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新能源從業者:如何科學和敬畏

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2019年05月17日  

作為正準備購買新能源車輛的消費者,且是一名新能源汽車的從業者,在面對近期不約而至自燃聯盟事件后(特斯拉快充后自燃、蔚來碰撞后4S維修時自燃和比亞迪后備箱附近自燃),不得不陷入了思考。作為一名潛在消費者,毫無疑問,在鋪天蓋地的負面信息報道面前,有些不知所措,萬幸的是,這幾起事件中沒有人員傷亡。在燃油車無法取代的駕駛體驗、綠牌的誘惑、無需頻繁保養的便捷和面臨潛在電氣安全風險之間一時難以抉擇,是冰與火之歌融為一體的快樂體驗?還是魚和熊掌難以兼得的矛盾?從吃瓜群眾的角度,首先得出結論和教訓是:新能源車輛停車后不可久留,嚴禁車內打游戲和休息,煲電話粥也不行!

回歸正經,作為一名新能源的從業者,解決問題的理性需求超越了“隔岸觀火”的吃瓜觀望。從這三起一連串的事件中,的確暴露了幾個技術細節問題。

特斯拉的快充和蔚來的碰撞導致的自燃,初步分析最大可能的直接原因是電池內部短路,如何預防電池短路涉及很多方面考慮,電池包機械結構、電池材料、熱管理、碰撞安全等等,可以說是一個系統的工程和概念,同時需要權衡能量密度、成本、駕駛體驗等維度的平衡;而比亞迪后備箱附件自燃,直接原因很大程度上和電氣短路有關。

通常我們在解決質量問題時,需要考慮:

1)盡可能減少故障發生可能;

2)降低故障發生后的危害程度;

3)故障一旦發生能夠被及時檢測和監控。

在沒有更多第一手資料以及廠家給出真正的失效原因解釋之前,不能針對上述三起事件從1)和2)的角度給予過多分析。筆者想結合第3)點,從檢測和監控的角度深入討論,拋磚引玉。為什么車輛沒有能夠及時將電池短路、車輛電氣短路報警給到車主、4S店維修人員?

電池短路以及車身電氣短路,屬于車輛絕緣檢測和監控的領域,目前的整車以及電池模塊,對絕緣檢測的手段主要是根據國家標準要求,采用被動測量為主。“被動”測量,在電池回路、車身電氣回路沒有接通工作時,檢測手段是無法“主動”進行的。

被動測量也細分為兩種,一種發展早期使用的平衡電橋法,一種后期改進過的非平衡電橋法。

前者起源于上個世紀30年代左右,其方法簡便易行、成本最優,但不能測量對稱故障,比如電池包同時進水、車身電氣對稱老化等,所有對稱的絕緣故障此檢測方法會失效,所以在上個世紀50年代左右,根據實際需求,發明了非平衡電橋法,以彌補此不足,成本上略有上升,但后者在電壓快速波動時,容易導致測量滯后和精度嚴重下降,而且兩者都需要高壓回路閉合工作時才可以工作,這也是被稱之為“被動”的主要原因。由于我國電動車市場的發展迅速以及成本壓力,國內主流車廠、電池廠商基本采用被動電橋測量方式。

在面對停車(冷車未啟動)、維修保養時的電池失效和DC/AC逆變之后的電氣回路絕緣檢測需求時,多數廠家認為屬于小概率事件,綜合成本考慮后,予以忽視。但隨著整體產業的上升,市場保有量的增加,正如同墨菲定律預言,前段時間波音737Max-8飛機失事一樣,如果有兩種或兩種以上的方式去做某件事情,而其中一種方式將導致災難,則災難必定會發生,面對生命周期可以達到百萬級數量的汽車產業,僥幸心理必然會帶來安全隱患。

如何防止檢測和監控的盲區并確保監控手段有效,成為目前大家關注的焦點。從市場中尋找可替代的成熟解決方案,是當務之急。對標一些注重安全的傳統老牌車廠,在轉型生產新能源汽車的時候,也能保持較高的安全意識和風險控制,應該成為國內企業的參考。通常絕緣監控模塊都集成在BMS(電池管理系統)里面,采用主動絕緣監控的BMS廠家主要有博世、大陸、海拉以及部分美資日資企業,對應的整機廠也集中于歐系整車廠。國內也存在一些仿制的跟隨企業,規模大小不一,也有包裝成海歸的舶來品,但根據整機廠使用反饋看來,可靠性和穩定性是最大的挑戰,甚至不如被動式可靠,所以接納程度很低。而全球BMS供應商的成本又實在無法讓本土企業承受,和多名資深新能源從業人員了解后得知,主動絕緣測量的鼻祖并不是BMS廠家,而是從事電氣安全,八十多年前成立的德國家族企業本德爾(Bender)公司,絕緣檢測是其核心的產品之一。這個功能模塊在汽車產業鏈中屬于二級配套環節,不是很顯眼但重要程度很高,往往被忽視,采用雙通道的檢測方案可以滿足全方位和全工況的測量要求。

目前擺在供應鏈和新技術方案面前最大的挑戰是,如何用可以打動本土市場的成本來實現新技術的推廣和方案升級?一旦引入這種主動絕緣檢測技術方案,整車廠以及BMS廠家可以在車輛充電、意外碰撞、高溫、電池老化等極端工況后,啟動定制化、周期規律性的停車/冷車電氣回路自檢程序,一旦發現電池或驅動側短路風險,立刻聯網報警到消費者以及廠家,并將信息公開給第三方質檢機構,給后續公正調查留下記錄。

只有直面這些風險,才能防患于未燃,但這不僅限于整車廠、一級、二級配套廠商的努力,每一位消費者和行業的參與者都有義務防止“惹火上身”!

愿這把火,

讓消費者變成火眼金睛,除了關注外型和功能,還更加關注整車的電氣安全!

讓新能源從業者更加重視風險控制,而非心存僥幸!

讓市場鳳凰涅槃,向上而生,推進品質提升和安全可靠性,促進技術升級!

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