新闻资讯

通过科学和创新,我们帮助各行各业的客户满足当今和未来社会发展的需求。

特斯拉又爆炸,杀手锏“热管理”技术失灵?

  知新能源汽车   2019-12-15 次浏览

4月22日,微博上流传出一段车库特斯拉突然自燃起火的视频,视频中一辆特斯拉突然冒出冲天大火,并引燃身边数辆汽车,损失惨重。

 


早间,特斯拉官方微博回应此事:“在得知这起发生在上海的事故后,昨晚我们第一时间派出团队赶往现场。我们正在积极联络相关部门并配合核实情况。根据目前的信息显示,没有人员伤亡。


今年以来,特斯拉出现了多起事故,2月份一辆2016款特斯拉Model S在美国佛罗里达州撞树并起火,车主被活活烧死,而该车在拖到警方停车场后,至少自燃了3次,甚至在事故发生1天后依然在燃烧。


随后一辆2018年产的Model 3撞上了一辆半挂车,50岁的车主不幸在车祸中丧生。


紧接着,一位来自美国佛蒙特州的特斯拉Model 3车主GreenMtnM3(特斯拉论坛ID)在上周末拍到一台在冰面上烧到仅剩车架的Model X SUV。


对此美国的相关监管部门已开始对这些致命车祸进行调查,美国国家运输安全委员会表示,他们已向佛罗里达州德尔雷比奇派遣了一个调查小组,调查Model 3的致命车祸。官方表示如果有必要,他们还将采取进一步的行动。

 

一、为什么事故不断销量不减

 

特斯拉可以说是电动汽车商业化的最大功臣,虽然他不是第一个研发电动汽车的公司,但特斯拉确是做到了第一个吃“螃蟹”,回顾一下特斯拉产品发布时间。


  • 2008年 2 月,第一辆 Roadster 下线;

  • 2012 年 6 月,第一辆 Model S 下线;

  • 2015 年 9 月,第一辆 Model X 下线;

  • 2017 年 9 月,第一辆 Model 3 下线;

  • 2017 年 11 月,第一辆 Semi Truck 和 Roadster 2.0 发布。



在长达 15 年的时间里,特斯拉以及马斯克创造了一个又一个的神迹,其一举一动、一颦一笑牵动着世界范围内电动车行业业内人士的神经,而社会各界人士更是从性能到实测、从专利到功能、从电池包到热管理、从 Autopilot 到线束...可以说扒得体无完肤,鞭辟入里...

 

从上面事故的视频来看,出事的车辆最接近Model S,具体是哪一年份的车,现在就不得而知了,但Model S 从2012年被推出至今也有6-7年的时间了,那么最早一批的车电池心在怎么样了,是否存在安全隐患,都需要被认真对待了。

 

二、特斯拉的热管理系统


电动车的核心技术看电池,电池的核心技术看热管理。要说特斯拉创建了什么壁垒,那肯定就是它的热管理系统。


电动车的核心技术看电池,电池的核心技术看热管理。要说特斯拉创建了什么壁垒,那肯定就是它的热管理系统。要让迄今能量密度最高的7104颗动力锂电池,在寒冷的北欧和炎热的赤道,均保持稳定状态。这其中涉及到的硬件布局与软件算法,才是特斯拉真正的“杀手锏”。


特斯拉Model S共有249项专利,其中有104项与电池有关。而在这104项中,大部分也是跟热管理相关的专利技术。热管理系统的研发水平,不仅关系到电动汽车的安全性,也直接影响到续航里程的表现。


整体上说就是所谓的“热管理”,而简单地说指冷却系统,具体包括散热、产热、制冷,以及多余热量的利用。


在动力电池的冷却方面,有两种主流选择:空气冷却或液体冷却。空气冷却,顾名思义靠行驶过程中的气流来带走热量,这种冷却系统成本低、结构简单,但效率也低,而且占用空间较大;相比之下,液体冷却效率最高,适合特斯拉装备的大功率电池,而且在结构设计上比空气冷却要更加灵活,但关键因素是成本较高。


不仅如此,液体冷却还会存在冷却液外泄的危险,后期的保养与维护成本也较高。所以,特斯拉Model S一个电池组零售40万人民币,你也应该明白其中的原因了。


有人喜欢这样计算:每节18650电池的成本,乘以7000节,就是电池组的成本。这是很滑稽的算法,根本没考虑电池组整体的包装成本,以及内部的冷却液系统。


特斯拉的冷却液循环系统,在电池包的内部呈S型排列,它将444块电池纵向划分为了7组,每组两列。这个冷却液系统不仅贯穿整个电池组,还承担着电机与电控的冷却任务。



通过这个冷却液循环系统带走的热量,最终会在车辆头部的热交换器散发出去。



Model S的前脸没有传统的中网,而是一个封闭的设计。但这并不代表它没有进气口,如果你仔细观察,就会看到在前唇下部有三个进气口。这三个进气口分别对应着三个热量交换装置,两侧的用来负责空调系统,中间的负责电池与电机的冷却液循环系统。


值得注意的是,电池的冷却液循环与电机的冷却液循环是相互独立的两个系统,但这两者之间可以选择并联模式,也可以选择串联模式,所以又是相互配合的。然而,两个系统之间是不能自由切换的,热管理的软件算法,会根据热量分布情况来进行自动的关联。


特斯拉Model S内部有三大热管理系统,前面提到的电池冷却循环是其中之一。此外,还有另外两个冷却循环系统,分别是负责调节座舱内部气温的空调系统,以及负责冷却电机、充电器的循环系统。



在传统汽车上,空调系统(HVAC)的制冷是依靠发动机驱动的压缩机来实现的,而制热则是依靠发动机热量。


在特斯拉ModelS上,情况有所不同。对于制冷,可以依靠单独的电机来驱动压缩机,配合相应的制冷剂即可。


而制热,由于没有发动机作为热量来源,只能选取其他制热的方式。这一点,特斯拉采取的是PTC加热方式,与某些取暖装置的原理是一样的,利用热敏原理生产热量,当然这比较耗电。


但与此同时,电机产生的多余热量也会用来加热座舱。由于电池要维持一个稳定的工作温度,所以Model S的产热部件中温度最高的其实是电机。


从特斯拉的一份专利文件可以读取到,在座舱内部的制热方面,首要热源实际上是电机,其次才是PTC制热装置。不能肯定这就是目前Model S采取的方案,但具备一定参考性。


长途旅行时,空调是影响续航的一大因素。对于电动车来说,夏天行车开空调制冷,其实是比较耗电的,因为压缩机在不停工作;而冬天开空调制热,则可以充分利用电机工作时多余的热量。如果电机的热量不够,就会启用PTC制热,这时耗电量会飙升。


在北欧等极寒天气下,特斯拉的热管理系统要接受更严苛的考验。因为在车辆起步前,动力锂电池要达到一定的工作温度才行。理论上讲,环境温度越高,电池内部化学反应越活泼,特斯拉的续航也会更长。



所以与传统汽车相比,使用特斯拉要注意温度的影响。根据官方说明,电池组可以承受的温度范围是-30℃~60℃。在不使用车辆时,特斯拉建议车主把电充上,这样可以维持电池组的正常工作温度。只有在最佳温度下,电池才能发挥最大的化学效率。


由此可见,特斯拉85kWh的电量,并没有全部用来驱动车辆。最为整台车唯一的能量来源,它的一部分电量被转换为热能浪费掉了,一部分用来驱动压缩机或加热座舱了,还有一部分则用来加热电池。最终剩下的,才是用来克服路面摩擦力与空气阻力,推进车辆行驶的电量。


写在最后:


现在爆炸还在调查,但就网上报道的消息,有可能是在充电过程中,发生爆炸,虽然爆炸原因还在调查,但是否和电池本身有关,如果有关系,接近100万的汽车开了6-7年就会出现这种重大的安全隐患,那么电动汽车的使用成本如此之高,是否还是第一首选之一,就算特斯拉推出了廉价版Model 3,但价格也在20万元左右,而国产威马、小鹏,却只有15万元左右的价格,而使用寿命却并没有降低,新车体验也是超水准。特斯拉能否继续保持自己的核心竞争力?

版权与免责声明 广州市绿原环保材料有限公司声明:本站内容及图片均由系统采集于网络,涉及的言论、版权与本站无关。如发现内容或图片存在版权问题,烦请提供相关信息发邮件至yeah_w@qq.com,我们将及时沟通与处理。
Top