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新能源车电压越来越高,电池爆炸威力越来越大,就没人管管?

 大虎悠 2023-04-10 发布于上海

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,可以看出这是出于对电压不断提高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)?

电压推高到1000V更危险?

提高电压,电池更容易爆炸?

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。——所以通过原理阐述不难看出:电压高低和车辆锂电池是否容易起火爆炸,似乎是没直接关系的。

真相:随着电压的推高,

车辆的安全系数将会更高!

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。电流大到一定程度后,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……

提高电压的另一个目的,

是为了更快充电之需!

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),已经可以做到“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!

电压可以无限制提高么?

国际电工委员会早有答案!

这么说来,我们是不是可以无限制提高电压呢?——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。

1000V平台会是今后车企

努力要去“够”的技术平台

从上述内容可以判断: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,大幅度提高充电速度”。





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