再树纯电动汽车行业标杆 别克微蓝安全技术解读

近几年,新能源技术在汽车领域得到了极大的发展,以纯电动汽车为例,目前主流车企所推出的纯电动汽车续航里程普遍都达到了400km以上,满足日常通勤与中短距离出行已经完全不是问题;并且在动力性能与行驶质感方面,纯电动汽车也获得了越来越多消费者的认可,成为购车时的首选。在可预见的未来,纯电动汽车的发展前景可以说十分广阔。

不过,纯电动汽车依然有一些问题亟待解决,比如“三电”系统尤其是核心动力电池组的不稳定性,为车辆安全埋下隐患。这也给车企敲响了警钟:大力发展纯电动汽车的同时,随之而来的安全问题更需要重点进行关注。

说到这里,就不得不提别克微蓝这位“尖子生”。作为上汽通用汽车别克品牌的首款纯电动汽车,别克微蓝在亮相之初,便凭借着创新的MAV多功能运动型车身与流畅动感的跨界风格吸引了诸多目光;上市不到半年之际,其更是以全新的高效能电驱系统,为消费者带来续航里程与动力性能全面提升的升级用车体验。除此之外,在安全课题上,别克微蓝也做足了功课。

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别克微蓝按照系统安全ASIL D等级要求开发

功能安全,是汽车安全保障中的重要一环,它主要分析和解决由电子类和电气类失效带来的安全风险。比如当电子系统出现故障时,车辆会自动警示驾驶者,必要时采取措施来预防可能发生的危险。但单一的功能安全,忽视了机械结构、电化学类等失效因素,并不足以为车辆尤其是纯电动汽车提供保障。也正是因此,别克微蓝引入了“系统安全”这个概念,并将其应用于整车安全系统的开发过程之中。

注:系统安全的评估用ASIL标准来衡量。ASIL(Automotive Safety Integration Level)汽车安全完整性等级是评估车辆安全关键系统安全性的重要指标。通过严重度(Severity)、暴露率(Exposure)和可控度(Controllability)三个核心要素,对车辆安全关键子系统的安全完整性进行划分,共分为A、B、C、D四个等级,其中D代表最高的安全等级。

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别克微蓝整车安全系统严格按照系统安全ASIL D等级要求开发。这不但意味着其需要考虑比功能安全更多的因素,还需要同时满足多重严苛条件,例如:系统失效率要求低于10-8次/小时,同时对系统失效的单点检测率和双点检测率都达到99%以上。不仅如此,通用汽车还对旗下产品提出了独有的系统安全附加要求:至少有三个独立措施同时失效,才可能导致这种极低概率的系统失效风险。

这套系统安全的开发标准已经在别克微蓝上得以落地:别克微蓝的行车关键子系统和高压系统,均满足比ASIL D功能安全最高等级更全面的ASIL D系统安全最高等级。其中,仅高压系统就配备了双重安全设计和一套额外的救援保障;三电系统开发中提出的系统级安全要求和措施更是有近400条,最大限度地保证用车安全。

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举个简单的例子,纯电动汽车在发生碰撞后之所以极易发生起火,原因就在于电池组未及时断电,碰撞产生的挤压变形造成电池短路,进而引发火灾。针对这种情况,别克微蓝为主动放电功能设计了两个独立执行模块,车辆会在发生碰撞后1秒内断开继电器,在5秒内即可完成主动放电,确保将残余电压降到安全电压以下。同时,别克微蓝专门设计的救援人员保护系统,通过标记断电的剪线位置和方法实现救援指引,让救援更加安全和高效。

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再说说前段时间引发较高关注度的纯电动汽车自燃事故。事故原因或许是多方面的,比如线路破损、老化或是操作不当等,但电池管理系统的不作为也有一定责任。别克微蓝的BMS电池管理系统能够对动力电池的电压、温度、电流等状态实时监控,即使在熄火的状态下,BMS仍然会持续全天候检测动力电池的温度情况,发现异常时,会在车内、车外和安吉星云端协同报警,并远程拨打火警电话。

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针对动力电池组的安全强化设计

当然,作为纯电动汽车的核心部件,别克微蓝的动力电池也依然值得一提。别克微蓝采用的高性能三元锂高压动力电池,电池包能量密度为140Wh/kg,总能量则达到了52.5kWh,以此令整车实现410km的续航能力。细心的朋友可能会发现,别克微蓝140Wh/kg的电池包能量密度在同级别并不占据优势;事实上,别克微蓝也并没有一味地提升能量密度,而是以一种更平衡的设计理念来兼顾能量密度和安全性能。

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别克微蓝的动力电池严格按照通用汽车全球标准进行定制,在电芯配方、规格、封装、防护等方面均达到行业最高标准。为了降低极小概率下可能发生的热扩散风险,别克微蓝还在电芯之间布置了航天纳米级温控材料气凝胶,模组间和壳体内则布置高性能复合隔热材料,以覆盖电芯级、模组级和壳体级的三重防护措施,使电池组在保证能量密度的前提下,拥有远超国标10倍以上的超高防热扩散性能。

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至于IP67等级的动力电池防护标准,相信已经不必再做过多介绍。别克微蓝的动力电池组在通过穿刺、挤压、浸泡、火烧、过充、过放、短路、过温、碰撞、振动、温度冲击、湿热冲击、盐雾等13大类极限检验的基础上,还针对新增加的智能水循环温度管理系统,做了额外保护:电池冷却液回路采用泄露检测+绝缘检测,并模拟泄露后翻滚试验,以三重保障方式确保电池包安全可靠。

正向研发的车型架构为电池组带来全方位防护

细数目前的纯电动汽车市场,存在着相当数量的“油改电”车型,即在原有燃油车基础上打造而来的纯电动车。受限于原有车身结构,“油改电”车型往往无法针对动力电池的碰撞安全性进行额外的优化设计,存在着较大的安全隐患。而别克微蓝显然不在此列。

基于新能源车架构正向开发,别克微蓝设计了高强度、高刚性的双框架底盘防护结构:外圈框架采用超高强度及高强度材料、以框架结构连接而成,并在横向布置多条贯穿式梁结构,打造坚实的电池布置空间,实现对乘员和动力电池组的同步防护;内圈采用高强度钢打造出“电池装甲”,结合同样以高强度材料打造的下防撞梁,进一步为电池组提供安全防护。

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另外,别克微蓝在满足C-NCAP五星碰撞要求的基础上,充分考虑了纯电动车的特有的碰撞保护,新增铁轨、跌落以及多位置柱碰的全方位考验,让整车包括电池的安全更上一层楼。

比燃油车更严苛的整车验证试验

整车验证试验,是车辆在正式出厂前的最后一道检验关卡,也是体现整车可靠性与耐久性的绝佳机会。别克微蓝延续上汽通用汽车一贯的高标准,在极热、极寒、极湿等环境下进行新能源车专项试验,相比燃油车标准更为严苛,充分考核“三电”系统高/低温稳定性,确保车辆在极端环境下依然能够正常使用。

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与此同时,针对中国市场的特定工况,别克微蓝还基于通用汽车全球试验标准新增50%试验架构内容,包括电气化架构考核、驱动系统验证和工况模拟等试验,通过工况的组合模拟出客户最可能遇到的工况场景,包括验证功率回收、电池充放电、电驱动系统集成等问题,充分验证整车的高耐久性与高可靠性。

历经了包含极热、极寒、极湿及新能源车专项测试在内的176条规范、12.5万次循环测试,别克微蓝以世界一流、中国领先的出色水准,向世人诠释了纯电动汽车的新标准。

结语:

无论是国家政策导向还是汽车市场大环境所迫,车企发展新能源汽车都成了大势所趋。随着时间的推移,我们也看到市场上有着越来越多优秀的纯电动汽车涌现,综合素质相比此前均大幅提升。不过,在关乎行车安全的“三电”系统乃至核心动力电池组的安全方面,现阶段能够交出满意答卷的纯电动汽车并不多。而这恰恰是别克微蓝相较于同级产品的一项重要优势。

汇集通用汽车全球资源与中国市场本土化发展优势,别克微蓝从设计源头即以ASIL D系统安全最高等级的标准开发,并基于新能源车架构正向开发带来的全方位安全防护,以及苛刻的整车验证试验,更为整车提供扎实可靠的品质保障。对于纯电动汽车持观望态度的消费者,是时候该放下心中的顾虑了。

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