新能源汽車安全靠譜背后的“支撐”

盡管面臨補貼退坡，然而從近期媒體不斷爆出的新建項目來看，我國新能源汽車尤其是電動汽車的投資熱度依然高漲。在今年年初舉辦的“2017中國電動汽車百人會論壇”上，工信部部長苗圩表示，工信部已牽頭編制了《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》，明確了到2020年我國新能源汽車年產(chǎn)量將達到200萬輛，以及到2025年我國新能源汽車銷量占總銷量的比例達到20%以上的發(fā)展目標。

而在國外，節(jié)能減排法規(guī)的日益嚴苛，亦推動新能源汽車未來發(fā)展。麥肯錫在早前的一份報告中指出，到 2030 年電動汽車將占到全球新車銷量的 50%。

新能源汽車未來發(fā)展可謂是一片“希望的田野”，不過，對于企業(yè)來說，機遇和挑戰(zhàn)向來相輔相生。

就目前來看，新能源汽車尤其電動汽車依然面臨著安全隱患、續(xù)航里程短、系統(tǒng)架構(gòu)可靠性不足、產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊、高成本、充電難等問題。當中，最主要的挑戰(zhàn)莫屬系統(tǒng)的安全可靠性，畢竟對于市場發(fā)展及消費者而言，無論是再前瞻的技術(shù)，多誘人的優(yōu)惠政策，“安全靠譜”是最關(guān)鍵也是最基本的保障。

這就要求各相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)除了在電池、電機、電控等關(guān)鍵技術(shù)取得突破外，包括連接器、傳感器、接觸器、繼電器等核心基礎(chǔ)元器件領(lǐng)域亦要有所作為；甚至這些原在傳統(tǒng)汽車領(lǐng)域的“配角”隨著電子電器架構(gòu)的全面改進，應(yīng)用數(shù)量日漸增加，對整個系統(tǒng)架構(gòu)所呈現(xiàn)的可靠性、完美性起到關(guān)鍵性的支撐作用。

新電氣架構(gòu)下的連接·傳感·保護

以電動汽車系統(tǒng)構(gòu)架為例，其由電池、驅(qū)動電機及電控、高壓配電盒、充電系統(tǒng)、高壓輔助用電器幾大部件構(gòu)成。無論是從部件自身還是整個系統(tǒng)構(gòu)架來說，都涉及到連接、傳感和保護，而連接和傳感是基準，通過連接、傳感達成保護。不過與傳統(tǒng)汽車相比，高電壓和大電流系統(tǒng)架構(gòu)下，這些核心的元器件均面臨著更加嚴苛的要求和挑戰(zhàn)。

首先，連接器作為電路系統(tǒng)電氣連接必需的核心基礎(chǔ)元件，在高電壓大電流下，其載流能力、耐壓能力及可靠性要求再度拔高。此外，如此高的功率下，電磁干擾是連接器所面臨的另一個重要問題。同時，高壓回路下的帶電插拔操作會產(chǎn)生電弧，這會嚴重危害到電氣連接和電子設(shè)備，并且可能引起汽車燃燒，這些問題都需要連接器的特殊設(shè)計與開發(fā)。

而對于將動力電池與逆變器連接和斷開的主接觸器，新的電氣系統(tǒng)架構(gòu)對其要求不僅包括處理非常高的連續(xù)電流，而且包括過載電流的安全開斷。一旦電池發(fā)生短路，這些接觸器必須能夠承載數(shù)千安培的電流，直至主保險絲切斷回路。根據(jù)歐洲經(jīng)濟委員會條例“ECE R-100，電池供電電動汽車”的規(guī)定，電池驅(qū)動的汽車通常必須配備保護器件，例如保險絲、斷路器或主接觸器，以防動力電池由于過電流而過熱。

再來看另一核心部件——傳感器。據(jù)相關(guān)專家介紹，未來純電動汽車傳感器的發(fā)展趨勢是實現(xiàn)微型化、多功能化、集成化和智能化。這就要求傳感器不僅具備體積小、價格便宜、可靠性高等特點，而且在精度、功能性、智能化等方面要再度提高。

除了以上三類元器件外，還有電路保護器，手動維修開關(guān)，繼電器、線束等基礎(chǔ)元器件，在新的電氣架構(gòu)下亦待升級。然而對于主機廠來說，單個元器件的創(chuàng)新固然重要，然其更為看重的是系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性，需要的亦是更為“靠譜”的系統(tǒng)性解決方案。

對于此，全球連接及傳感解決方案領(lǐng)先者TE Connectivity （TE） 利用其在高壓生成、傳輸和配電領(lǐng)域積累的豐富經(jīng)驗，數(shù)年前已開始在新能源汽車領(lǐng)域不斷進行產(chǎn)品的改進和創(chuàng)新，致力提供安全可靠的系統(tǒng)解決方案。目前在新的電氣架構(gòu)中的多個環(huán)節(jié)都有與之匹配的解決方案，以應(yīng)對新能源汽車發(fā)展中的挑戰(zhàn)。

系統(tǒng)解決方案“護航”電氣架構(gòu)每一環(huán)節(jié)

●電池包的連接和保護是整車安全至關(guān)重要的一環(huán)

作為新能源汽車當中最核心的零部件和動力來源，電池包不僅自重大，且結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，它由多個電芯模組構(gòu)成，每個模組有幾個到十幾個不等的電芯組成。其中，模組之間、電芯之間以及管理電芯的電池管理系統(tǒng)（BMS）內(nèi)部的電流傳輸和信號傳輸需要各種連接以及電流、溫度的監(jiān)控，而電池對外輸電要有高壓的連接器。因此電芯連接及模塊連接、高低壓接口、電流及溫度監(jiān)控的可靠性至關(guān)重要。

此外，近年關(guān)于新能源汽車爆炸、自燃的事件時有發(fā)生，多數(shù)亦跟電池有關(guān)。據(jù)TE汽車事業(yè)部大中華區(qū)銷售和市場總經(jīng)理李萬祥介紹，“高壓情況下，電流回路的接觸和斷開非常危險，很容易產(chǎn)生電弧，如果管理不當，產(chǎn)品可能會產(chǎn)生爆炸和燃燒?！?這對預(yù)充回路的設(shè)計、保險絲及接觸器的匹配等給予了較大考驗。

可以說，電池包的連接和保護是整車安全至關(guān)重要的一環(huán)。在此方面，TE除了提供電芯連接板（ICB）、模塊連接方案（M2M）、低壓信號連接器和電流傳感器外，其富有挑戰(zhàn)性的高壓大電流連接器以及高壓接觸器產(chǎn)品系列已得到車企充分認可。

適用于大電流和優(yōu)化尺寸的高性能連接器。 TE 的 AMP+ HVP 800 高壓連接器系統(tǒng)可通過在 50mm2 的導(dǎo)線中使用高達 250A 的電流，并安全地將大電流和高電壓從電池傳輸?shù)阶冾l器和電動機。該連接器產(chǎn)品系列采用很寬的溫度和線徑范圍，以及多個防呆設(shè)計選項，適用于眾多的混合動力及純電動汽車應(yīng)用。通過可實現(xiàn)低插入力的輔助拉桿簡化了裝配難度。據(jù)了解，除HVP800高壓連接器外，TE目前還開發(fā)出了HVP1100，PCON21等耐高壓大電流連接器產(chǎn)品。

有效抑制開關(guān)電弧的高壓保險絲和高壓接觸器組合。與傳統(tǒng)汽車的油箱一樣，混合動力和純電動車輛的儲能系統(tǒng)必須進行熱過載保護。為了在車輛熄火后或出現(xiàn)故障時及時阻斷電流，通常會在動力電池和電氣回路的連接部分使用高壓保險絲和高壓接觸器的組合。TE的EVC 250高壓接觸器正是一款專為這種應(yīng)用要求而開發(fā)的安全器件。該產(chǎn)品擁有更大的接觸間隙和優(yōu)化的開關(guān)動力，它具備高性能的滅弧磁體，結(jié)合其他措施，可有效地抑制開關(guān)電弧。并可實現(xiàn)連續(xù)的250A額定電流，能承載高達6， 000A 的過電流20ms而不影響任何關(guān)鍵性能。值得一提的是，EVC 250高壓接觸器的開關(guān)室經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計，即使是在海拔高達 5，000米的低氣壓條件下也能完全切斷電流。

除了EVC 250高壓接觸器外，TE還開發(fā)出EVC500、EVC135、EVC175，HV Mini-k等高壓接觸器及預(yù)充繼電器系列產(chǎn)品。在安全器件中，TE針對電池包維修過程中因誤操作導(dǎo)致的安全隱患，還專門開發(fā)出手動維修開關(guān)（MSD）。

“TE 對安全的責任感是開發(fā)新產(chǎn)品的關(guān)鍵因素，我們確保為所有應(yīng)用提供安全可靠的解決方案。除此之外，現(xiàn)在國家對電池包的能量密度要求非常嚴，所有的電池包廠家都希望在盡量小的空間里能夠儲盡量多的電能，因此會對連接器或者是其他輔助的元器件空間要求非常嚴格的，我們現(xiàn)在用0.5毫米的連接器應(yīng)對這方面的需求?！?李萬祥補充道。

● 充電技術(shù)的改進對于新能源發(fā)展至關(guān)重要

近兩年，因充電而引發(fā)的多起電動汽車起火事件將新能源車安全性問題再推向風口。TE一直把安全放在充電電纜產(chǎn)品的首要位置，并構(gòu)建了充電解決方案所需的一切資源：從線纜到接觸器、從儀表到讀卡器、從屏幕到插座。在安全可靠性上，TE充電系統(tǒng)擁有監(jiān)控、檢測和保護等功能，包括：接地監(jiān)控、布線錯誤檢測、避免過壓和欠壓影響充電、過流情況下短路保護、繼電器診斷以及過熱保護等；從而確保整個充電過程的安全性。

除了電池、充電系統(tǒng)外，電氣架構(gòu)上的電機電控、高壓輔助用電器亦有很多的連接傳感和保護方面相關(guān)的內(nèi)容，如高壓屏蔽連接、旋變、溫度傳感器、端子臺、低壓信號連接等。而這些部件，TE目前都擁有系統(tǒng)的解決方案與之相匹配。

“TE作為零部件供應(yīng)商，我們希望能充分發(fā)揮自己的專長來推動中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。針對新能源車安全問題，一方面我們會嚴格按照車企或系統(tǒng)供應(yīng)商的要求保證產(chǎn)品的可靠性、一致性；另一方面，我們會從專業(yè)的角度提出相應(yīng)建議，完善客戶對于整個架構(gòu)的考慮。這是我們的責任，也是使命所在?！?李萬祥在接受采訪時表示。

這讓記者想到了之前一次行業(yè)論壇中清華大學教授歐陽明高的一句評論，“新能源汽車的發(fā)展勢頭非常迅猛，不過猛過頭也不一定是好事，一旦有嚴重的安全事故發(fā)生，會對整個新能源汽車產(chǎn)業(yè)造成毀滅性打擊，這需要特別注意，企業(yè)更要存在敬畏之心?！边@當中的“企業(yè)”除了主機廠，還包括產(chǎn)業(yè)鏈上的各個零部件供應(yīng)商，共勉之吧！

生成海報

免責聲明：本網(wǎng)站內(nèi)容主要來自原創(chuàng)、合作伙伴供稿和第三方自媒體作者投稿，凡在本網(wǎng)站出現(xiàn)的信息，均僅供參考。本網(wǎng)站將盡力確保所提供信息的準確性及可靠性，但不保證有關(guān)資料的準確性及可靠性，讀者在使用前請進一步核實，并對任何自主決定的行為負責。本網(wǎng)站對有關(guān)資料所引致的錯誤、不確或遺漏，概不負任何法律責任。任何單位或個人認為本網(wǎng)站中的網(wǎng)頁或鏈接內(nèi)容可能涉嫌侵犯其知識產(chǎn)權(quán)或存在不實內(nèi)容時，應(yīng)及時向本網(wǎng)站提出書面權(quán)利通知或不實情況說明，并提供身份證明、權(quán)屬證明及詳細侵權(quán)或不實情況證明。本網(wǎng)站在收到上述法律文件后，將會依法盡快聯(lián)系相關(guān)文章源頭核實，溝通刪除相關(guān)內(nèi)容或斷開相關(guān)鏈接。