再樹純電動汽車行業(yè)標桿 別克微藍安全技術解讀
近幾年,新能源技術在汽車領域得到了極大的發(fā)展,以純電動汽車為例,目前主流車企所推出的純電動汽車續(xù)航里程普遍都達到了400km以上,滿足日常通勤與中短距離出行已經完全不是問題;并且在動力性能與行駛質感方面,純電動汽車也獲得了越來越多消費者的認可,成為購車時的首選。在可預見的未來,純電動汽車的發(fā)展前景可以說十分廣闊。
不過,純電動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)展純電動汽車的同時,隨之而來的安全問題更需要重點進行關注。
說到這里,就不得不提別克微藍這位“尖子生”。作為上汽通用汽車別克品牌的首款純電動汽車,別克微藍在亮相之初,便憑借著創(chuàng)新的MAV多功能運動型車身與流暢動感的跨界風格吸引了諸多目光;上市不到半年之際,其更是以全新的高效能電驅系統(tǒng),為消費者帶來續(xù)航里程與動力性能全面提升的升級用車體驗。除此之外,在安全課題上,別克微藍也做足了功課。
別克微藍按照系統(tǒng)安全ASIL D等級要求開發(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險。比如當電子系統(tǒng)出現(xiàn)故障時,車輛會自動警示駕駛者,必要時采取措施來預防可能發(fā)生的危險。但單一的功能安全,忽視了機械結構、電化學類等失效因素,并不足以為車輛尤其是純電動汽車提供保障。也正是因此,別克微藍引入了“系統(tǒng)安全”這個概念,并將其應用于整車安全系統(tǒng)的開發(fā)過程之中。
注:系統(tǒng)安全的評估用ASIL標準來衡量。ASIL(Automotive Safety Integration Level)汽車安全完整性等級是評估車輛安全關鍵系統(tǒng)安全性的重要指標。通過嚴重度(Severity)、暴露率(Exposure)和可控度(Controllability)三個核心要素,對車輛安全關鍵子系統(tǒng)的安全完整性進行劃分,共分為A、B、C、D四個等級,其中D代表最高的安全等級。
別克微藍整車安全系統(tǒng)嚴格按照系統(tǒng)安全ASIL D等級要求開發(fā)。這不但意味著其需要考慮比功能安全更多的因素,還需要同時滿足多重嚴苛條件,例如:系統(tǒng)失效率要求低于10-8次/小時,同時對系統(tǒng)失效的單點檢測率和雙點檢測率都達到99%以上。不僅如此,通用汽車還對旗下產品提出了獨有的系統(tǒng)安全附加要求:至少有三個獨立措施同時失效,才可能導致這種極低概率的系統(tǒng)失效風險。
這套系統(tǒng)安全的開發(fā)標準已經在別克微藍上得以落地:別克微藍的行車關鍵子系統(tǒng)和高壓系統(tǒng),均滿足比ASIL D功能安全最高等級更全面的ASIL D系統(tǒng)安全最高等級。其中,僅高壓系統(tǒng)就配備了雙重安全設計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。
舉個簡單的例子,純電動汽車在發(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斷電,碰撞產生的擠壓變形造成電池短路,進而引發(fā)火災。針對這種情況,別克微藍為主動放電功能設計了兩個獨立執(zhí)行模塊,車輛會在發(fā)生碰撞后1秒內斷開繼電器,在5秒內即可完成主動放電,確保將殘余電壓降到安全電壓以下。同時,別克微藍專門設計的救援人員保護系統(tǒng),通過標記斷電的剪線位置和方法實現(xiàn)救援指引,讓救援更加安全和高效。
再說說前段時間引發(fā)較高關注度的純電動汽車自燃事故。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?shù)龋姵毓芾硐到y(tǒng)的不作為也有一定責任。別克微藍的BMS電池管理系統(tǒng)能夠對動力電池的電壓、溫度、電流等狀態(tài)實時監(jiān)控,即使在熄火的狀態(tài)下,BMS仍然會持續(xù)全天候檢測動力電池的溫度情況,發(fā)現(xiàn)異常時,會在車內、車外和安吉星云端協(xié)同報警,并遠程撥打火警電話。
針對動力電池組的安全強化設計
當然,作為純電動汽車的核心部件,別克微藍的動力電池也依然值得一提。別克微藍采用的高性能三元鋰高壓動力電池,電池包能量密度為140Wh/kg,總能量則達到了52.5kWh,以此令整車實現(xiàn)410km的續(xù)航能力。細心的朋友可能會發(fā)現(xiàn),別克微藍140Wh/kg的電池包能量密度在同級別并不占據(jù)優(yōu)勢;事實上,別克微藍也并沒有一味地提升能量密度,而是以一種更平衡的設計理念來兼顧能量密度和安全性能。
別克微藍的動力電池嚴格按照通用汽車全球標準進行定制,在電芯配方、規(guī)格、封裝、防護等方面均達到行業(yè)最高標準。為了降低極小概率下可能發(fā)生的熱擴散風險,別克微藍還在電芯之間布置了航天納米級溫控材料氣凝膠,模組間和殼體內則布置高性能復合隔熱材料,以覆蓋電芯級、模組級和殼體級的三重防護措施,使電池組在保證能量密度的前提下,擁有遠超國標10倍以上的超高防熱擴散性能。
至于IP67等級的動力電池防護標準,相信已經不必再做過多介紹。別克微藍的動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、溫度沖擊、濕熱沖擊、鹽霧等13大類極限檢驗的基礎上,還針對新增加的智能水循環(huán)溫度管理系統(tǒng),做了額外保護:電池冷卻液回路采用泄露檢測+絕緣檢測,并模擬泄露后翻滾試驗,以三重保障方式確保電池包安全可靠。
正向研發(fā)的車型架構為電池組帶來全方位防護
細數(shù)目前的純電動汽車市場,存在著相當數(shù)量的“油改電”車型,即在原有燃油車基礎上打造而來的純電動車。受限于原有車身結構,“油改電”車型往往無法針對動力電池的碰撞安全性進行額外的優(yōu)化設計,存在著較大的安全隱患。而別克微藍顯然不在此列。
基于新能源車架構正向開發(fā),別克微藍設計了高強度、高剛性的雙框架底盤防護結構:外圈框架采用超高強度及高強度材料、以框架結構連接而成,并在橫向布置多條貫穿式梁結構,打造堅實的電池布置空間,實現(xiàn)對乘員和動力電池組的同步防護;內圈采用高強度鋼打造出“電池裝甲”,結合同樣以高強度材料打造的下防撞梁,進一步為電池組提供安全防護。
另外,別克微藍在滿足C-NCAP五星碰撞要求的基礎上,充分考慮了純電動車的特有的碰撞保護,新增鐵軌、跌落以及多位置柱碰的全方位考驗,讓整車包括電池的安全更上一層樓。
比燃油車更嚴苛的整車驗證試驗
整車驗證試驗,是車輛在正式出廠前的最后一道檢驗關卡,也是體現(xiàn)整車可靠性與耐久性的絕佳機會。別克微藍延續(xù)上汽通用汽車一貫的高標準,在極熱、極寒、極濕等環(huán)境下進行新能源車專項試驗,相比燃油車標準更為嚴苛,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,針對中國市場的特定工況,別克微藍還基于通用汽車全球試驗標準新增50%試驗架構內容,包括電氣化架構考核、驅動系統(tǒng)驗證和工況模擬等試驗,通過工況的組合模擬出客戶最可能遇到的工況場景,包括驗證功率回收、電池充放電、電驅動系統(tǒng)集成等問題,充分驗證整車的高耐久性與高可靠性。
歷經了包含極熱、極寒、極濕及新能源車專項測試在內的176條規(guī)范、12.5萬次循環(huán)測試,別克微藍以世界一流、中國領先的出色水準,向世人詮釋了純電動汽車的新標準。
結語:
無論是國家政策導向還是汽車市場大環(huán)境所迫,車企發(fā)展新能源汽車都成了大勢所趨。隨著時間的推移,我們也看到市場上有著越來越多優(yōu)秀的純電動汽車涌現(xiàn),綜合素質相比此前均大幅提升。不過,在關乎行車安全的“三電”系統(tǒng)乃至核心動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汽車并不多。而這恰恰是別克微藍相較于同級產品的一項重要優(yōu)勢。
匯集通用汽車全球資源與中國市場本土化發(fā)展優(yōu)勢,別克微藍從設計源頭即以ASIL D系統(tǒng)安全最高等級的標準開發(fā),并基于新能源車架構正向開發(fā)帶來的全方位安全防護,以及苛刻的整車驗證試驗,更為整車提供扎實可靠的品質保障。對于純電動汽車持觀望態(tài)度的消費者,是時候該放下心中的顧慮了。
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