純電動車是怎么熄火的?
這個疑問可能是很多剛剛接觸純電動汽車的用戶都會有的,因為對于內(nèi)燃機汽車而言,汽車熄火或者點火就看發(fā)動機,這里的火也就是內(nèi)燃機心中的那把火,但是對于純電動汽車而言,不存在熄火的概念了,高壓電池代替了內(nèi)燃機,而大家都有這個共識:高壓電池是絕對不能起火的。
那么,純電動汽車的熄火和點火到底怎么實現(xiàn)?畢竟內(nèi)燃機汽車的使用習慣都已經(jīng)融入這個鋼筋混凝土、汽車、電腦世界中生存的高級動物的骨髓中了。不過,這個問題難不到咱們高級動物,高級動物的類比思維能力啟動,類比一下,發(fā)現(xiàn)高壓電池就是咱們以前的發(fā)動機,所以在純電動汽車上,熄火也就應該是按一下啟動開關(guān)后(電動汽車基本都是配備一鍵啟動的),高壓電池里面會有一個開關(guān)斷開,從而將電池內(nèi)部和外部的高壓斷開,這也就應該是所謂的熄火。
純電動汽車的熄火,跟大家理解的是否相同?
上述是一般人對純電動汽車的理解,實際情況是不是這樣?咱們選取有代表性的,目前比較火熱的兩個車型,對比一下。放眼全球,造車新勢力最牛逼的就是特斯拉,所以咱們選取model3。而在傳統(tǒng)汽車企業(yè),走在最前列的也就是大眾的MEB平臺了,大眾 ID3 在歐洲的銷量已經(jīng)超過了特斯拉,不過因為目前ID3還沒有國產(chǎn),咱們選擇ID4 CROZZ作為對比車型。
首先Model3,這是一款不按尋常路的車,或者說,不是正常的車,因為它基本不熄火,用鑰匙鎖車之后,也不會熄火,而是一直保持高壓開關(guān)閉合。
再來看ID4 CROZZ,ID4 CROZZ在鎖車之后肯定是會斷開電的,但是又不是大家簡單理解的只有鎖車才會斷開。它在設計上為了滿足其它的需求,經(jīng)過我們的驗證,斷開高壓與鎖車、車門座椅傳感器、安全帶、車門狀態(tài)、啟動開關(guān)之間都是有關(guān)聯(lián)的,并且有著相對復雜的邏輯。不過簡單點說,駕駛員進入車輛后,高壓一般就會接通,也就是所謂的打火,而不需要按啟動開關(guān);駕駛員正常離開車輛,也會自動斷開高壓,而不一定需要鎖車。
熄火和不熄火影響什么?
按照常識理解,熄火代表著把高壓電池與其它的高壓部件斷開。那么,車輛鎖車也不熄火主要會影響兩個方面:高壓電池耗電、高壓安全。
高壓電池耗電情況
Model3:
如果車輛鎖車后還沒有熄火,那么全車的高低壓用電池就會在鎖車后也不睡覺,永遠處于工作狀態(tài),人工作要吃飯,馬跑要吃草,燃油車要耗油,電動車要耗電。所以model3的使用說明書上有如下說明:

即使 Model 3 未行駛,電池也會非常緩慢地放電,為車載電子設備供電。電池會以約每天1%的放電率放電。這也難怪網(wǎng)上有那么多車主抱怨,車輛都沒有開,咋可用行駛里程就變短了。電池以約每天1%的放電率放電,是個什么概念?簡單做個計算:基于Model 3高壓電池電量75kWh,每天消耗750Wh,就是0.75度電。一個傳統(tǒng)12V蓄電池的電量約為600Wh (12V*50Ah)。也就是說,動力電池每天消耗1%SOC,相當于每天把12V蓄電池里的的能量100%放出,“靜態(tài)”工作電流為2.6A,也就是說,鎖車后還按照2.6A的速度在放電。

其實,耗點電還好,問題的關(guān)鍵是,我不能每天鎖車的時候看一下電量,還要推算一下可能停車的時間,靠駕駛員的腦袋來避免高壓電池的電量變?yōu)?吧?當然,特斯拉也不可能那么不靠譜,所以萬能的使用說明書又來了:

簡單理解,放電到0的時候,會啟動保護模式,以防止駕駛員的腦袋不好用,計算出錯,導致放完電。有保護模式也勉強可以接受,不過重點是后面一句:在此模式下,電池停止支持車載電子裝置和輔助12V電池,應立即充電。這就著實讓咱們這些平頭百姓很難做到了,好巧停車旁邊有充電樁,才能避免說明書中描述的惡果,分析到這里,我的后背有點出汗。
ID4 CROZZ
咱們再來看一下VW ID4 CROZZ,熄火和打火的邏輯,剛才已經(jīng)介紹了。鎖車之后,高壓斷開,整車睡覺。不過睡覺也是耗電的,這個大家都能理解,畢竟人睡了一晚上之后,早上就要吃東西。那耗的電,哪里來?車上有個跟燃油車上一樣的12V蓄電池,睡覺的時候,是靠它供電的。
繼續(xù)追問下去,12V蓄電池的電,有時哪里來的?一般是從高壓電池來的,那么,這個車鎖車停放,不一樣會影響行駛里程的嗎?答案是肯定的。
不過,關(guān)鍵來了,這個車型睡覺之后,“靜態(tài)”工作電流一般會控制到60mA以下,跟燃油車差不多,咱們再做個簡單計算,就以最大的60mA計算,一天耗電17.28Wh,而VW ID4 CROZZ高壓電池的100%電量時是82度電(kWH),推算出來車輛睡眠一天,消耗高壓電池電量的0.02%。
數(shù)據(jù)出來,高低立見。
高壓安全
最近,要放假過年了,放假前都要進行安全檢查,其中有一項是必須要檢查的項目,就是辦公室飲水機在人離開前要斷電。其實大家都知道,飲水機是有防止燒干等安全功能的,為啥還要在放假前把插頭拔了?公司的安全規(guī)定肯定不是白來的,對安全隱患來說,切斷隔離才是最有效的安全措施。
從這個事情,我們就能夠理解,相比Model3的高壓斷開策略,ID4 CROZZ肯定是更加安全的。
這是從設計上,車輛大腦給出的斷開策略來說,有不同。其實,既然這個高壓開關(guān)斷開那么重要,肯定還要考慮它的可靠性問題,也就是說,會不會出現(xiàn)想要斷開的時候不能斷開。對于這種大電流繼電器開關(guān)來說,最怕的就是大電流導致放熱,進一步導致黏連,無法斷開。就類似于下圖大家可能遇到的情況。

針對這一點,我也查找了一些資料和網(wǎng)友們的實車拆解材料,整理一下,同樣對比一下這兩個車型。如下圖繼電器左邊是高壓電池,右邊是用電部件。發(fā)現(xiàn)ID4 CROZZ多出來了預充電路,這個電路有啥用?


用電器中有大電容存在,根據(jù)電容的原理,直流電源接通瞬間,其兩端相當于短路,電流極大。可能導致繼電器粘連,也就是電池包的開關(guān)粘住了,關(guān)不掉,或者電池保險絲燒斷等嚴重的后果。所以ID4 CROZZ設計一個“預充電回路”,在上電初始的一瞬間它先接合,保護主回路的電器元件——回路中大電阻的存在,可以限制接通瞬間的電流,以保護繼電器,確保電池正常工作。
但對于Model 3來說,我們沒有從電池系統(tǒng)中找到預充電路。難道設計者認為,鎖車之后高壓繼電器也不會斷開,所以不需要?這個猜測是不成立的,因為斷開高壓繼電器還是會出現(xiàn)的,不然設計上有這個繼電器干嘛。比如,做維修的時候,肯定要斷開,可能還有些其它情況會需要斷開,可能頻次低一些,但對于安全來說,小概率時間也是不允許發(fā)生的。看來特斯拉極簡的風格,不只是消除了儀表,還消除了一些看不到的東西。
小結(jié):
盡量通俗得給大家介紹了一下純電動汽車熄火的邏輯,對比了代表性的特斯拉Model 3 和大眾MEB ID4 CROZZ。從表現(xiàn)來看,不得不說,一個車來至德國,一臺車來至美國,產(chǎn)地不同,性格也不同,一個激進(Feng Xian),一個保守(An Quan)。