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标题: 新能源汽车的软肋还是电磁兼容 [打印本页]

作者: maohongtao 时间: 2013-10-8 13:26
标题: 新能源汽车的软肋还是电磁兼容

国庆节过去，终于又回到了办公室，大家一定在谈高速公路免费带来的费心，过着国家给放的假日，在街上有没有记者问：“什么是爱国，你爱国吗？”看到被访问的人尴尬的表情，暗自窃喜还好没有让我碰上。在大洋彼岸美国八十万公务员因为政府关门也放了假，在大街上一辆起了一个怪兽名字的电动汽车着火了，于是人们又想起来深圳那次电动车撞击着火事故，暗自窃喜美国最高的科技也不是安全的。以下是转帖网上的报道：
特斯拉汽车周三股价大幅下跌，原因是一段Model S汽车着火的视频在网络上流传，促使这家电动汽车公司迅速采取行动来消除相关负面影响。
特斯拉汽车的全球通信负责人伊丽莎白・贾维斯-辛恩（Elizabeth Jarvis-Shean）证实，视频中着火的汽车确系一辆特斯拉汽车，但同时强调指出，驾车者及时逃离了着火的车辆，并未受到任何伤害。
特斯拉就此事发表的声明如下：
"昨天，一辆Model S 汽车在马路中间与一个大型金属物体发生碰撞，导致这辆汽车遭受了严重损伤。该车的警报系统提醒司机发生了问题，并指示其将车安全停到路边，而司机也照做了。没人在此次事件中受伤，司机是车上唯一的乘客，事故发生后有足够时间安全离车，并给相关当局打了电话。
随后，由于汽车在碰撞中受到严重损伤而引发的火焰持续燃烧，随后在该车前方受到控制，这要感谢该车型及其电池组的设计与构造。所有迹象都表明，火势并未蔓延到车辆内部，并被消防部门当场扑灭。"
在此以前，特斯拉股价已经由于股票评级遭到下调而呈现出下跌走势，而在上述消息传出后则进一步扩大此前跌幅。当日，特斯拉股价在纳斯达克市场的常规交易中下跌12.05美元，报收于180.95美元，跌幅为6.24%，盘中曾触及175.40美元的低点。过去52周，特斯拉的最高股价为194.50美元，最低股价为26.86美元。
美国投资公司Baird分析师本・卡洛（Ben Kallo）在周三早些时候发布研究报告，将特斯拉的股票评级从"跑赢大盘"（Outperform）下调至"中性"（Neutral），目标价则维持在187美元不变。他指出："虽然我们继续看好特斯拉的长期前景，但同时认为这只股票的上涨走势所反映的是其技术领导地位以及多个里程碑式的成就，从而令其执行风险受到了抑制。"
报告进一步指出："我们将更加关注特斯拉的执行相关障碍或是电池技术的重大改进。"
半挂车上掉下来的一个不规则金属部件看起来是罪魁祸首。
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S型车的车主在车载安全系统的指导下成功离开高速，将车停好，随后安然无恙的离开汽车。起火源于车辆前部的电池模块（整辆车共有16个类似模块），但车内的防火系统将其限制在了前部区域。电池组内部的排气孔将火焰引向车辆前方的道路，远离车身。
　　这次事故让人们关注的目光又指向了新能源，指向了锂电池，锂电池主要由五部分构成，即正极材料、负极材料、电解液、隔膜和包装材料。其中，包装材料和石墨负极技术相对成熟，成本占比不高。锂离子电池的核心材料主要是正极材料、电解液和隔膜。其中，正极材料是锂离子电池电化学性能的决定性因素。正极材料占锂电池成本的比例超过40%，是最主要的构成部分，电解液和隔膜，成本占比分别为10%和20%。要让电池性能提高一倍、成本下降一倍，主要就是靠材料。电池成本70%以上是由材料构成的，电池性能也是由材料决定的。
2013年持续火爆了整个夏天的特斯拉电动车正式登陆中国大陆市场，这款“有钱人的玩具”在赚取更多镁光灯的同时，也给国内电动汽车产业内带来新的思考。
近日，特斯拉汽车中国区总经理郑顺景通过微博宣布特斯拉Model S电动汽车正式在中国大陆地区接受预订。对于很多国内电动汽车行业从业者而言，吸引他们的也许并不是百公里4秒加速的极致动力，以及纯电动超级跑车所拥有炫酷外表。“6 8 31个容量为2 A h左右的圆柱单体电池(18650型号)，经过复杂的串并联结构设计，同时搭载了最先进的电池管理系统(B a t t e r yManagement System，简称BMS)，为特斯拉纯电动跑车提供了稳定强劲的驱动力。”据一位熟悉特斯拉电动汽车技术的人士表示，自行研发的BMS系统无疑是特斯拉电动车最具吸引力的技术之一。
以ModelS系列为例，电池成本约占到整车总成本的50%，其次为BMS系统，约25%左右，其余包括车身等构件总计约25%。可见电池系统为特斯拉电动车最核心的成本构成。目前特斯拉应用的电池由日本松下公司提供，松下为特斯拉供货的锂电池型号为NCR18650A，属于较常见的镍钴铝三元锂电池，其次为BMS系统，这部分成本比较固定。以高配版汽车为例，其使用的7410节左右松下NCR18650A电池成本就达到了18.5万元(按电池价格25元/节计算)，占到了电池总成本的70%。另外电池管理系统成本约为8万元。BMS通常被业内称为电动汽车动力电池系统的“大脑”，与动力电池、整车控制系统共同构成了电动汽车的三大核心技术。由于其在电动汽车中特有的重要性，电池管理系统技术越来越受到来自包括资本市场、电动汽车产业内，以及国家政策层面的关注。虽然BMS系统成本占比整车总成本较低，但是其质量好坏却会极大地影响动力电池组的稳定性，以及电动汽车整车性能安全。
这种事故并非电动车的第一次电池火灾事故，通用雪佛兰品牌的Volt和三菱的i-MiEV都出现过类似事故，波音的新梦想者飞机在今年初也出现锂电池着火事故。作为一个工程师你就不能把它当成偶然的事故一笑置之，作为投资者你就不能把它看成自然灾害一赔了之，作为社会大众你就不能觉得事不关己就漠然视之，你能保证下一个不会是让自己伤感情事故？新能源汽车的工作原理很简单，如下图所示，纯电动汽车主要由蓄电池、电动 / 发电机等部件组成。由蓄电池提供给电机动力，电机带动车轮行驶，几乎就相当于UPS带电机加四个轮子。蓄电池向电动机提供电能来驱动汽车。在制动或减速时，电机作为发电机来回收能量。纯电动汽车是完全由可充电电池(如铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池或锂离子电池)提供动力源的汽车。蓄电池通过整流和逆变器后通过变压器变压，变压器副边根据需要选择几个绕组，电磁转换的高频交流电整流为直流，分别给照明系统，测量系统和驱动系统供电。测量电压装置中需要测量电路中的电压和电流（输入输出，用互感器）进行观测，还有汽车速度，电池温度等等（用传感器）。

纯电动汽车原理
充电方式：蓄电池可以通过家用220/230伏电源直接充电，根据蓄电池情况的不同，充电时间最长需要7小时。如果连接340/400伏电源，充电时间明显缩短，只要3.5小时。电池发生的是化学反应，可没有晶体管反应的那么快，像船在海里面转弯，哪有自行车掉头那么快。
原理很简单，但是面对人们越来越高的速度要求，越来越复杂的功能要求，实施起来却很困难。所有的控制要依赖于车内的传感器采集准确的数据，电动机能量输入变化大，要求电池接入退出频繁，高频的开关通断，电磁环境恶劣，温度、电位控制敏感器件工作环境变化大，非常容易超出正常范围而失效，当撞击这种突然的外界冲突发生时，原来的控制系统更加容易失效，电池的接入、退出功能紊乱，发生温度失控、爆裂、电解液泄露、燃烧也就是顺理成章的了，同时如果汽油或者天然气能源供应的汽车，发生这种外力撞击时，安全系统只要有效关断总阀门，即刻切断了能量供应，安全控制的可靠性远远高于锂电池新能源车。防止燃烧事故的关键是在于行车的温度控制，要防止温度升高，就要提高电磁转换的效率，不断改善磁性材料，降低磁阻和损耗，控制电路抗干扰能力强，整体的电磁兼容设计是关键，对于目前的整车厂来说，最薄弱的环节也在这里，最可怕的是管理者自己不知道，所以老子说：知我者希，则我者贵。
如果我是记者，突然对上图中那些红的、黑的管子发生了兴趣，我问工厂的新闻发言人，您知道你的新能源车上那些管子里流的是什么吗？当然不是汽油，这个我已经知道了，呕，是高频电流，它们受到撞击也会泄露吧？有可能，发生的概率有多少，和油管的泄露差不多吧！是吗？新能源车的高频电流泄露会影响行车安全吗？这个，这个让我们的总工程师回答你，我们的新能源车集各种高科技于一身，我们的电池分散布置，电脑分配动力能源，比汽油车的油门控制安全、灵活很多，各项指标测试，符合国内、国际各种标准。记者打断他说，我们知道您已经拿了很多高科技大奖，我是问如果发生事故，你的高频电流的管子破损有泄露，也就是说你的车内的电磁环境改变了，你的电脑显示的还是那个数吗？电池组还能正常关断吗？这个，这个还没有完全测试过，新闻发言人一把推开总工，这还用测试吗，地球人都知道，非常可靠。记者我不想再争了，只争朝夕改进技术吧，滋阴才能壮阳，高科技没有高技术配合不行啊，做事和做人是一样的，你知道自己什么地方技术薄弱，制定相应的技术规范约束自己，则你的产品就可贵，群众的眼睛是雪亮的，只是说不出来而已。
通过这次采访笔者觉得，所谓的高科技只是在电脑控制，程序设计上面花拳绣腿，电脑软件的反应速度远远超过硬件，就像头脑的反应远远超过身体的动作一样，因此新能源车的软肋是电磁兼容设计，是基础的电子电路可靠性，是科学的安全检测体系，这些硬件措施跟不上，新能源的高科技就是跑在沙滩上。

作者: quipert_emc 时间: 2013-10-8 19:29
新能源汽车的EMC也是比较复杂的。。

作者: 阿飞小白 时间: 2013-10-8 20:16
新能源汽车，现在还是新兴行业，未来是趋势，但是这趋势什么时候会变成主流呢？

作者: 桃花岛主 时间: 2013-10-8 23:33
很佩服毛总的技术和写作功底，赞一个。

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