再樹純電動(dòng)汽車行業(yè)標(biāo)桿 別克微藍(lán)安全技術(shù)解讀
近幾年,新能源技術(shù)在汽車領(lǐng)域得到了極大的發(fā)展,以純電動(dòng)汽車為例,目前主流車企所推出的純電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程普遍都達(dá)到了400km以上,滿足日常通勤與中短距離出行已經(jīng)完全不是問題;并且在動(dòng)力性能與行駛質(zhì)感方面,純電動(dòng)汽車也獲得了越來越多消費(fèi)者的認(rèn)可,成為購車時(shí)的首選。在可預(yù)見的未來,純電動(dòng)汽車的發(fā)展前景可以說十分廣闊。
不過,純電動(dòng)汽車依然有一些問題亟待解決,比如“三電”系統(tǒng)尤其是核心動(dòng)力電池組的不穩(wěn)定性,為車輛安全埋下隱患。這也給車企敲響了警鐘:大力發(fā)展純電動(dòng)汽車的同時(shí),隨之而來的安全問題更需要重點(diǎn)進(jìn)行關(guān)注。
說到這里,就不得不提別克微藍(lán)這位“尖子生”。作為上汽通用汽車別克品牌的首款純電動(dòng)汽車,別克微藍(lán)在亮相之初,便憑借著創(chuàng)新的MAV多功能運(yùn)動(dòng)型車身與流暢動(dòng)感的跨界風(fēng)格吸引了諸多目光;上市不到半年之際,其更是以全新的高效能電驅(qū)系統(tǒng),為消費(fèi)者帶來續(xù)航里程與動(dòng)力性能全面提升的升級(jí)用車體驗(yàn)。除此之外,在安全課題上,別克微藍(lán)也做足了功課。
別克微藍(lán)按照系統(tǒng)安全ASIL D等級(jí)要求開發(fā)
功能安全,是汽車安全保障中的重要一環(huán),它主要分析和解決由電子類和電氣類失效帶來的安全風(fēng)險(xiǎn)。比如當(dāng)電子系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí),車輛會(huì)自動(dòng)警示駕駛者,必要時(shí)采取措施來預(yù)防可能發(fā)生的危險(xiǎn)。但單一的功能安全,忽視了機(jī)械結(jié)構(gòu)、電化學(xué)類等失效因素,并不足以為車輛尤其是純電動(dòng)汽車提供保障。也正是因此,別克微藍(lán)引入了“系統(tǒng)安全”這個(gè)概念,并將其應(yīng)用于整車安全系統(tǒng)的開發(fā)過程之中。
注:系統(tǒng)安全的評(píng)估用ASIL標(biāo)準(zhǔn)來衡量。ASIL(Automotive Safety Integration Level)汽車安全完整性等級(jí)是評(píng)估車輛安全關(guān)鍵系統(tǒng)安全性的重要指標(biāo)。通過嚴(yán)重度(Severity)、暴露率(Exposure)和可控度(Controllability)三個(gè)核心要素,對(duì)車輛安全關(guān)鍵子系統(tǒng)的安全完整性進(jìn)行劃分,共分為A、B、C、D四個(gè)等級(jí),其中D代表最高的安全等級(jí)。
別克微藍(lán)整車安全系統(tǒng)嚴(yán)格按照系統(tǒng)安全ASIL D等級(jí)要求開發(fā)。這不但意味著其需要考慮比功能安全更多的因素,還需要同時(shí)滿足多重嚴(yán)苛條件,例如:系統(tǒng)失效率要求低于10-8次/小時(shí),同時(shí)對(duì)系統(tǒng)失效的單點(diǎn)檢測(cè)率和雙點(diǎn)檢測(cè)率都達(dá)到99%以上。不僅如此,通用汽車還對(duì)旗下產(chǎn)品提出了獨(dú)有的系統(tǒng)安全附加要求:至少有三個(gè)獨(dú)立措施同時(shí)失效,才可能導(dǎo)致這種極低概率的系統(tǒng)失效風(fēng)險(xiǎn)。
這套系統(tǒng)安全的開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)在別克微藍(lán)上得以落地:別克微藍(lán)的行車關(guān)鍵子系統(tǒng)和高壓系統(tǒng),均滿足比ASIL D功能安全最高等級(jí)更全面的ASIL D系統(tǒng)安全最高等級(jí)。其中,僅高壓系統(tǒng)就配備了雙重安全設(shè)計(jì)和一套額外的救援保障;三電系統(tǒng)開發(fā)中提出的系統(tǒng)級(jí)安全要求和措施更是有近400條,最大限度地保證用車安全。
舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子,純電動(dòng)汽車在發(fā)生碰撞后之所以極易發(fā)生起火,原因就在于電池組未及時(shí)斷電,碰撞產(chǎn)生的擠壓變形造成電池短路,進(jìn)而引發(fā)火災(zāi)。針對(duì)這種情況,別克微藍(lán)為主動(dòng)放電功能設(shè)計(jì)了兩個(gè)獨(dú)立執(zhí)行模塊,車輛會(huì)在發(fā)生碰撞后1秒內(nèi)斷開繼電器,在5秒內(nèi)即可完成主動(dòng)放電,確保將殘余電壓降到安全電壓以下。同時(shí),別克微藍(lán)專門設(shè)計(jì)的救援人員保護(hù)系統(tǒng),通過標(biāo)記斷電的剪線位置和方法實(shí)現(xiàn)救援指引,讓救援更加安全和高效。
再說說前段時(shí)間引發(fā)較高關(guān)注度的純電動(dòng)汽車自燃事故。事故原因或許是多方面的,比如線路破損、老化或是操作不當(dāng)?shù)?,但電池管理系統(tǒng)的不作為也有一定責(zé)任。別克微藍(lán)的BMS電池管理系統(tǒng)能夠?qū)?dòng)力電池的電壓、溫度、電流等狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控,即使在熄火的狀態(tài)下,BMS仍然會(huì)持續(xù)全天候檢測(cè)動(dòng)力電池的溫度情況,發(fā)現(xiàn)異常時(shí),會(huì)在車內(nèi)、車外和安吉星云端協(xié)同報(bào)警,并遠(yuǎn)程撥打火警電話。
針對(duì)動(dòng)力電池組的安全強(qiáng)化設(shè)計(jì)
當(dāng)然,作為純電動(dòng)汽車的核心部件,別克微藍(lán)的動(dòng)力電池也依然值得一提。別克微藍(lán)采用的高性能三元鋰高壓動(dòng)力電池,電池包能量密度為140Wh/kg,總能量則達(dá)到了52.5kWh,以此令整車實(shí)現(xiàn)410km的續(xù)航能力。細(xì)心的朋友可能會(huì)發(fā)現(xiàn),別克微藍(lán)140Wh/kg的電池包能量密度在同級(jí)別并不占據(jù)優(yōu)勢(shì);事實(shí)上,別克微藍(lán)也并沒有一味地提升能量密度,而是以一種更平衡的設(shè)計(jì)理念來兼顧能量密度和安全性能。
別克微藍(lán)的動(dòng)力電池嚴(yán)格按照通用汽車全球標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行定制,在電芯配方、規(guī)格、封裝、防護(hù)等方面均達(dá)到行業(yè)最高標(biāo)準(zhǔn)。為了降低極小概率下可能發(fā)生的熱擴(kuò)散風(fēng)險(xiǎn),別克微藍(lán)還在電芯之間布置了航天納米級(jí)溫控材料氣凝膠,模組間和殼體內(nèi)則布置高性能復(fù)合隔熱材料,以覆蓋電芯級(jí)、模組級(jí)和殼體級(jí)的三重防護(hù)措施,使電池組在保證能量密度的前提下,擁有遠(yuǎn)超國標(biāo)10倍以上的超高防熱擴(kuò)散性能。
至于IP67等級(jí)的動(dòng)力電池防護(hù)標(biāo)準(zhǔn),相信已經(jīng)不必再做過多介紹。別克微藍(lán)的動(dòng)力電池組在通過穿刺、擠壓、浸泡、火燒、過充、過放、短路、過溫、碰撞、振動(dòng)、溫度沖擊、濕熱沖擊、鹽霧等13大類極限檢驗(yàn)的基礎(chǔ)上,還針對(duì)新增加的智能水循環(huán)溫度管理系統(tǒng),做了額外保護(hù):電池冷卻液回路采用泄露檢測(cè)+絕緣檢測(cè),并模擬泄露后翻滾試驗(yàn),以三重保障方式確保電池包安全可靠。
正向研發(fā)的車型架構(gòu)為電池組帶來全方位防護(hù)
細(xì)數(shù)目前的純電動(dòng)汽車市場(chǎng),存在著相當(dāng)數(shù)量的“油改電”車型,即在原有燃油車基礎(chǔ)上打造而來的純電動(dòng)車。受限于原有車身結(jié)構(gòu),“油改電”車型往往無法針對(duì)動(dòng)力電池的碰撞安全性進(jìn)行額外的優(yōu)化設(shè)計(jì),存在著較大的安全隱患。而別克微藍(lán)顯然不在此列。
基于新能源車架構(gòu)正向開發(fā),別克微藍(lán)設(shè)計(jì)了高強(qiáng)度、高剛性的雙框架底盤防護(hù)結(jié)構(gòu):外圈框架采用超高強(qiáng)度及高強(qiáng)度材料、以框架結(jié)構(gòu)連接而成,并在橫向布置多條貫穿式梁結(jié)構(gòu),打造堅(jiān)實(shí)的電池布置空間,實(shí)現(xiàn)對(duì)乘員和動(dòng)力電池組的同步防護(hù);內(nèi)圈采用高強(qiáng)度鋼打造出“電池裝甲”,結(jié)合同樣以高強(qiáng)度材料打造的下防撞梁,進(jìn)一步為電池組提供安全防護(hù)。
另外,別克微藍(lán)在滿足C-NCAP五星碰撞要求的基礎(chǔ)上,充分考慮了純電動(dòng)車的特有的碰撞保護(hù),新增鐵軌、跌落以及多位置柱碰的全方位考驗(yàn),讓整車包括電池的安全更上一層樓。
比燃油車更嚴(yán)苛的整車驗(yàn)證試驗(yàn)
整車驗(yàn)證試驗(yàn),是車輛在正式出廠前的最后一道檢驗(yàn)關(guān)卡,也是體現(xiàn)整車可靠性與耐久性的絕佳機(jī)會(huì)。別克微藍(lán)延續(xù)上汽通用汽車一貫的高標(biāo)準(zhǔn),在極熱、極寒、極濕等環(huán)境下進(jìn)行新能源車專項(xiàng)試驗(yàn),相比燃油車標(biāo)準(zhǔn)更為嚴(yán)苛,充分考核“三電”系統(tǒng)高/低溫穩(wěn)定性,確保車輛在極端環(huán)境下依然能夠正常使用。
與此同時(shí),針對(duì)中國市場(chǎng)的特定工況,別克微藍(lán)還基于通用汽車全球試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)新增50%試驗(yàn)架構(gòu)內(nèi)容,包括電氣化架構(gòu)考核、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驗(yàn)證和工況模擬等試驗(yàn),通過工況的組合模擬出客戶最可能遇到的工況場(chǎng)景,包括驗(yàn)證功率回收、電池充放電、電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)集成等問題,充分驗(yàn)證整車的高耐久性與高可靠性。
歷經(jīng)了包含極熱、極寒、極濕及新能源車專項(xiàng)測(cè)試在內(nèi)的176條規(guī)范、12.5萬次循環(huán)測(cè)試,別克微藍(lán)以世界一流、中國領(lǐng)先的出色水準(zhǔn),向世人詮釋了純電動(dòng)汽車的新標(biāo)準(zhǔn)。
結(jié)語:
無論是國家政策導(dǎo)向還是汽車市場(chǎng)大環(huán)境所迫,車企發(fā)展新能源汽車都成了大勢(shì)所趨。隨著時(shí)間的推移,我們也看到市場(chǎng)上有著越來越多優(yōu)秀的純電動(dòng)汽車涌現(xiàn),綜合素質(zhì)相比此前均大幅提升。不過,在關(guān)乎行車安全的“三電”系統(tǒng)乃至核心動(dòng)力電池組的安全方面,現(xiàn)階段能夠交出滿意答卷的純電動(dòng)汽車并不多。而這恰恰是別克微藍(lán)相較于同級(jí)產(chǎn)品的一項(xiàng)重要優(yōu)勢(shì)。
匯集通用汽車全球資源與中國市場(chǎng)本土化發(fā)展優(yōu)勢(shì),別克微藍(lán)從設(shè)計(jì)源頭即以ASIL D系統(tǒng)安全最高等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)開發(fā),并基于新能源車架構(gòu)正向開發(fā)帶來的全方位安全防護(hù),以及苛刻的整車驗(yàn)證試驗(yàn),更為整車提供扎實(shí)可靠的品質(zhì)保障。對(duì)于純電動(dòng)汽車持觀望態(tài)度的消費(fèi)者,是時(shí)候該放下心中的顧慮了。
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