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新能源汽車(chē)高(gāo)壓線束安全設計(jì)

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新能源汽車(chē)高(gāo)壓線束安全設計(jì)

分類：新聞中心
作(zuò)者：東莞市勇哥汽車配件有限公司
來(lái)源：cn.snowwolf-dg.com
發布時(shí)間(jiān)：2021-08-05 16:53
訪問量：

新能源汽車(chē)高(gāo)壓線束安全設計(jì)

分類：新聞中心
作(zuò)者：東莞市勇哥汽車配件有限公司
來(lái)源：cn.snowwolf-dg.com
發布時(shí)間(jiān)：2021-08-05 16:53
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詳情

電(diàn)動汽車(chē)動力系統結構與傳統汽車(chē)差異顯著。主要區(qū)别在于電(diàn)動汽車(chē)由高(gāo)壓電(diàn)池系統、高(gāo)壓電(diàn)驅動系統提供動力輸出。

大(dà)部分用電(diàn)器(qì)，比如空(kōng)調壓縮機、空(kōng)調加熱器(qì)、動力分配單元、慢充充電(diàn)器(qì)等等都是高(gāo)壓零部件。

這裏說的高(gāo)壓普遍都在300Vdc~500Vdc之間(jiān)（注：安全電(diàn)壓小(xiǎo)于60Vdc），而且這些(xiē)用電(diàn)器(qì)的工作(zuò)電(diàn)流高(gāo)達幾百安培（注：人(rén)體(tǐ)能承受的電(diàn)流小(xiǎo)于0.023A）。

正因為(wèi)這些(xiē)高(gāo)電(diàn)壓和(hé)高(gāo)電(diàn)流的存在，如果高(gāo)壓安全防護設計(jì)不到位或使用不當，在長期使用中可(kě)能存在高(gāo)壓系統受損、絕緣性降低(dī)、高(gāo)路短(duǎn)路、電(diàn)池起火(huǒ)等隐患，對人(rén)身财産造成極大(dà)的危害。

由此可(kě)見，電(diàn)動汽車(chē)在安全設計(jì)方面不止要滿足傳統汽車(chē)所需的要求，還(hái)應當重點關注高(gāo)壓電(diàn)安全的防護設計(jì)，确保高(gāo)壓電(diàn)安全風險處于可(kě)控狀态。

在網上(shàng)看了關于蔚來(lái)開(kāi)了10萬公裏的ES8的拆車(chē)過程的全程直播，通(tōng)過一些(xiē)現場(chǎng)記錄，這裏面還(hái)是有(yǒu)很(hěn)多(duō)信息值得(de)探討(tǎo)。

蔚來(lái)ES8設計(jì)狀态解析

一款産品的功能性決定了這款産品能不能用、以及用起來(lái)爽不爽；而一款産品的安全耐久性可(kě)不可(kě)靠，将直接決定這款産品有(yǒu)沒有(yǒu)未來(lái)的問題。

安全和(hé)耐久是什麽？就是汽車(chē)的品質保證。所以，拆解一輛(liàng)開(kāi)了10萬公裏的電(diàn)動車(chē)，是很(hěn)具有(yǒu)參考意義的。

我們能通(tōng)過它長期使用後積累的狀态，來(lái)判斷其好壞。當然，其背後所承載的設計(jì)理(lǐ)念，更值得(de)我們關注和(hé)思考。

1.結構布局合理(lǐ)

上(shàng)車(chē)啓動嘎吱響，丈母娘兩眼淚彷徨。好的整車(chē)和(hé)高(gāo)壓系統結構布局合理(lǐ)性極大(dà)的影(yǐng)響了高(gāo)壓系統的安全可(kě)靠性。

如果整車(chē)高(gāo)壓系統結構布局不合理(lǐ)或者車(chē)身結構強度不足，在車(chē)輛(liàng)長時(shí)間(jiān)的使用過程中可(kě)能導緻車(chē)身結構扭曲變形，高(gāo)壓零部件固定安裝點受力移位，進而導緻高(gāo)壓零部件密封安全性降低(dī)，在下雨或者車(chē)輛(liàng)涉水(shuǐ)時(shí)進水(shuǐ)引發高(gāo)壓回路短(duǎn)路、發熱起火(huǒ)等安全風險。

來(lái)看ES8的現場(chǎng)拆解圖：主要看高(gāo)壓電(diàn)池包的高(gāo)壓對接口、高(gāo)壓功率分配單元和(hé)其他高(gāo)壓零部件，這幾個(gè)關鍵部位并沒有(yǒu)任何進水(shuǐ)、腐蝕或者摩擦變形的迹象。

（高(gāo)壓電(diàn)池包接插件口無異常刮蹭、變形情況）

（高(gāo)壓功率分配單元內(nèi)部幹淨整潔，無水(shuǐ)迹/黴變現象）

蔚來(lái)ES8的結構可(kě)靠性主要來(lái)自完全正向開(kāi)發的先天優勢。正向開(kāi)發的好處在于不受限整車(chē)固有(yǒu)結構，可(kě)以優先保護重要零部件（比如三電(diàn)系統）。

從蔚來(lái)ES8的整車(chē)結構布局圖中可(kě)以發現，高(gāo)壓電(diàn)池和(hé)電(diàn)驅動系統均布置在碰撞和(hé)擠壓安全核心區(qū)域，受力防撞結構相對規整，受力傳遞路徑可(kě)靠。

2.設計(jì)冗餘

人(rén)生(shēng)很(hěn)多(duō)時(shí)候都在追求對的時(shí)間(jiān)遇上(shàng)對的人(rén)，追求這種“剛剛好”的狀态，但(dàn)是做(zuò)産品開(kāi)發設計(jì)是不能僅滿足于“剛剛好”，特别是電(diàn)動汽車(chē)的高(gāo)壓系統耐久安全設計(jì)。

電(diàn)動汽車(chē)相較于傳統然于汽車(chē)，擁有(yǒu)複雜的高(gāo)壓零部件、高(gāo)壓線束、高(gāo)壓接插件等大(dà)功率高(gāo)壓用電(diàn)器(qì)。這些(xiē)大(dà)功率高(gāo)壓用電(diàn)器(qì)在使用過程中由于長時(shí)間(jiān)通(tōng)過幾十甚至幾百安培的大(dà)電(diàn)流.

根據熱量累計(jì)公式：Q=I²Rt ：

①通(tōng)過大(dà)電(diàn)流的用電(diàn)器(qì)電(diàn)阻R的增大(dà)，高(gāo)壓用電(diàn)器(qì)的發熱量也會(huì)增大(dà)；

②在超過一定安全阈值的情況下，可(kě)能導緻高(gāo)壓用電(diàn)器(qì)燒蝕和(hé)起火(huǒ)。

基于此風險，就要求在高(gāo)壓用電(diàn)器(qì)的設計(jì)和(hé)選型時(shí)，必須考慮實際的使用需求和(hé)冗餘保護。比如：

線束線徑設計(jì)是否足夠大(dà)

線束內(nèi)阻是否足夠小(xiǎo)

高(gāo)壓連接接頭和(hé)觸點是否足夠牢靠

高(gāo)壓連接螺栓扭矩是否足夠等等

如不滿足以上(shàng)要求，從實車(chē)表現來(lái)說，将存在因虛接打火(huǒ)導緻高(gāo)壓連接點燒蝕變色甚至發黑(hēi)、高(gāo)壓線束外皮發熱變形發黑(hēi)或碳化等現象。

從蔚來(lái)ES8的拆解結果來(lái)看，即便是開(kāi)了10萬公裏，所有(yǒu)高(gāo)壓線束的外觀狀态完好：

高(gāo)壓接插件的接口位置光潔

高(gāo)壓銅排的螺栓連接點完好

未發現任何燒蝕或者變黑(hēi)的痕迹

基于此可(kě)以判斷，蔚來(lái)ES8在高(gāo)壓系統耐久安全方面還(hái)是做(zuò)了很(hěn)多(duō)冗餘設計(jì)的。

注：冗餘設計(jì)，指産品設計(jì)過程中在滿足實際需求的情況下留出餘量。合理(lǐ)的冗餘設計(jì)可(kě)極大(dà)的提高(gāo)産品的可(kě)靠性，唯一的缺點就是成本更高(gāo)。

比如實際最大(dà)使用電(diàn)流為(wèi)100A，但(dàn)是選用能耐150A的線束。

3.線束固定可(kě)靠

電(diàn)動汽車(chē)高(gāo)壓用電(diàn)器(qì)遍布車(chē)身各處，與之連接的高(gāo)、低(dī)壓線束貫穿車(chē)身，形成了類似于人(rén)體(tǐ)血管網絡的複雜結構。高(gāo)、低(dī)壓線束的走向不同、粗細不同、工作(zuò)狀态也不同。

任何一根線束出現問題都有(yǒu)可(kě)能像血管出現問題一樣導緻心髒受損，從而引發身體(tǐ)不适，嚴重的甚至可(kě)能會(huì)危及生(shēng)命。

根據消防統計(jì)數(shù)據，2017年機動車(chē)火(huǒ)災約為(wèi)27136起，其中約占35%的事故是由于電(diàn)氣火(huǒ)災導緻，26%的事故是由于自燃導緻，而電(diàn)氣火(huǒ)災和(hé)自燃與線束固定可(kě)靠性有(yǒu)很(hěn)大(dà)的關系。

若高(gāo)、低(dī)壓線束固定不可(kě)靠，在使用過程中可(kě)能發生(shēng)磨損、幹涉等，存在短(duǎn)路、漏電(diàn)、發熱起火(huǒ)等安全隐患。

由此可(kě)見，在電(diàn)動汽車(chē)的高(gāo)壓系統耐久安全設計(jì)中，線束固定可(kě)靠性極為(wèi)關鍵。

電(diàn)動汽車(chē)在研發階段會(huì)做(zuò)一些(xiē)測試，模拟各種高(gāo)速、颠簸、沙石等振動路況，從而驗證高(gāo)、低(dī)壓線束的固定可(kě)靠性。

但(dàn)是，當車(chē)輛(liàng)轉交到用戶的手裏，是否能經受住種種“非人(rén)”的折磨，比如這輛(liàng)ES8一年半開(kāi)個(gè)100000公裏，日均200多(duō)公裏的考驗，确實是個(gè)值得(de)關注的問題。

拆解之後可(kě)以看到，蔚來(lái)ES8對于高(gāo)、低(dī)壓線束的保護還(hái)是很(hěn)全面的：

高(gāo)、低(dī)壓線束平均每200mm就有(yǒu)一個(gè)可(kě)靠的固定點或固定卡扣，這樣做(zuò)的目的是有(yǒu)效避免在車(chē)輛(liàng)使用過程中出現線束震蕩或者撞擊導緻受損的情況。

蔚來(lái)ES8的高(gāo)壓線束均采用多(duō)層絕緣防護設計(jì)，在某些(xiē)易磨損位置采用了波紋管、毛氈布等防割、防磨損結構設計(jì)。

低(dī)壓線束在固定點位置采用加強絕緣防割材料纏繞包覆，很(hěn)大(dà)程度上(shàng)降低(dī)固定點的磨損風險。

從拆解的結果來(lái)看，日均200公裏的行(xíng)駛工況，ES8的高(gāo)低(dī)壓線束狀态還(hái)算(suàn)完好，未出現破皮、幹涉的情況，線束固定的可(kě)靠性值得(de)肯定。

蔚來(lái)ES8設計(jì)狀态總結

安全是條不可(kě)逾越的紅線，是所有(yǒu)新能源産品開(kāi)發的最高(gāo)原則。