【第一电动网】（特约作者 朱玉龙）纯电动汽车想要卖好是很不容易的，需要考虑私人用户使用的方方面面，这里继续把纯电动汽车使用过程中发生的问题进行梳理，这篇文章主要谈两点，12V电池亏电和故障/没电车辆的运输。

第一部分 12V电池亏电

12V电池是汽车里面重要的组成部分，也是整个电子控制系统的主要电源之一。当电池亏电的时候，对纯电动汽车会带来一些意想不到的问题。我们先来看看传统内燃机车辆的12V系统

1)传统内燃机汽车12V系统

传统汽车的供电系统是由汽车发电机和12V蓄电池两部分组成，发电机在发动机工作的时候提供电能同时给蓄电池充电，蓄电池呢提供启动引擎的能量，也是所有的电子模块常态的供电。

12V蓄电池在汽车启动时为起动机提供较高的启动功率，起动机转起来之后拖动发动机旋转，帮助发动机正常启动；在发动机启动以后起动机与发动机脱开，并与供电系统脱离。发动机运转带动发电机运行，对蓄电池进行补充充 电，与蓄电池一起对车载的所有电子电气模块供电；当汽车引擎不工作时，由蓄电池对整个系统供电。 发电机部分由交流发电机和调节器两部分组成。由于汽车发动机转速是在变化的，导致发电机的速度也在变化，在通常情况下的充电电压一般在14V左右，因此需要调节发电机内部磁场电流大小，转速低时调节的电流就大，转速高时调节的电流就小，使发电机输出较为稳定的电压。

传统车的常见问题，是电池老化、电池跑电或者天气较冷的时候之后，起动机启动不了，而一般需要通过外接12V电池启动的方式，然后就可以操作了。

图1 传统汽车12V电源系统架构

2)纯电动汽车的12V系统

新能源车，不管是强混，插电/增程式混合动力，纯电动汽车，整个系统架构上都用DC-DC来取代原有的发电机，用高压的电机直接驱动车辆。整个12V电气架构的改变，使得原有12V蓄电池的使用特性产生了改变，它的作用就只变成了一个辅助能量单元，而不需要提供瞬时的高功率了。在较早的普锐斯HEV上面，12V电池就已经转换为AGM的铅酸电池，如图2所示。

DC-DC由于本身是电力电子控制部件，对电流和电压均可进行较精确的控制，所以可以实现对12V电池的能量管理，在这样的条件下，某些整车企业已经用12V锂电池代替原有的铅酸电池。

注：12V电源网络的常态工作电压是13.5V，所以一般也可称作14V。

图2 新能源车12V系统概览

3)12V电池亏电对纯电动车辆的影响

实际上，正是由于新能源整个系统结构，特别是控制结构如图3所示，相对传统车要复杂一些，使得12V总线上的模块较多。我们可以预见到的情况是，由于几方面因素：

a)电子控制模块较多，假定传统的模块设定为1mA～5mA，总体的静态电流较大。

b)电子控制模块较多，CAN网络的睡眠唤醒机制较为复杂，特别是充电(快充和满冲)的时候，导致12V的蓄电池在传统停置的时候，需要给电较多。

c)模块的控制逻辑，特别是因为接入车联网的监控需求，使得车辆电子系统的逻辑跳转变得相对脆弱，可能在某些状态下没办法完全让车“休眠”。

所以根据这些判断以及国外车辆在使用过程中的一些投诉，比较高的可能性出现问题，就是在车不用一段时间(几天或者一周以上)，这车可能在高压电池满电的情况下，就启动不了了。

细究里面的原因，主要是因为，虽然我们设定的模块正常工作电压通常是9～16V，亏电的铅酸/AGM电池一旦输出电流，电压就会继续持续往下掉，而使得DC-DC给电池补电的通路本身就需要12V电池来吸合控制继电器的线圈来维持触点闭合。所以按照老的经验，我们可能拿个电池上去Jump Start(并联或者串联均可)，等到车辆启动起来，电池一拿走，车辆控制系统全部继续掉电关闭，如图3所示，高压电池维持输出需要保证接触器有足够的保持电压和电流供给，一旦电池不给力，这个系统还是会掉下去。

这个时候，其他的办法我们拿着外部的交流充电插头给车上高压电，就根本不会接收；如果上的是直流充电插头，这事情可能微妙一些，如图3所示，比如Combo和Chademo都是不给12V电给车辆，所以90%的车辆还是会继续趴窝；中国国标这块是设计有一个辅助电源，可是传统的国标乘用车一般不会用这路电源给车辆进行补电。

这个问题，随着车辆年岁上去，使用者不注意，问题会逐渐增多的。这里提一些可能的解决的办法：

I)当发生这个事情的时候，用额外的电池需要给车辆供一段时间的电，将车辆的Power Button，也就是高压系统启动起来，让DC-DC对电池进行一段时间的补电。

II) 车联网系统，在这个角色里面是很微妙的，当它工作给后台发送信息的时候，可以加入12V信息，如果出现苗头不对可以通知消费者。一般传统车可以停放的时候，新电池设计的时候考虑是90天以上，纯电动汽车这个时间可能达不到。

III)在车辆设计的时候，还是需要做静态电流控制和系统验证，当然12V电池的布置也很讲究，放在太难处理的地方也不好操作了；这个问题在德国的几家厂家给48V系统配置的时候，也注入了一个强制充电模式，很值得我们在这里考虑进去。

图3 某纯电动车示意图和框图

小结：

1)满电趴窝这事情太郁闷了，消费者首先会莫名其妙，然后会抓狂的。推广大量之后，大家可能都会遇到的。

2)电池连多久，根据亏电的情况而定，操作起来也不方便，这事情另外一种做法就是配置12V充电机，成本花费也不低。

3)要是遇到要求换12V的蓄电池的情况，由于VCU一般有对12V电池的精确控制和检测，一般是没必要的。

第二部分 车辆故障状态的运输问题

2015年初，关于特斯拉Model S在中国拖车的事情闹得沸沸扬扬，最终是以特斯拉中国说明使用拖钩和牵引模式设置结束的。

图4 特斯拉Model S的牵引模式拖车

我们深入挖掘这个事情，从参考文件1来看，其实是要求只能用平板车帮助，

图5 特斯拉Model S的运输模式要求

假定如果我们像传统车的那样，将系统挂空挡，离合器断开，车辆空拖的时候，其实变速箱端是没有阻力的。当纯电动汽车拖车的时候，由于一般的设计，一般通常是采用单减速器直连，轮子的传动到电机之间没有离合器断开，拖车的过程中，电机就给拖拽起来了。纯电动汽车的空档只是通过控制电机驱动器不输出给电机扭矩，系统下电也只是将电池的输出禁止，而电机本身还和轮子永久连接的。

所以这事情可以分成几种不同的情况：

1)逆变器紧急拖车系统不工作，也就是说逆变器没有控制和供电

如图6所示，在这个状态下，IGBT的驱动电源撤掉以后，本身的工作就只有寄生的反向二极管，在这个情况下，我们可以看到电机转动发的电就会在逆变器上面进行整流，扩展到它能接触的总线上去。在速度较高的情况下，别的不说，逆变器的发热比原有更集中，特别某些峰值情况下，离开了液冷系统的情况下。

2)如果我们设计了紧急拖拽系统

如果想要把这个系统做好，之前是需要对所有牵涉相关的系统做诊断，我们要知道逆变器、液冷系统是否处在可工作的状态下。然后给系统上电，告诉系统进入特殊的拖拽模式下，并告知拖车的最高速度。在整车层面需要设计一个应急模式，限制在一定的拖车速度下，让整个散热系统工作，系统能量最好从散热系统和12V DC-DC走，这个功率通过控制可以限制在一定的范围之内。实际在开发过程中，是需要重新测量在这种被动模式下的流道的实际情况，往往热量都集中在了一起了。如果我们让高压电池去回收这些能量，有很多潜在的风险是需要去担的，特别是某些速度较高和变化区间。

未来这种模式的设计，会在越来越多的车上实现，毕竟限制拖车模式对推广量来说有一定的限制作用的。

图6 电机反拖，逆变器关闭状态下的情况

图7  Tesla Model S的P85D双电机配置

图8  普锐斯的紧急拖车模式

本文小结

纯电动汽车推向私人客户的时候，会遇到很多的问题，面对不太会看用户手册的私家车主，加强教育和科普也是一项任重而道远的事情。

参考文件：

1.Tesla User manual https://www.teslamotors.com/sites/default/files/blog_attachments/ms_owners_guide.pdf

2.Tesla Emergency Guide

3.Prius User manual

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