08月發布的《新能源 汽車 國家監管平台大數據安全監管成果報告》顯示:2019年5月起3個月之內共發現79起安全事故,涉及96台車,情況很嚴重。已查明著火原因主要是電池自燃、車輛碰撞、車輛浸水、車輛不合理使用問題,它們導致了鋰離子熱失控。事故車輛中磷酸鐵鋰電池佔比7%左右、三元鋰離電池佔比86%左右,剩餘車輛電池不明。
圖1 電動 汽車 起火相關案例
基於此,針對電動 汽車 的法規升級越加頻繁,要求也越來越高。國標GB30381-2020《電動 汽車 用動力蓄電池安全要求》加入了電池熱失控預警要求,要求車輛在熱失控導致乘員艙發生危險前5min發出提示信息提示人員安全撤離,對熱失控的檢測以及蔓延抑制提出了緊迫而具體的要求。C-NCAP在2021年也引入了柱碰測試法規,國外機構Tesla、三洋、三星等在2014年前就電池熱失控領域開展了大量研究,Tesla已申請60多份相關專利;國內機構如CATL、清華大學近幾年均成立專門的技術團隊研究電池安全特性;以清華大學為例,其熱失控方面部分研究成果已用於寶馬、戴姆勒、三星、長安、CATL等合作項目。
圖2 電動 汽車 中涉及電池安全的相關標准
由於法規的升級和樹立 汽車 品牌形象需要,目前國內越來越多的主機廠生產的新能源電動車也開始考慮了絕緣安全防護,如基本絕緣、外殼防護、漏電監測、手動斷開等安全防護措施;除此之外,在新能源 汽車 安全開發過程中,GB 以及NCAP 工況只是基本的考核要求,為實現真正的新能源 汽車 的安全性,減小消費者對新能源車不安全的誤區,我們需考慮更多的實際交通道路事故中所出現的碰撞工況,在所有測試工況下避免高壓電防護失效導致的高壓傷害。
圖3 新能源車型電安全開發考核工況
2、動力電池簡介
從系統的角度來說,電池分為化學電池、物理電池和生物電池三大類。對於我們比較熟悉的化學電池,則是按正負極材料進行分類,有鉛酸電池、鎳氫電池、鋰離子電池等車輛比較常用的動力電池。鉛酸電池技術成熟、價格便宜,但其污染嚴重,比能量低,一般應用於大型不間斷供電電源以及電動自行車;鎳氫電池安全性高、耐過充過放性能好,但其比能量低、低溫性能差、自放電率高,一般應用於混合電動 汽車 以及電動工具;鋰離子電池相比以上2種電池具有比能量高、循環壽命長、充電功率范圍寬、倍率放電性能好、污染小等優良特性,現今被電動 汽車 廣泛採用,也是現今國網力推的一種電動 汽車 充電電池類型。
圖4 電池分類
市場上常見的鋰離子電池基本分為4類,其中磷酸鐵鋰電池的熱穩定性最好,錳酸鋰電池次優,三元鋰LiNiCoMnO2電池略差,而鈷酸鋰電池最差。磷酸鐵鋰電池循環壽命長、毒副作用小、成本低廉、充放電倍率大、高溫穩定性好,但一致性不好,能量密度低。錳酸鋰電池成本低,毒害性較低,但熱穩定性差,循環壽命短,應用較少。三元鋰(LiMn2O4)電池能量密度高,但大功率充放電後溫度升高,高溫時釋放氧氣,熱穩定性較差,壽命較短。鈷酸鋰電池熱穩定性最差,它的正極在高溫時容易分解,加速熱失控,但能量密度高,續航更出色,特斯拉 汽車 採用了這種電池。
圖5 主流鋰離子電池性能比較
這些種類的鋰離子電池最大的區別就是正極材料的不同, 實際上正極材料是影響鋰離子電池性能和成本的關鍵因素,目前國內新能源 汽車 動力電池應用最多的是磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池。
圖6 磷酸鐵鋰刀片電池
圖7 三元鋰硬殼電池
圖8 一般動力電池包結構形式
3、電池存在的安全風險
各種電池起火的共性原因是電池熱失控,隱患總體可以分為三大類,一類是環境高溫,引起電池正負極的劇烈反應,反應會向可燃的電解液中釋放大量的能量,並析出氧氣,導致電池膨脹、過熱甚至失火;一類則是外部的物理性破壞,導致電池隔膜貫穿,正負極直接接觸使得電池內短路,短時間內釋放大量電能(可轉換成熱能),導致電池熱失控;最後一類則是電池過充、過放導致的內部結構損壞,從而引發電池的熱失控。
熱失控(Thermal runaway)是指由於鋰離子液態電池在外部高溫、內部短路,電池包進水或者電池在大電流充放電各種外部和內部誘因的作用下,導致電池內部的正、負極自身發熱,或者直接短路,觸發「熱引發」,熱量無法擴散,溫度逐步上升,電池中負極表面的SEI(Solid Electrolyte Interface)膜、電解液、正負極等在高溫下發生一系列熱失控反應(熱分解) 。直到某一溫度點,溫度和內部壓力急劇增加,電池的能量在瞬間轉換成熱能,形成單個電池燃燒或爆炸。引起單個電池熱失控的因素很多、很復雜,但電流過大或溫度過高導致的熱失控佔多數,下面重點介紹這種熱失控的機理。
以鋰離子電池為例,溫度達到90 時,負極表面SEI膜開始分解。溫度再次升高後,正負極之間的隔膜(PP或PE)遇高溫收縮分解,正、負極直接接觸,短路引起大量的熱量和火花,導致溫度進一步升高。熱失控時,230 250 的高溫導致電解液幾乎完全蒸發、分解了。它含有大量易燃、易爆的有機溶劑,逐步受到熱失控的影響,最終分解發生燃燒,是熱失控的重要原因。電解液在燃燒同時,產生一氧化碳等有毒氣體,也是重大的安全隱患。電解液如果泄漏,在外部空氣中形成比重較大的蒸汽,容易在較低位置大范圍擴散,這種擴散范圍極易遇火源引起安全事故。清華大學的研究顯示:正極中含鎳越多則熱穩定性越差,碳素材料的負極在壽命的前期較穩定,但是壽命衰減後變差。這從側面說明三元鋰電池的高鎳比例,雖然容量更大,但會導致更大的熱失控風險。
圖9 熱失控隨溫度的變化過程
4、應對電池可能存在的電池安全風險
應對電池可能存在的電池安全風險,可以從四個層級、七個維度來考慮電池的安全,四個層級指電芯、模組、電池包、整車,七個維度包括可靠連接、高壓防護、機械擠壓、過充、布置形式、短路和熱失控,在每個維度跟層級都有對應的防護措施,全方位有效的保護電池安全。
新能源 汽車 發生冒煙起火的場景一般為車輛靜置時充放電和車輛行駛中發生碰撞,下面我們基於鋰離子動力電池在機械擠壓這個維度來講解下目前開展的一般研究方法,探究整車碰撞中電池包的受力形態與損傷(失效、起火、爆炸)機理。
本研究從卷芯到單體到模組再到電池包共4個層級,每個層級的研究又分為試驗和模擬兩個方面,通過不同載入方向、不同載入速度的試驗來研究卷芯、單體和模組的各向異性和應變率效應,以及載入方向和載入速度的不同給動力電池變形行為和失效行為帶來的影響,全面認識動力電池在不同載荷工況下的響應規律和內在失效機理;藉助對試驗結果的認知,開發能夠表徵其應變率效應、各向異性和失效行為的卷芯模型,並以卷芯模型為基礎,逐級向上開發兼顧模擬精度和計算效率的電池單體模型和模組模型,以試驗結果為參考對各模擬模型的模擬精度進行驗證,為電動 汽車 電池包碰撞安全保護的開發提供虛擬模擬工具。
圖10 研究總體框架
1)卷芯層級研究
卷芯是組成單體進而構成模組的基礎,也是電池包裡面最基本的電化學單元,了解卷芯的力學性能,及其力學失效和電化學失效之間的聯系,有助於深入認識電池包在碰撞擠壓載荷下的響應規律和失效機理。鋰離子電池的正極材料通常以鋁質集流體為基底,塗布鈷酸鋰(LiCoO2)、錳酸鋰(LiMn2O4)和磷酸鐵鋰(LiFePO4)等鋰離子活性物質。負極材料通常以銅質集流體為基底,塗布石墨或硅層。而隔膜則常為由聚乙烯或聚丙烯等材料製成的多孔薄膜。通過對卷芯中的正極復合體、鋁箔、隔膜、負極復合體、銅箔等進行拉伸、壓縮、穿孔試驗,得到相應材料的材料卡片,為卷芯的精細化建模搭好基礎。
圖11 卷芯組分研究流程圖 研究總體框架
2)單體層級研究
電池單體是向下集成卷芯、向上構成模組的結構,每一個單體都是一個可以獨立工作的電化學集合體。目前車用鋰離子動力電池單體,通常採用卷繞或疊片式卷芯(交替布置的正負電極和電極間的隔膜)和液態電解質,用金屬外殼封裝成圓柱形(a)或方形硬殼電池(b),或用鍍金屬塑料膜封裝為軟包電池(c)單體層級研究。
圖12 (a) 圓柱形硬殼電池單體 (b) 方形硬殼電池單體
(c) 軟包電池單體
為了全面了解電池單體在碰撞擠壓載荷下的響應規律和失效機理,研究同樣對單體進行了不同載入方向和不同載入速度的擠壓試驗。
圖13 (a)Z向圓柱擠壓 (b) Y向圓柱擠壓 (c) X向圓柱擠壓
(d) Z向球頭擠壓 (e) Z向錐面擠壓
通過實驗,可以得到對應的力-位移-電壓曲線,結合對樣件電鏡掃描結果,來研究響應規律和失效機理,和建立了單體的有限元模型。
圖14 某工況下單體力-位移-電壓曲線
對於電池單體,我們通過多種方向和多種不同的載入速度的組合試驗對其力電響應進行了測試,可以發現,單體也有著明顯的各向異性和應變率效應。其次,單體的短路行為也具有明顯的各向異性,相比於Y向和X向,Z向是單體最容易發生短路失效的擠壓方向。藉助對試驗結果的認知,開發能夠表徵其應變率效應、各向異性和失效行為且兼顧模擬精度和計算效率的單體模型。
圖15 單體有限元模型
3)模組層級研究
模組是將一個以上電池單體按照串聯、並聯或串並聯方式組合,並作為電源使用的組合體。其研究方法與單體基本一致,但由於其結構比單體更加復雜多元,研究中需要考慮多種失效形式,包括單體之間的粘膠,殼體撕裂,端板斷裂的現象。
圖16 模組測試系統
圖17 模組試驗形式及樣件變形情況
通過研究發現,相比單體內短路(卷芯斷裂)壓降失效而言,模組試驗中更多的是由於結構失穩或外部侵入而發生的外短路;由於藍膜、膠層和鋁合金在沖擊下韌性明顯下降,更易發生失效破壞,而這些失效形式是導致模組發生外短路的關鍵因素,進而使得模組壓降對應的力和位移的響應在准靜態和存在較大差異。
圖18 某工況下單體力-位移-電壓曲線
通過模組多工況試驗標定,建立模組有限元模型。
圖19 模組有限元模型
4)電池包層級研究
通過對鋰離子從卷芯到單體到模組的研究,對電池本身具備充分的了解,包括電池在沖擊下的變形和失效規律,內部損傷發生的歷程和機理,在發生嚴重損傷前所能承受的載荷、變形、能量等的最大限度,以及損傷發生過程中機電熱的相互耦合和作用關系等。基於模擬模型,便可以開展多工況下電池包層級的研究與對標工作。
圖20 電池包系統多工況研究
在新能源 汽車 安全開發過程中,電池包作為更加復雜的系統,不同的試驗工況下,會有多種不同的失效形式,其產生的原因和所造成的危害也不盡相同。
圖21 常見的動力電池失效形式
5、結語
鋰離子電池憑借其能量密度大、循環壽命長、充電效率高等優點,被廣泛應用於純電動或混合動力 汽車 的儲能系統。然而,鋰離子電池在能量密度迅速增長的同時,對於整車的安全性設計又提出了新的挑戰。特別是在經受復雜且嚴峻的碰撞工況時,為最大程度地發揮電池系統防護結構的作用,最大限度地在碰撞防護和輕量化設計之間尋求平衡,必須首先深入研究鋰離子電池的機械性質和碰撞安全性,不但能夠對新能源車輛設計和製造提出指導性的建議,也有利於新能源車輛的後期維護和事故處理等工作的進行。
為解決電池單體在機械載入下的力學響應與損傷行為預測問題,開發預測電池包力學響應和失效行為的工具,最終服務於電動 汽車 碰撞安全設計,第一階段針對典型的車用動力電池開展了從卷芯到單體再到模組共三個層次,逐步深入的研究。每個層次的研究又分為試驗和模擬兩個方面,通過不同載入方向、不同載入速度的試驗來研究卷芯、單體和模組的各向異性和應變率效應,以及載入方向和載入速度的不同給動力電池變形行為和失效行為帶來的影響,全面認識動力電池在不同載荷工況下的響應規律和內在失效機理;藉助對試驗結果的認知,開發能夠表徵其應變率效應、各向異性和失效行為的卷芯模型,並以卷芯模型為基礎,逐級向上開發兼顧模擬精度和計算效率的電池單體模型和模組模型,以試驗結果為參考對各模擬模型的模擬精度進行驗證,為電動 汽車 電池包碰撞安全保護的開發提供虛擬模擬工具。
H. 動力電池包熱失控是怎樣發生的
電池包作為車輛的核心部件關乎車輛用車體驗和車輛使用安全,近年來,國內外汽車品牌發生多起新能源汽車由於電池包熱失控導致的自燃事故,對於電池的安全引發關注,那麼電動汽車的電池包熱失控是怎麼樣發生的?
綜上所述電池包熱失控產生有內部的電解質原因,同時也有外部因素,當然隨著電動汽車保有量的提高,電池技術不斷的提高,對電池包安全防控的技術要求會越來越高。
本文來源於汽車之家車家號作者,不代表汽車之家的觀點立場。
I. 文科生也別怕 一文帶你看懂比亞迪刀片電池針刺實驗
本周,比亞迪發布了磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池與比亞迪刀片電池做針刺實驗的對比視頻。網友們都對這個視頻非常感興趣,有人認為,實驗結果直接證實了比亞迪刀片電池更加安全,也有人對於實驗的過程提出了質疑。今天就基於《電動汽車用動力蓄電池安全要求及試驗方法》和大家好好聊聊動力電池安全實驗,以及針刺實驗究竟難在哪裡。
推薦車型目錄乘用車磷酸鐵鋰電池佔比(圖片來自:汽車與配件)
特別是在刀片電池的推出之後,體積能量密度提升,整體的重量以及接近於三元鋰電池,能量密度也足以滿足大多數家用車的需求。加上輕薄的設計,可以滿足不同種類的純電動的布局需求。
新能源車企工程師看法
基於電池線路的選擇,我們也采訪了北汽新能源BEIJING品牌工程師幾個問題,工程師的具體回答如下。
1、部分車企開始重新使用磷酸鐵鋰電池,以後磷酸鐵鋰電池是否會成為主流?
十三五期間三元電池快速發展的同時,磷酸鐵鋰電池的能量密度也有了較大提升,從2015年的約125Wh/kg提升到了接近170Wh/kg,部分電芯已經達到了180Wh/kg。得益於磷酸鐵鋰電芯能量密度約50%提升,以及電池系統集成技術的提升,現在同樣相同體積下,2015年只能跑200km的車現在也能跑到300-350km,這一里程范圍已經能夠滿足部分市場需求,再加上相對於三元電池的成本優勢加持,使得磷酸鐵鋰電池在這一市場站穩腳跟。
但是,根據中國信息數據中心公布的數據顯示,400km以上的續航里程,仍然是當前電動汽車絕大多數用戶的需求,據此判斷,高比能三元電池仍然將會是市場主流需求。
2、預測一下磷酸鐵鋰和三元鋰兩種電池方案的未來發展方向?
面對差異化的市場需求,對於長續駛里程的車型仍會採用高能量密度的三元鋰電池,而相對於一些僅需要滿足其日常里程需求,追求性價比的用戶來說,磷酸鐵鋰電池恰恰是一種更好的選擇。因此我認為兩者會各自佔領其不同的市場份額。未來三元鋰電池在發揮高能量密度優勢的同時著力於解決自身電池安全不穩定的問題,而磷酸鐵鋰電池會繼續提升能量密度。
3、BEIJING品牌的車型未來是否會換上磷酸鐵鋰電池?
北汽新能源為用戶提供豐富多樣的產品配置,其中會包括磷酸鐵鋰電池配置的車型。差異化的市場需求帶來差異化的產品配置,針對不同的用戶群體打造不同產品矩陣。
對於動力電池線路的選擇問題,上汽乘用車的工程師也給出了他們的見解。工程師的看法如下:
在電動汽車發展前期,電池包能量密度<140Wh/kg,這樣整車NEDC續航里程大多低於300km。當時影響電動汽車發展的瓶頸在於續航里程,且有國家補貼政策支持,可彌補經濟性的不足,所以三元鋰電池是首選。隨著國家新能源補貼政策的退坡,大家都面臨巨大降本壓力。與此同時,磷酸鐵鋰電池被人詬病的能量密度和充電缺點,也在隨著技術的發展得到改善。
?能量密度方面,隨著CTP(CelltoPACK),即是電芯直接集成為電池包技術的成熟,更高效電池包集成、更低整車能耗,磷酸鐵鋰車型的續航已有能力提升至400km甚至500km以上。
?充電方面,隨著電芯快充、熱管理、充電樁技術的發展,應用於乘用車的磷酸鐵鋰電池也基本可以做到與現有主流三元相同的快充速率。
?成本方面,國家補貼政策退坡,NCM811電池雖降低了鈷含量降低成本,但工藝復雜,現階段生產成本較NCM523無明顯優勢。此時成本更低、壽命更長的磷酸鐵鋰電池,自然被更多車企選擇,成為主流趨勢。或者說銷量佔比會很高。
總的來說,今後這兩種電池材料將同時存在。據市場端需求定位規劃,為用戶購車提供了更多的選擇,不存在誰替代誰。
1)磷酸鐵鋰電池充分發揮其在成本、壽命及安全方面優勢主打中低端的車型和運營車,續航里程≥400km,也可以達到500甚至600km。
2)三元依賴於其高的能量密度、更快的快充速度、更長的續航里程,主打中、高端的私人銷售端車型,續駛里程≥500km,可以達到600甚至700km。
蔚來的工程師也基於這個問題給出了自己的觀點
如果鐵鋰流行,可能意味著以能量密度為基礎的補貼政策將不再作為車企的追隨目標。三元和鐵鋰各有優缺點,不能簡單說鐵鋰就是將來唯一的方向。
編輯總結?/
一段視頻將磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池線路之爭的話題炒的火熱,在與專業工程師溝通之後,我也聊聊我的觀點。對於這兩種正極材料不同的鋰電池,我認為可以當成是互補的關系。就好比是渦輪增壓以及機械增壓一樣,同樣是提高發動機的功率,結構的不同的兩種技術可以適合不同性格的汽車。而對於新能源車同樣如此,磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池各有自己的優勢,對於不同設計取向的新能源車,同樣可以選擇最適合的動力電池。而隨著電池技術的不斷提高,純電動車的續航、充電速度以及電池耐久度也會邁入新的台階。
本文來源於汽車之家車家號作者,不代表汽車之家的觀點立場。
J. 新能源汽車電池包故障是什麼原因
一、新能源電動汽車電池管理系統故障排除案例(4個)
01
高壓電池采樣線故障
故障現象
比亞迪唐車輛SOC78%,無EV模式。如下圖所示,儀表報「請檢查動力系統」,BMS存在故障碼:P1A3D00(負極接觸器回檢故障)。
儀表顯示「請檢查動力系統」
BMS系統存在故障碼內容
檢修過程
① 因車輛提示動力系統故障,且BMS存在故障碼P1A3D00。首先對BMS負極接觸器電源、控制電路進行檢查。
② 檢查BMS負極接觸器F腳電源供給正常(k161母端)。
③ 進一步排查發現高壓電池采樣端子(k161公端——公端可理解為插頭端子,母端為插座端子,下同)F腳出現退針現象。
連接端子退針
故障排除
更換高壓電池采樣端子,如無單獨部件更換,則須更換高壓電池包總成。
//////////
02
電池管理系統初始化失敗
故障現象
江淮新能源車輛無法啟動,系統故障燈點亮,上位機上報故障為電池管理系統初始化失敗(P3013)。
故障分析
① LBC板供電線路故障。
② LBC板故障,LBC板實體如下圖。
故障排除
斷開高壓電池低壓端接插件,車輛上ON擋電,檢測LBC板12V供電是否正常。如供電正常,則為LBC板故障;如供電異常,則需結合維修手冊排查供電線路。
高壓電池低壓接插件端子
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03
高壓電池嚴重不均衡
故障現象
比亞迪e6車輛充滿電後只能行駛80km左右,儀表報「請檢查動力電池」,用診斷儀讀取故障碼為:P1AB800(BIC均衡硬體嚴重失效)、P1ABA00(電池嚴重不均衡),見下圖。
儀表提示,故障碼顯示及數據流
故障排除
① 對車輛進行全充全放一次。
② 調換BMS,測試80%、50%、0%單節電池電壓數據流,觀察最低電壓電池號是否一致;數據如上圖所示。
③ 更換高壓電池。
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04
高壓電池採集器通信超時
故障現象
比亞迪e6車輛無法上高壓,掛擋不走。儀表提示「請檢查動力電池」。
儀表檢修提示
故障排除
① 用診斷儀檢測電動機控制器無故障碼,檢測高壓電池管理器均報0~9號採集器通信異常,見下圖。
高壓電池管理器報故障
② 檢測電池包采樣線無12V輸入,CAN-H與屏蔽地阻值大於1MΩ,CAN-H與CAN-L阻值123Ω。e6A高壓電池包采樣端子定義如下圖所示,e6B高壓電池包采樣端子定義如下圖所示。高壓電池包體采樣端子電壓與阻值如下:
e6A高壓電池包采樣端子定義
e6B高壓電池包采樣端子定義
◆ X-V12+對與X-V12–電壓:12V左右(註:此值為線束端的測量值)。
◆ CAN-H與CAN-L阻值:122Ω左右。
◆ CAN-H與屏蔽地阻值:正常值>1MΩ。
◆ CAN-L與屏蔽地阻值:正常值>1MΩ。
◆ 電池包正極與X-V12–電壓:正常值<20V。
◆ 電池包負極與X-V12–電壓:正常值<20V。
◆ 電池包正極對負極(電池包總電壓)。
二、新能源電動汽車無法充電、掛擋無法行使故障(3個)
案例1:掛擋無法行駛故障
故障現象 比亞迪e6車輛掛擋無法行駛,儀表各功能顯示正常,OK燈點亮,掛D擋及R擋時加油車輛無反應。
故障分析 ① VTOG控制器故障② 制動開關及低壓線路故障③ 加速踏板故障
檢修過程
① 用診斷儀讀取了系統故障:P1B3200(GTOV電感溫度過高),故障碼可以清除,但是車輛還無法行駛。
故障碼讀取 ▲
② 讀取VTOG系統數據流發現電感溫度顯示無效值,有時達到160℃,溫度異常,見下圖。數據流分析 ▲
③ 根據數流分析電感溫度過高導致電動機控制器進行熱保護,初步判定為VTOG內部故障。
故障排除 更換雙向逆變器總成後故障消失,可以掛擋行駛。
維修小結 VTOG是雙向逆變充放電式電動機控制器的英文縮寫。控制器類型為電壓型逆變器,利用IGBT將直流電轉換為交流電,額定電壓為330V,主要功能是控制電動機和發電機等根據不同工況控制電動機的正反轉、功率、轉矩、轉速等。即控制電動機的前進、倒退,維持電動車的正常運轉。關鍵零部件為IGBT,IGBT實際為大電容,目的是為了控制電流的工作,保證能夠按照我們的意願輸出、輸入合適的電流參數。控制器總成包含上中下三層,上下層為電動機、充電控制單元,中層為水道冷卻單元,總成還包括信號接插件(包含12V電源/CAN線/擋位油門剎車/旋變/電動機過溫信號線/預充滿信號線等。
比亞迪e6先行者電動機控制器總成安裝位置 ▼
案例2:比亞迪e6高壓互鎖故障
故障現象
車輛無法啟動,系統故障燈點亮,電池故障燈點亮,上位機讀取故障碼為P3011。
儀表故障燈點亮 ▲
故障原因
高壓互鎖線路中出現斷路,導致VCU沒有接收到12V,從而策略保護。
原理分析
前艙室外繼電器盒內的MC繼電器在鑰匙置於ON擋時,87號針腳(PU01)通電12V,經過前艙線束與前艙控制線束對插接插件(PU01),到達高壓接線盒低壓接插件,進入高壓接線盒內部,再次經過前艙線束與前艙控制線束對插接插件(BX08),到達高壓電池低壓接插件,進入電池內部,最終到達整車控制器(VC39),如下圖。
高壓互鎖線路連接器件 ▲
故障排除 ① 高壓接線盒內部互鎖接插件虛焊或脫落(PU01b針腳測量有12V,BX08針腳測量無12V)。② 前艙線束與前艙控制接線束對插接插件內部針腳退針,斷開接插件,檢查PU01針腳和BX08針腳。③ 高壓電池內部互鎖接插件虛焊或脫落(BX08測量有12V,VC39測量無12V)。④ VCU接插件VC39針腳退針。
案例3:車輛無法充電故障
故障現象 比亞迪唐車輛無法充電,故障碼為P158200(H橋故障)。
讀取故障碼信息 ▲
故障分析 ① 車載充電器軟體故障。② 車載充電相關線路故障。③ 車載充電器故障。④ 車載充電器熔絲(30A)燒蝕。
檢修過程 ① 使用VDS1000將車載充電器軟體版本更新至3.00.09,故障無法排除。② 排查充電相關線路,未發現異常。③ 對車載充電器進行調換後,測試車輛仍無法充電。④ 重新用VDS1000讀取故障碼為:P157216(車載充電器直流側電壓低)。⑤ 檢查車載充電器熔絲(30A),發現熔絲內部燒蝕,更換車載充電器及熔絲(30A),故障排除