从小鹏G3召回事件解读“锡须是怎么回事”

前两天发生了一个召回事件——小鹏汽车召回2019年3月29日至2020年9月27日生产的部分小鹏G3汽车，共计13399辆。截至今天，造车新势力的几个头部企业都进行了召回，蔚来和威马是电池系统、理想是底盘、小鹏这次是逆变器。今天我们来仔细看看小鹏这个事情是怎么回事。

【PART 1：锡须】

1）问题的定位

这次小鹏官方的叙述是：逆变器直流母线电容上连接铜排螺丝的镀锡端子因锡须可能会造成高压直流电正负极间短路，导致逆变器无高压电供应。当这种情况发生时，如果车辆处于停车状态，可能无法再次启动；如果车辆处于行驶状态，可能导致车辆失去动力，存在安全隐患。

之前小鹏G3做过一期15万公里滞后的拆车活动，如下所示，可以看到这个逆变器的照片，两张图分别是从上往下和从下往上的结构。

图1 小鹏G3的电容

其实这个事情和之前极星2的情况是相似的，当时极星召回的是2019年9月12日至2020年8月22日生产的2021年款国产极星2首发版纯电动汽车，共计551辆。本次召回范围内的车辆，前后桥逆变器大容量电容上螺丝连接的镀锡端子的锡须，会造成高压直流电正负极间短路，导致前后桥逆变器没有高压电供应。当这种情况发生时，如果车辆处于停车状态，可能无法启动，如果车辆处于行驶状态，可能导致车辆行驶中失去动力，存在安全隐患。

2）金属晶须

金属晶须的问题可以追溯到1945年，美国电话线路系统曾发生故障（电池内部短路），通过检查发现是因为镀Sn电极板两面产生金属晶须所致。在以上的问题中，由于Sn晶须与邻近高压导体之间可能发生电弧放电，造成短路问题的进一步加剧，引发严重破坏。晶须生长本质上属于一种自发的，不受电场、湿度和气压等条件限制的表面突起生长现象。

图2 晶须

在以上的失效中也分成了两种模式——静止状态和行驶状态（振动引发锡须移动位置）。实际上这个问题是非常不好查的。

备注：锡须可以在临近的不同电势表面产生稳定持久的短路，也能在电流足够高而超过锡须的熔断电流时，熔断锡须从而导致瞬时短路，在震动环境中，锡须会脱落，引发上述的电路短路。

我倾向于认为，这是由于极星的问题开始，逐步从Tier1供应商往薄膜电容供应商来查，在相似的应用中发现的问题，而且也确实在使用一段时间以后容易发生这个事情。

【PART 2：做配电系统的难点】

实际上做高压保护系统是很难的，因为车上最难的事情，就是出现不能上电，预充故障，还有相关的比如接触器粘连。其实整个配电系统，如下图所示本质上还是为了保护，但是在后端的任何高压器件如果出现这种问题，对于接触器和熔丝来说，就是一定程度的损坏。

如果出现以上的问题，没有那么明显的情况下，只需对电池包里面的电气系统维修，积累到一定的程度才能就近解决问题。

图3 高压配电保护系统

小结：每次看到售后的这类情况，其实还是要从整体部分去查问题，在高压配电系统往低成本方向去做的时候，整体的高压安全机制还是要保证的。在整体降本逻辑下，如何对保护系统内各个部件的技术和成本路径做好规划，对应每个失效模式和安全机制做好设计还是比较重要的，其实最难的是回答为什么不能更便宜的问题。

图｜网络及相关截图

作者简介：朱玉龙，资深电动汽车三电系统和汽车电子工程师，著有《汽车电子硬件设计》。