新能源车电压慢慢的升高电池爆炸威力慢慢的变大就没人管管?
来源:k8凯发国际入口
发布时间:2024-07-04 08:29:39
最初电动汽车的电压平台主流是400V(380V)系统;后来国内外部分车型开始尝试600V平台系统;随着保时捷Taycan的800V(750V)平台推出,电动汽车的电压平台整整提高了一倍!后来奔驰、特斯拉等企业又着手研究1000V(900V)平台,将电动汽车的电压进一步推高。
于是乎很多车友就感觉到“安全受到威胁”。比如前阵子我发了一篇文章《一波三折:燃油车又要遭殃?欧盟批准里程碑式新法令》,在留言区就有车友留言到:“小编加油,1000V电池肯定能炸掉整个停车库。祝平安”。
显然,能够准确的看出这是出于对电压逐步的提升而产生的安全方面的担忧。以前400V电动汽车充电时起火爆炸的案例就已经不少见了,如今电压提高到1000V,那还了得?这爆炸威力怕是要比以往的400V车型大了2倍都不止吧(1000是400的2.5倍)?
好吧,作为一个科普作者,我非常乐于给所有爱车的朋友分享理科知识。我想从家里常用的“5号电池”说起。它的电压是1.5V,如果2节电池并联在一起,那么他们“成组”后的电压依然是1.5V不变。而如果他们串联在一起,他们他们“成组”后的电压就是3V。
这就是初中物理范畴的“并联电压不变;串联电压翻倍”的基本知识。但是无论是串联,还是并联,2节电池始终是2节电池,因此2种连接方法,“成组”后储存的电能的量(能量)都是相等的。——因此我们大家可以看到:电压高,不代表电池的“储电量”就高。
而锂电池的起火、过热、爆炸风险是和“储电量”成正比的,通俗来说就是“携带的能量越大”,一旦闯祸,那么释放的威力自然也就越大。——所以通过原理阐述显而易见:电压高低和车辆锂电池是否容易起火爆炸,似乎是没必然的联系的。
事实上,随着电压的推高,车辆的安全系数将会更高!更不容易起火!更不容易爆炸!大家也许不理解为何会得出这样的结论。但再往下看,你或许就会恍然大悟了!——我们大家都知道,引发电路热失控、冒烟、起火、爆炸的本质原因是电流。
电流越大,电路的发热量就越大,这一点相信我们大家都清楚。以生活中常见的电焊机为例:使用380V工业电,通过整流、降压调节,通电焊接时,电焊机的工作电压一般仅仅30V左右,很低。想过为什么不?
还记得初中物理课的公式么?功率=电压×电流。想要获得很大的电流,只需要把电压降低就行。没错!电焊机就是这么玩的。电流大到某些特定的程度后,电弧就会变得很强大,能熔化金属…如果电压太高,电弧也就变很弱,无法用来焊接了……
此外,提高电压的另一个目的,是为了更快充电所需。举个最现实的例子:我们大家都知道,充电速度的快慢,是充电功率直接决定的(每分钟冲进多少度电)。目前全世界最快的充电站,充电功率可达480Kw(1小时充电480度),已能做到“充电5分钟,续航200公里”了(广州塔底下就有真车示范体验)。
你想想,如果电压是传统电动汽车的400V,那充电电流得多大?480Kw÷400V=1200A!这么夸张的电流,难道要我们找小腿粗的电缆来给车充电么?而当我们把电压推高到800V时,电流降低到600A;而当我们把电压推高到1000V时,电流降低到480A…
这意味着用较细的电缆,配合“电缆本体水冷”,仅仅加油管粗细的电缆就可以搞定!——你会发现,只要推高电压,电流就下来了,我们也不需要那么粗的电缆了。——而且很多人没注意到:电流变小,意味着发热量也就变小。从这一角度来说,安全系数反而更高!
这么说来,我们是否能无限制提高电压呢?——根据国际电工委员会(IEC)的安全指导意见,当直流电压达到(或接近)1500V时,电弧(拉弧)放电是主要风险因素;而当直流电压明显低于1500V时,触电事故是主要风险因素;因此有高安全需求的场合,推荐考虑系统峰值电压明显低于1500V的设计。
而系统标称电压,和电路中可能会产生的最高峰值冲击电压的关系,是1.3倍关系。比方说标称100V电压的系统,峰值脉冲电压可能会达到130V;标称1000V电压的系统,峰值脉冲电压可能会达到1300V。
从上述内容能判断:1000V电压级别的汽车,电路峰值可能会产生1300V的高压,这一电压虽低于1500V,但也比较接近了,为了安全起见,同时留有一定安全余量,不宜再推高电压了。——因此汽车行业里大多数企业也将1000V平台作为“终极电压平台”。
1000V平台理论上说安全系数反而是比以往提高了不少,而充电的电流却大幅度降低,因此“普通速度充电时”能提高车辆充电过程中的安全系数;或者“在维持同等安全系数前提下,大幅度提升充电速度”。