防患于未“燃”——奥托立夫断电安全保护开关

现代汽车工业发展十分迅速,不但能源结构在改变,大量新的电子设备也被广泛应用到整个汽车系统之中,这些技术进步一方面提升了车辆驾乘感受,另一方面也代表着对于车上用电需求与日俱增。再先进的汽车都无法完全避免事故的发生,如何在事故发生的时候,最大程度保证驾乘人员安全,始终是汽车行业,特别是着墨于汽车安全系统厂家眼中的重中之重。

汽车的能源供给结构近年来正在逐步走向多元化,已经具有上百年历史的传动燃油动力汽车,逐步发展出与各种新能源汽车并存的局面。特别是在车用电池技术突破了动力瓶颈关口以后,率先登上新能源动力舞台的纯电动汽车,已经成为了不少消费者的选择目标。保有量的上升让我们无法避免将会看到,甚至亲身遇上纯电动车发生事故碰撞的不幸事件。多数情况下,原本并不严重的碰撞事故,往往因为处理者缺乏足够的相关知识以及判断能力,延误了最佳的处理时间,倘若加上不合适的救援方法以及无防护救援手段,那么局面最终将走向失控。不但当事人错失逃生机会,就连出手相帮者也跟着遭殃。如何在电动车碰撞事故发生后争分夺秒、防患于未“燃”,让“自救”与“施救”得到保障?正是奥托立夫断电安全保护开关的服务目的。

奥托立夫(Autoliv)是谁?

防患于未“燃”——奥托立夫断电安全保护开关

不认识奥托立夫(Autoliv)?不要紧,你只要知道这家成立于1953年的汽车安全系统供应商,总部坐落在瑞典的斯德哥尔摩。同时在美国和瑞典上市,属于美国财富500强企业。其产品涵盖汽车被动安全系统,包括安全带,方向盘,安全气囊及特殊安全产品,如集成式儿童增高座垫,断电安全保护开关等。目前在全球27个国家有64家生产基地,拥有14个研发中心,及19条碰撞测试轨道,在全球各地完成碰撞模拟测试。在中国,奥托立夫更是领先行业建立了新能源汽车碰撞试验室,为整车客户提供更全面的测试服务。

防患于未“燃”——奥托立夫断电安全保护开关

防患于未“燃”——奥托立夫断电安全保护开关

此撞猛于彼撞

根据德国机动车监督协会DEKRA的技术研究以及资料统计,当机动车行进速度达到80Km/h以上时,几乎90%的车辆碰撞事故均会造成车辆起火。这里面的原因多种多样,最为常见的就是包括油箱破裂漏油触碰高温部件引燃,或是车身变形之后损坏连接电池的用电器,产生短路发热燃烧。但是传统机动车的这一撞起码还能用传统方式传统扑救。毕竟其所使用的车载蓄电池能量有限。纯电动汽车可就没有这么简单了。

防患于未“燃”——奥托立夫断电安全保护开关

纵观现在市面上销售的新能源汽车,不论增程式、强混、弱混还是纯电动汽车,都离不开车辆之中的锂电池作为其动力来源或是动力转换中介,区别仅仅在于电池容量的大小。在这其中,接近70%的锂电池成分为三元聚合物锂电池。近年来,为了提升消费者所高度关注的续航里程,厂家地绞尽脑汁地在成本控制与提高电池能量密度,这一对成反比的冤家之间进行艰难抉择。努力提升三元锂电池之中的镍含量,成为了不少相关企业,令电池提升效果最为明显,也最为经济的一种方式。众所周知,三元锂电池的电化学性质安全性,直接取决于微观结构之中的颗粒形态和体积结构稳定性,过度提高化学活性极高的镍含量,存在让三元锂电池安全性随之降低的风险。

防患于未“燃”——奥托立夫断电安全保护开关

传统动力汽车碰撞最为常见的燃料泄露燃烧情况,燃料自身只不过是可燃物,并不自带氧化剂助燃,经验丰富的施救人员有足够的办法扑救。但如果是电动车辆的事故碰撞,情况就大不相同了。因为锂电池一旦发生燃烧,正极材料将会在高温之下释放氧气助燃,令燃烧更为猛烈并提升热值进一步加剧正极分解释放氧气,此时倘若电池处于密闭空间,极有可能引发内部压力极具升高,最终导致爆炸。对于纯电动汽车起火的扑救方式也极其有限并且存在一定的操作专业性。锂电池内部物质作为自反应链条,除非切断反应链,要么一旦燃烧就很难停下来,直至可燃物完全燃烧殆尽。如果再遇上非专业人士情急之下的施救,那么狠有可能因误触高压电部分引发次生伤害。不能不说,纯电动汽车在碰撞事故之中的的此一撞,必然猛于传统汽车的彼一撞。

防患于未“燃”——奥托立夫断电安全保护开关

得益与风险并存

既然各种后果严重的燃烧源头几乎都一致指向了因为碰撞所导致的短路、过热、引燃这一“犯罪”路线,那为何不在碰撞初期从源头上对其断电,防止事态进一步发展呢?实际上,聪明的车企并非不知道这个道理,特别是那些涉足纯电动车研发制造领域的车企。从近期上市的部分纯电动车产品来看,面对消费者对于快速充电的需求,电动车的发展趋势正在朝着更高的电流与电压技术发展。逐步引入的400V、800V乃至实验室论证阶段的超高电压快速充电技术,除了加快充电速度以外,也同样带来了因此所可能产生的更高故障电流,由于内部阻抗的减少,故障电流甚至可达到30000A的强度,更不用提部分车辆在紧急工况下,瞬间波动的电流强度也可以轻松突破1000A,这些情况都对新能源汽车在电池保护方面提出了更高要求的挑战。

防患于未“燃”——奥托立夫断电安全保护开关

车企在研发初期已经考虑到了这个问题,且采取了一定的防护方案。目前市场上较为普遍的断电保护手段,通常为使用“高压继电器+高压保险丝(熔断器)”的解决方案。当电流在一定的范围内,继电器可正常运行,控制回路的通断;只有在较高的故障电流下,熔断器才开始工作,通过熔断本体来切断回路电流。这种看似稳妥的解决方案实际上仍存在有一定的风险。那就是在高压继电器工作范围与熔断器工作范围之间,存在一个两头都管不着的灰色区域。当电流超出继电器工作范围但仍未达到保险丝熔断能量,特别是伴随着高压保险丝老化之后阻抗提高,熔断响应时间变长时,足以损伤继电器等电路元件导致高温起火。为此,针对保险丝和继电器无法满足的灰色区域,市场急需新的解决方案。

防患于未“燃”——奥托立夫断电安全保护开关

防患于未“燃”

与其事后诸葛亮,不如防患于未“燃”。奥托立夫针对以上车企所需直面的产品安全防护痛点,从多年积累的相关技术储备之中,提出了一个具有自主专利技术的改善方案。以“断电安全保护开关”家族产品之中的PSS-4开关替代高压保险丝,配合高压继电器对电路系统提供保障。这样做的好处在于,这种常闭型烟火式断电安全保护开关,采用了气体爆破膨胀顶开开关内接触簧片的原理,物理断开故障电路,杜绝了高电流所导致的原器件损坏、发热燃烧。

防患于未“燃”——奥托立夫断电安全保护开关

PSS没有工作范围限制,并且在工作期间不消耗能量,不受震动影响,有效期长达15年之久。最关键的一点在于,与传统保险丝需要感应过载电流时才触发熔断的高延时相比,断电安全保护开关在接收到外部碰撞信号或是电池管理系统BMS所监测到的故障信号同时,能在千分之一秒时间之内完成断路作业。

防患于未“燃”——奥托立夫断电安全保护开关

宽广的应用范围

不要以为奥托立夫的断电安全保护开关,是因为近段时间频繁发生的电动车燃烧事件才得以研发出来的,事实上,奥托立夫始终将产品研发焦点,放在汽车相关安全防护上。多年的技术储备与研发经验支持下,家族产品线十分齐全,除了上面所提到将于明年量产发货,针对电动汽车以及充电站所使用的PSS-4和PSS-5开关以外,该系列产品还有针对传统燃油汽车和电动汽车的PSS-1/PSS-2开关,以及用于混合动力汽车的PSS-3开关,并且就应用呼声日渐增大的燃料电池汽车,也同步开发了规格更高的产品。当然也少不了应用于大型车辆上的大规格同类产品。可以说奥托立夫的断电安全保护开关家族,寄望于为所有车辆提供必要的保护。

防患于未“燃”——奥托立夫断电安全保护开关

汽车圈曾出现过一个伪命题,就是争论主动安全与被动安全谁更重要。事实证明安全无小事,两者同样重要。可更为重要的应该是整个行业具有可以遵循的法律法规。没有规矩不成方圆,汽车安全更应该由监管机构从法律法规方面入手主动出击,规范行业。就现在电动汽车行业大有野蛮生长的态势看来,我国相对应的法律法规制定速度与细度仍有待提高。翻查对比国外同等法律法规不难发现,国外在电动汽车安全方面已经逐步细化条款。而国内相关条款仍停留在对于规范整车放电领域,多少忽略了断电方面的法规制定。更多细节更处于空白。要想真正保护好车辆驾乘人员的安全,真的需要全行业以及监管机构共同努力。


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