开通VIP，畅享免费电子书等14项超值服
首页
好书
留言交流
下载APP
联系客服
2019.08.20
最近听工程师朋友说了一件非常神奇的事情——
Model3在停车锁门之后
竟然还带着，高压电！
就好比一辆传统汽车，即使你下车之后，它也可以永远不熄火！
一般来说，纯电动汽车在类似传统车“熄火”状态时，高压电池里会有一个开关，将电池内部的高压电与外部的电路连接断开。
因为如果没有这个功能，全车部分高低压用电器，都将永远处于工作的状态。白白耗费一些能量，这些用电器的寿命或许也会受到影响。
然而，真的有款车在这方面尝试了不走寻常路。不错，就是那个最特立独行的，连仪表都取消掉的特斯拉Model3。
我们本期邀请了业内著名新能源汽车电子工程师朱玉龙，跟大家聊聊这件事。
今天将和大家一起来探讨两个很有趣的问题：
1.为什么Model3的高压动力电池一直不断开连接？
2.Model3不下电的设定会对高压系统配置、工作模式产生哪些影响？
静态电流的概念被颠覆了！
Model3用户手册
Model3在用户手册里已经写明——即使Model3未行驶，电池也会非常缓慢地放电，为车载电子设备供电。电池会以约每天1%的放电速度放电。
下图是一位用户的实测结果，Model3动力电池的静置耗电是真实存在的，目前每天消耗1%的SOC（电量）。
Model3用户的电量静态消耗实测结果
我们来算一算。基于Model3电池电量75kWh，即75度电估算，每天消耗750Wh，就是0.75度电。一个传统12V蓄电池的电量约为600Wh（12V*50Ah）。也就是说，动力电池每天消耗1%SOC，相当于每天把12V蓄电池里的的能量100%放出。
换句话说，一辆特斯拉Model3即使一动不动放在那里，每天都要消耗一块传统12V小电瓶的电量！
而且，Model3的静态电流是很大的。传统蓄电池的静态电流一般在50-80mA。如果按蓄电池电压12V计算，Model3的“静态”工作电流为2.6A。
或许只有在高压电池完全放完之后，电子电器的控制逻辑，才会对静态电流起约束作用。
的确是这样，特斯拉也在Model3的手册里写清楚了，电池放电到0%可能导致车辆组件损坏。为防止完全放电，当显示的电量降至约0%时，Model3才会进入低功耗模式。
在此模式下，电池停止支持车载电子装置和辅助12V电池。
这也就是高压动力电池一直不断开连接的核心原因。整个系统，围绕“在各种模式下提供Online的服务”这一目的，需要有31.2W的功耗。对于这个量级的能耗需求，12V蓄电池是无法支撑的。
究其原因，Model3的这块控制板（多媒体控制系统）一直在工作。整个娱乐系统、数据系统在不停工作。在开发出“哨兵模式”以后，如果车辆处在哨兵模式，车辆还将对外围环境做记录。这些功能，无疑都将会对能耗提出需求。
Model3的多媒体控制器
下图是国外实际用户的大数据统计结果——静态耗电所损失的续航里程。最夸张的一天，一台静置的Model3能消耗表显30km的续驶里程，按照每天8%左右在释放能量。
这对整个高压系统的配置、工作的模式又会产生哪些影响？
DCDC的布置
DCDC，即高压直流/低压直流转换器。它的功能是将动力电池组的高压电转换成12V、24V低压电。既能给低压用电器供电，又能给辅助蓄电池充电。如下面所示是Model3的电气原理图，可以发现：
因为根据实际用电情况，12V电池需要提供较高的功率作为Buffer（缓冲），DCDC需要随时为12V电池补电。同时，因为DCDC开着，主正/主负需要一直闭合。
·并且，我们没有在电池系统中找到“预充电回路”。
电池包两端并联有逆变器，逆变器内有大电容存在。根据电容的原理，直流电源接通瞬间，其两端相当于短路，电流极大。可能导致电池包继电器粘连，也就是电池包的开关粘住了，关不掉，或者电池保险丝烧断等严重的后果。
现有的新能源汽车，一般都会设计一个“预充电回路”，在上电初始的一瞬间它先接合，保护主回路的电器元件——
回路中大电阻的存在，可以限制接通瞬间的电流，以保护继电器，确保电池正常工作。
但对于Model3来说，我们没有从电池系统中找到预充电路。在拆解其逆变器时，也没有发现预充电路。
相信你在生活中，有这样的经验——在大功率用电器工作的时候（比如电吹风、热水壶）直接把插座拔掉，会产生电弧。严重的会将插座都烧焦。
在新能源车里，同样是类似的道理。
没有这个预充电回路，每次打开和关闭，对于继电器（可以理解为一个开关）都是一次挑战。
特斯拉推荐用户把车辆插在充电插座上。从上面电路结构来看，这样使得电池电量可以随时通过车载充电机进行补充，DCDC、车载充电机和BMS就被有机的组合在一起了。而12V的输出，也可以就近配置，给整车的网络供电。
在这个设计条件下，DCDC一直在工作，Model3在正常情况下不会打开和关闭继电器，导致继电器开关的频率很低，如果极端一些，取消预充电路也能接受，或许就能满足设计的标准。
最近和几个行业权威在聊起未来的整车计算平台（VehicleComputerPlatform），在欧洲的车企是一个比一个激进。
整车计算平台如同人脑，是人体耗氧量最大的器官。更多的控制器和更复杂的功能，必然需要更大的电源来进行支撑。或许正是出于这一点，促使了特斯拉在Model3上做出了如此激进的设计。
车辆在Sleep模式下，即人走车锁之后到底需要做哪些事？如果需要随时等待用户和车企后台的应用命令，势必会给整个高压系统的配置和工作的模式带来差异。
整条电路控制的实质，是核心部件进行通信，按照需求来工作。我们看着车一动不动地趴在那里，但其实整车的网络是部分开着的。
特别是Model3新引入的哨兵模式。一旦进入哨兵模式，ADAS的单元也可以根据需要调用全车的摄像头随时进入工作状态的。
从这个意义上来说，在车辆停下来，车主离开以后的工作模式上，所有做硬件的同志们都要服从未来软件层面功能的需求，从而在整个运行模式上去改变，这真的是和手机的发展模式没有区别的。