最初電動汽車的電壓平臺主流是400V(380V)系統(tǒng);后來國內(nèi)外部分車型開始嘗試600V平臺系統(tǒng);隨著保時捷Taycan的800V(750V)平臺推出,電動汽車的電壓平臺整整提高了一倍!后來奔馳、特斯拉等企業(yè)又著手研究1000V(900V)平臺,將電動汽車的電壓進(jìn)一步推高。
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于是乎很多車友就感覺到“安全受到威脅”。比如前陣子我發(fā)了一篇文章《一波三折:燃油車又要遭殃?歐盟批準(zhǔn)里程碑式新法令》,在留言區(qū)就有車友留言到:“小編加油,1000V電池肯定能炸掉整個停車庫。祝平安”。
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顯然,可以看出這是出于對電壓不斷提高而產(chǎn)生的安全方面的擔(dān)憂。以前400V電動汽車充電時起火爆炸的案例就已經(jīng)不少見了,如今電壓提高到1000V,那還了得?這爆炸威力怕是要比以往的400V車型大了2倍都不止吧(1000是400的2.5倍)?
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電壓推高到1000V更危險?
提高電壓,電池更容易爆炸?
好吧,作為一個科普作者,我非常樂于給所有愛車的朋友分享理科知識。我想從家里常用的“5號電池”說起。它的電壓是1.5V,如果2節(jié)電池并聯(lián)在一起,那么他們“成組”后的電壓依然是1.5V不變。而如果他們串聯(lián)在一起,他們他們“成組”后的電壓就是3V。
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這就是初中物理范疇的“并聯(lián)電壓不變;串聯(lián)電壓翻倍”的基本知識。但是無論是串聯(lián),還是并聯(lián),2節(jié)電池始終是2節(jié)電池,因此2種連接方法,“成組”后儲存的電能的量(能量)都是相等的。——因此我們可以看到:電壓高,不代表電池的“儲電量”就高。
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而鋰電池的起火、過熱、爆炸風(fēng)險是和“儲電量”成正比的,通俗來說就是“攜帶的能量越大”,一旦闖禍,那么釋放的威力自然也就越大?!酝ㄟ^原理闡述不難看出:電壓高低和車輛鋰電池是否容易起火爆炸,似乎是沒直接關(guān)系的。
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真相:隨著電壓的推高,
車輛的安全系數(shù)將會更高!
事實(shí)上,隨著電壓的推高,車輛的安全系數(shù)將會更高!更不容易起火!更不容易爆炸!大家也許不理解為何會得出這樣的結(jié)論。但再往下看,你或許就會恍然大悟了!——我們知道,引發(fā)電路熱失控、冒煙、起火、爆炸的本質(zhì)原因是電流。
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電流越大,電路的發(fā)熱量就越大,這一點(diǎn)相信大家都清楚。以生活中常見的電焊機(jī)為例:使用380V工業(yè)電,通過整流、降壓調(diào)節(jié),通電焊接時,電焊機(jī)的工作電壓一般僅僅30V左右,很低。想過為什么不?
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還記得初中物理課的公式么?功率=電壓×電流。想要獲得很大的電流,只需要把電壓降低就行。沒錯!電焊機(jī)就是這么玩的。電流大到一定程度后,電弧就會變得很強(qiáng)大,能熔化金屬…如果電壓太高,電弧也就變很弱,無法用來焊接了……
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提高電壓的另一個目的,
是為了更快充電之需!
此外,提高電壓的另一個目的,是為了更快充電所需。舉個最現(xiàn)實(shí)的例子:我們知道,充電速度的快慢,是充電功率直接決定的(每分鐘沖進(jìn)多少度電)。目前全世界最快的充電站,充電功率可達(dá)480Kw(1小時充電480度),已經(jīng)可以做到“充電5分鐘,續(xù)航200公里”了(廣州塔底下就有真車示范體驗(yàn))。
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你想想,如果電壓是傳統(tǒng)電動汽車的400V,那充電電流得多大?480Kw÷400V=1200A!這么夸張的電流,難道要我們找小腿粗的電纜來給車充電么?而當(dāng)我們把電壓推高到800V時,電流降低到600A;而當(dāng)我們把電壓推高到1000V時,電流降低到480A…
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這意味著用較細(xì)的電纜,配合“電纜本體水冷”,僅僅加油管粗細(xì)的電纜就可以搞定!——你會發(fā)現(xiàn),只要推高電壓,電流就下來了,我們也不需要那么粗的電纜了?!液芏嗳藳]注意到:電流變小,意味著發(fā)熱量也就變小。從這一角度來說,安全系數(shù)反而更高!
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電壓可以無限制提高么?
國際電工委員會早有答案!
這么說來,我們是不是可以無限制提高電壓呢?——根據(jù)國際電工委員會(IEC)的安全指導(dǎo)意見,當(dāng)直流電壓達(dá)到(或接近)1500V時,電?。ɡ。┓烹娛侵饕L(fēng)險因素;而當(dāng)直流電壓明顯低于1500V時,觸電事故是主要風(fēng)險因素;因此有高安全需求的場合,推薦考慮系統(tǒng)峰值電壓明顯低于1500V的設(shè)計(jì)。
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而系統(tǒng)標(biāo)稱電壓,和電路中可能會產(chǎn)生的最高峰值沖擊電壓的關(guān)系,是1.3倍關(guān)系。比方說標(biāo)稱100V電壓的系統(tǒng),峰值脈沖電壓可能會達(dá)到130V;標(biāo)稱1000V電壓的系統(tǒng),峰值脈沖電壓可能會達(dá)到1300V。
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1000V平臺會是今后車企
努力要去“夠”的技術(shù)平臺
從上述內(nèi)容可以判斷:1000V電壓級別的汽車,電路峰值可能會產(chǎn)生1300V的高壓,這一電壓雖低于1500V,但也比較接近了,為了安全起見,同時留有一定安全余量,不宜再推高電壓了?!?/span>因此汽車行業(yè)里大多數(shù)企業(yè)也將1000V平臺作為“終極電壓平臺”。
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1000V平臺理論上說安全系數(shù)反而是比以往提高了不少,而充電的電流卻大幅度降低,因此“普通速度充電時”能提高車輛充電過程中的安全系數(shù);或者“在維持同等安全系數(shù)前提下,大幅度提高充電速度”。