最近福特已告知其經(jīng)銷商暫時(shí)停止交付Mustang Mach-E，并因安全問(wèn)題召回了近50,000輛，全面召回影響了2020年5月27日至2022年5月24日期間在福特墨西哥庫(kù)奧蒂特蘭工廠生產(chǎn)的多達(dá)48,924輛Mustang Mach-E。這事對(duì)福特來(lái)說(shuō)，是個(gè)不小的打擊。這事情到底是為啥呢？經(jīng)過(guò)推敲，有以下初步的結(jié)論：

●此次涉及的問(wèn)題，主要是由于高壓接觸器，問(wèn)題的表象就是接觸器過(guò)熱。

●由于過(guò)熱，可能會(huì)導(dǎo)致接觸器粘連或者斷開(kāi)，在極端情況下致使車輛下電后無(wú)法再次上電或在行駛中失去動(dòng)力，增加發(fā)生碰撞的風(fēng)險(xiǎn)。

●這里倒不是這款接觸器有啥問(wèn)題，就是福特的工程師少考慮了高壓接觸器在連續(xù)快速直流充電+激烈駕駛的極限工況下，累積熱量的處理，也就是整個(gè)BDU設(shè)計(jì)出現(xiàn)了問(wèn)題。

我的理解，這對(duì)于后續(xù)所有高壓電氣工程師做設(shè)計(jì)都是一個(gè)挑戰(zhàn)，因?yàn)樗麄兘酉聛?lái)要面臨的是，高壓接觸器的廠家是在有限的零部件上給你適配800V+500A的規(guī)格，你自己要承擔(dān)快充+激烈駕駛。由于普遍的總監(jiān)層面的領(lǐng)導(dǎo)對(duì)電氣和失效分析的理解很有限，這種極限工況的考慮是很難得到支持的，如果車輛要出口到歐洲和美國(guó)，同志們得做一些謹(jǐn)慎的考慮。

▲圖1.NHTSA對(duì)于此次文圖的表述

Part 1

福特Mach-e的設(shè)計(jì)問(wèn)題 

福特Mach-e的電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)，是由福特主導(dǎo)的，在電氣設(shè)計(jì)上主要沿襲之前福特的混動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，如下圖所示HVBJB（High Voltage Battery Junction Box）采用倒立的模式設(shè)計(jì)，底下由Busbar和塑料殼體做連接，上面通過(guò)快插的模式來(lái)走線，盡可能來(lái)讓組裝變得簡(jiǎn)單。由于車輛不能動(dòng)彈，所以確定來(lái)說(shuō)就是主正和主負(fù)接觸器出現(xiàn)了過(guò)熱的問(wèn)題。

其實(shí)除了以上的4+1個(gè)繼電器外，還有一個(gè)Aux回路的繼電器去往eAC和PTC。

▲圖2.Mach-E的電池高壓設(shè)計(jì)

Mach-e在之前已經(jīng)出現(xiàn)了一些問(wèn)題，之前主要集中在mach-e GT版本上， mach-e GT大功率快充和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的情況，比通常的版本，整個(gè)電氣系統(tǒng)需要承受更大的主回路電流。

▲圖3.福特的充電電流

從這個(gè)問(wèn)題來(lái)看，一開(kāi)始出現(xiàn)在寒冷地區(qū)“cold weather issues”，車輛會(huì)發(fā)出警告"stop safely now"，定位高壓接觸器的實(shí)際描述主要包括： 

▲圖4.召回分析具體描述

In the affected vehicles, it is possible that the high voltage battery main contactors may overheat, which can result in an open contactor or welding condition. 

在以上的工況下，高壓接觸器會(huì)出現(xiàn)粘連和打開(kāi)的模式（漏氣以后的情況）。

Should the contactors weld closed while driving, a powertrain malfunction warning light will be illuminated on the next drive cycle, along with a no start condition.

如果接觸器發(fā)生粘連，車子仍可正常行駛，但在車子停下以后接下來(lái)，診斷電路會(huì)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，使消費(fèi)者無(wú)法啟動(dòng)車輛，這個(gè)解決辦法是替換接觸器。

If the contactors open while driving, a powertrain malfunction warning light will be illuminated, the vehicle will display Stop Safely Now in the instrument panel cluster, and the vehicle will experience an immediate loss of motive power. 

在行駛狀態(tài)下，高壓接觸器被打開(kāi)，電池?zé)o法接通高壓回路，電動(dòng)汽車就會(huì)突然失去動(dòng)力，高速場(chǎng)景是非常危險(xiǎn)的。

如果12V電池電還夠，12V回路仍可工作，車子的剎車和轉(zhuǎn)向仍舊可以工作。

The vehicle will coast to a stop, and all 12V systems including power brakes and steering will remain functional.

Part 2

問(wèn)題出在哪里？

福特Mach-e主正/負(fù)接觸器使用的是TE的 EVC 500，這個(gè)的設(shè)計(jì)問(wèn)題，如下所示，主要還是電流的曲線和高壓接觸器的工況。

▲圖5.福特的高壓接觸器問(wèn)題

這個(gè)問(wèn)題，主要是福特的電氣工程師的鍋，在設(shè)計(jì)不同的電流Profile的時(shí)候，只考慮單個(gè)部件，沒(méi)考慮設(shè)計(jì)在一個(gè)BDU里面，多個(gè)接觸器一起發(fā)熱對(duì)環(huán)境的發(fā)熱和熱量排出。這個(gè)在國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)150kW充電會(huì)非常明顯，我們平常做個(gè)350V 250A壓力不大，一旦電流變成了350V 350A，整個(gè)設(shè)計(jì)壓力暴增。

▲圖6.設(shè)計(jì)壓力主要是部件到子系統(tǒng)的匹配

小結(jié)：我之前的小組是專門設(shè)計(jì)這個(gè)東西，為了不斷壓成本，可以做很多妥協(xié)。但站在工程師的角度來(lái)看，還是覺(jué)得我們是沒(méi)遇到事、沒(méi)有高質(zhì)量的8D質(zhì)量分析，也很難得到?jīng)Q策層的認(rèn)同和支持。只有在海外被一次次敲打，大家才知道設(shè)計(jì)那么多工況和做部件DV和PV的價(jià)值；現(xiàn)在的KPI以做出來(lái)和降本為導(dǎo)向，所以我之前的技術(shù)管理是很難做下去。

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