[汽車之家 技術(shù)] 在2019年3月份,,中國新能源車市場早已相當(dāng)火爆,,“常青樹品牌”一汽-大眾也終于為中國市場帶來了寶來·純電、高爾夫·純電兩款純電動(dòng)車型,。與燃油車型不同,,部分電動(dòng)車存在的電池安全問題讓消費(fèi)者望而生畏;有了前車之鑒,,目前絕大部分產(chǎn)品都將“電池安全”問題放在了相當(dāng)?shù)母叨�,,大眾品牌�?dāng)然也不例外,今天要分享的即:大眾電動(dòng)產(chǎn)品的安全標(biāo)準(zhǔn)有多高,?
● 寶來·純電,、高爾夫·純電
由于我們今天電池安全部分的分享主要是以一汽-大眾寶來·純電、高爾夫·純電兩車為例(邁騰GTE的動(dòng)力電池組技術(shù)相同),,所以不妨讓我們先回顧一下兩車的基本信息,。同時(shí)在兩車亮相的第一時(shí)間,我們也對寶來·純電,、高爾夫·純電以及朗逸純電進(jìn)行了試駕體驗(yàn),,感興趣的朋友可以移步:《換“芯”重來 試寶來/高爾夫/朗逸純電》。
『寶來·純電』
『高爾夫·純電』
外觀,、內(nèi)飾設(shè)計(jì)部分不用多說,兩車與各自的燃油版車型保持了高度一致,,作為“國民車型”,,相信大家對寶來、高爾夫也再熟悉不過了,。動(dòng)力系統(tǒng)以及動(dòng)力電池部分,,兩車采用了同樣的配置,,搭載最大功率100kW(136Ps),最大扭矩290N·m的電機(jī),;電池部分,,配備容量為37.2kWh的三元鋰電池組,能量密度為為121Wh/kg,,官方給出的兩車NEDC續(xù)航里程均為270km,。
● 穿著“金鐘罩”的電池包
首先要說明的是,一汽-大眾寶來·純電,、高爾夫·純電兩款產(chǎn)品采用了相同技術(shù),、相同測試標(biāo)準(zhǔn)的動(dòng)力電池組,所以兩車在電池安全性上表現(xiàn)一致,。兩車均搭載了來自于寧德時(shí)代的方形鋁殼電芯,,12個(gè)電芯組成一個(gè)模組,每輛車配備16個(gè)模組,。
大眾兩款產(chǎn)品采用了籠式高強(qiáng)度車身骨架,,這是保護(hù)乘員的重要措施,同時(shí)也為車輛發(fā)生碰撞時(shí)的電池安全提供了基礎(chǔ),。而在更直接影響碰撞安全的電池包結(jié)構(gòu)部分,,大眾采用雙層焊接的高強(qiáng)鋼板打造了框架式結(jié)構(gòu),電池包底護(hù)板當(dāng)然也是不可或缺的,;據(jù)官方介紹稱,,電池包殼體總重量已超過90kg,之所以犧牲輕量化就是為了更大程度保證電池包的堅(jiān)固,、耐久性能,。
BMS(電池管理系統(tǒng))是整個(gè)電池系統(tǒng)的大腦,它不能“癱瘓”,,大眾使用了自家研發(fā)的BMS系統(tǒng),,常規(guī)功能包括主動(dòng)安全防護(hù)、故障診斷,、實(shí)時(shí)監(jiān)控電池安全,、主動(dòng)干預(yù)等;不過讓大眾引以為豪的還是其安全級別高,,官方稱該BMS硬件平臺(tái)達(dá)到了芯片安全級別的ASIL D級別,。
ISO26262標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)安全風(fēng)險(xiǎn)程度對系統(tǒng)劃分了由A到D的安全需求等級,該等級根據(jù)S(嚴(yán)重性),、E(發(fā)生概率),、C(可控性)進(jìn)行評價(jià);簡單來說,,ASIL級別越高,,就伴隨著越苛刻的安全需求,,當(dāng)然,硬件開發(fā)流程的需求也將隨之增強(qiáng),。ASIL分別A,、B、C,、D四個(gè)等級,,按官方的說法,ASIL D級意味著BMS硬件的耐久性會(huì)非常出色,,失效概率很小,。
● 高壓電!小心危險(xiǎn)
除了電池包本身的安全配置,,避免高壓電系統(tǒng)對用戶造成危險(xiǎn)也是安全技術(shù)的重點(diǎn)之一,。在用車部分,讓用戶意識(shí)到高壓電的存在是每輛電動(dòng)車都需具備的設(shè)計(jì),,比如橘黃色的高壓線束,、警示標(biāo)簽等措施均屬于該類設(shè)計(jì)范疇。
其次,,即便用戶無意觸碰到具有高壓電的區(qū)域,,大眾也采用了一些措施來盡量避免危險(xiǎn),比如增強(qiáng)各線束接口的密封程度,、絕緣材料的應(yīng)用,、發(fā)生意外時(shí)自動(dòng)切斷高壓系統(tǒng)等等。官方表示,,國標(biāo)對類似問題設(shè)定了20個(gè)安全類別,,而大眾將其增加到了46類標(biāo)準(zhǔn),這也是在安全上超過國標(biāo)的表現(xiàn),。
在充電時(shí),,漏電保護(hù)、過流/過壓保護(hù),、欠壓保護(hù)等安全措施在電動(dòng)車上是比較常見的,。除此之外,大眾還為充電保護(hù)加入了電源接地狀態(tài)監(jiān)測,,若充電樁接地狀態(tài)不佳,,存在安全隱患,車輛將拒絕充電以保證安全,;再比如為避免充電溫度過高而發(fā)生自燃等事故,,大眾加入了電壓插頭、充電插座等部分的溫度監(jiān)測,。
除上述所說,,大眾還為純電動(dòng)車型配備了防雷擊保護(hù)、絕緣電阻檢測等項(xiàng)目在內(nèi)的共10項(xiàng)充電防護(hù)措施,,在車輛充電過程中盡可能保證安全,。
● 電芯/電池包的安全測試是重中之重
大眾工程師介紹稱,電池部分需要進(jìn)行從零件到系統(tǒng)的逐步檢驗(yàn),,即電芯測試合格后進(jìn)入電池模組測試,,模組測試合格再進(jìn)入電池系統(tǒng)測試。整體來說,,每個(gè)部分的測試都包含了性能測試,、壽命測試、耐久性測試以及安全測試,。
在安全測試部分,,比如模組需經(jīng)過針刺試驗(yàn)、短路試驗(yàn),、過充試驗(yàn),、擠壓試驗(yàn)、海水浸泡,、沖擊試驗(yàn),、振動(dòng)試驗(yàn)、跌落試驗(yàn),、存儲(chǔ)試驗(yàn)以及循環(huán)壽命試驗(yàn)在內(nèi)的10項(xiàng)流程,。而電池包則需要經(jīng)歷多達(dá)184項(xiàng)的安全試驗(yàn)、單塊電池包8項(xiàng)序列試驗(yàn),;下面我們就主要分享一下大眾電池包的安全測試是如何高于國標(biāo)的,。
先以灼燒試驗(yàn)為例,該試驗(yàn)?zāi)M了車輛外部失火的情況,,國標(biāo)灼燒試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)為70秒左右,,大眾將測試時(shí)間延長至130秒(將電池包放在烈火上灼燒70秒,后推送隔熱板繼續(xù)燃燒60秒),,電池包試驗(yàn)后需外部無明顯形變,,內(nèi)部結(jié)構(gòu)無損傷。
機(jī)械沖擊試驗(yàn)部分,,試驗(yàn)?zāi)M了車輛行駛中的顛簸,、碰撞;國標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定沖擊方向?yàn)閱蜗驔_擊,,每個(gè)方向的沖擊次數(shù)為3次,,而大眾則從±X、±Y,、±Z軸的前后,、上下,、左右6個(gè)方向進(jìn)行驗(yàn)證,每個(gè)方向沖擊次數(shù)為6次,,且沖擊加速度高于國標(biāo)的25g,。
再比如模擬了車輛遭遇碰撞,電池包被刺穿的針刺試驗(yàn),,大眾會(huì)用一定直徑的鎢針以一定速度穿透模組中首個(gè)電芯厚度的90%,,檢驗(yàn)電池包和BMS電池管理系統(tǒng)的綜合溫控能力。官方稱,,一般針刺試驗(yàn)對電芯進(jìn)行,,但大眾還加入了電池包針刺,這是國標(biāo)所不具備的試驗(yàn),。
此外,,超過國標(biāo)時(shí)間9倍的E-MAST多軸振動(dòng)試驗(yàn)?zāi)M了不同路況,以溫度變化模擬四季變遷,,并對電池包進(jìn)行連續(xù)充放電,,以檢驗(yàn)其耐久性。諸如此類測試,,大眾標(biāo)定了多個(gè)高于國標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn),;按大眾的說法,這是高于國標(biāo)且兼顧國標(biāo)的,,這也就是“VW標(biāo)準(zhǔn)”,。
● 精準(zhǔn)續(xù)駛里程計(jì)算
聊了安全,我們再聊點(diǎn)更接地氣的,、與日常駕駛更息息相關(guān)的,,比如精準(zhǔn)續(xù)駛里程計(jì)算。該功能即剩余續(xù)航里程實(shí)時(shí)顯示,,但據(jù)官方介紹稱,,與一般車型不同的是,大眾這套計(jì)算邏輯更復(fù)雜,、內(nèi)容更詳細(xì)且顯示結(jié)果相對更準(zhǔn)確,。
簡單來說,該系統(tǒng)會(huì)根據(jù)電池剩余電量,、電池溫度,、實(shí)時(shí)能耗以及上次駕駛習(xí)慣等等因素來綜合考量剩余續(xù)航里程。這套算法細(xì)致到什么程度呢,?比如奧迪e-tron也具備剩余續(xù)航實(shí)時(shí)顯示功能,,若車輛開啟空調(diào),系統(tǒng)將提示“關(guān)閉空調(diào)后的潛在續(xù)航里程”;但大眾在純電動(dòng)車型上應(yīng)用的這套算法將精確到:后視鏡加熱損耗的續(xù)航里程,、座椅加熱損耗的續(xù)航里程等等各用電器的狀態(tài)及對續(xù)航里程的影響,。
除了算法細(xì)致外,大眾稱這套系統(tǒng)的監(jiān)測頻率高達(dá)10ms/次,,也就是近乎做到了真正的實(shí)時(shí)監(jiān)測,、實(shí)時(shí)顯示。在溝通會(huì)上,,大眾官方還給出了車輛測試時(shí)生成的曲線圖,但遺憾的是官方不允許拍照,,所以無法展現(xiàn)給大家,;根據(jù)官方給出的結(jié)果來看,這套計(jì)算邏輯帶可以做到表顯剩余續(xù)航里程與實(shí)際行駛的里程很接近,。
聊到精準(zhǔn)續(xù)駛里程計(jì)算時(shí),,官方還列出了一張“國外某品牌高檔電動(dòng)車”、一張“國內(nèi)某品牌電動(dòng)車”的表顯續(xù)航-實(shí)際行駛里程曲線圖,,僅從官方列出的表格來看,,大眾這套計(jì)算邏輯的準(zhǔn)確性比較可觀。不過要說明的是,,插電式混動(dòng)車型的純電續(xù)航里程較短,,所以這套邏輯還是主要應(yīng)用于純電動(dòng)車型,目前就是寶來·純電,、高爾夫·純電,。
最后在低電量管理系統(tǒng)部分,大眾也做了相關(guān)介紹,。當(dāng)車輛剩余續(xù)航為50km時(shí),,系統(tǒng)會(huì)將駕駛模式自動(dòng)切換為ECO模式,此時(shí)用戶還可手動(dòng)將駕駛模式切換為Normal模式,;當(dāng)剩余12%SOC時(shí),,Normal模式不可啟用,駕駛模式只可選擇ECO和ECO+,;剩余8%SOC時(shí),,系統(tǒng)自動(dòng)切換為ECO+模式。
直至電量過低時(shí),,車輛無法正常行駛,,但出于安全考慮(防止車輛在道路中間饋電,造成事故),,電池還將留有兩次啟動(dòng)車輛的能力,,車輛還可挪動(dòng)3-5米。同樣是在車輛剩余電量過低時(shí),大眾還設(shè)置了KICKdown操作策略,,即車輛低電量時(shí)也可完成急加速超車動(dòng)作,,從而避免一些危險(xiǎn)行車情況。
總結(jié):
總結(jié)一下,,其實(shí)除了高于國標(biāo)的檢測標(biāo)準(zhǔn)外,,大眾還開發(fā)出了很多人性化的系統(tǒng)計(jì)算方法,消費(fèi)者能擁有更便利的用車生活,。而且除了今天我們分享的內(nèi)容,,大眾還介紹了一些關(guān)于插電式混動(dòng)系統(tǒng)的邏輯,邁騰GTE所搭載的動(dòng)力系統(tǒng)就是例子,,這部分內(nèi)容我們會(huì)在11月22日開幕的廣州車展期間連同邁騰GTE一起和大家分享,,敬請期待。(文/汽車之家 尤冬青)
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