[汽車之家 技術] 在2019年3月份,,中國新能源車市場早已相當火爆,“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·純電兩款純電動車型,。與燃油車型不同,部分電動車存在的電池安全問題讓消費者望而生畏,;有了前車之鑒,,目前絕大部分產品都將“電池安全”問題放在了相當的高度,大眾品牌當然也不例外,,今天要分享的即:大眾電動產品的安全標準有多高,?
● 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的動力電池組技術相同),,所以不妨讓我們先回顧一下兩車的基本信息。同時在兩車亮相的第一時間,,我們也對寶來·純電,、高爾夫·純電以及朗逸純電進行了試駕體驗,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,、內飾設計部分不用多說,,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。動力系統(tǒng)以及動力電池部分,,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,;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·純電兩款產品采用了相同技術、相同測試標準的動力電池組,,所以兩車在電池安全性上表現一致,。兩車均搭載了來自于寧德時代的方形鋁殼電芯,12個電芯組成一個模組,,每輛車配備16個模組,。
大眾兩款產品采用了籠式高強度車身骨架,這是保護乘員的重要措施,,同時也為車輛發(fā)生碰撞時的電池安全提供了基礎,。而在更直接影響碰撞安全的電池包結構部分,大眾采用雙層焊接的高強鋼板打造了框架式結構,,電池包底護板當然也是不可或缺的,;據官方介紹稱,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固,、耐久性能。
BMS(電池管理系統(tǒng))是整個電池系統(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)功能包括主動安全防護,、故障診斷,、實時監(jiān)控電池安全、主動干預等,;不過讓大眾引以為豪的還是其安全級別高,,官方稱該BMS硬件平臺達到了芯片安全級別的ASIL D級別。
ISO26262標準根據安全風險程度對系統(tǒng)劃分了由A到D的安全需求等級,該等級根據S(嚴重性),、E(發(fā)生概率),、C(可控性)進行評價;簡單來說,,ASIL級別越高,,就伴隨著越苛刻的安全需求,當然,,硬件開發(fā)流程的需求也將隨之增強,。ASIL分別A、B,、C,、D四個等級,按官方的說法,,ASIL D級意味著BMS硬件的耐久性會非常出色,,失效概率很小。
● 高壓電,!小心危險
除了電池包本身的安全配置,,避免高壓電系統(tǒng)對用戶造成危險也是安全技術的重點之一。在用車部分,,讓用戶意識到高壓電的存在是每輛電動車都需具備的設計,,比如橘黃色的高壓線束、警示標簽等措施均屬于該類設計范疇,。
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,,比如增強各線束接口的密封程度,、絕緣材料的應用、發(fā)生意外時自動切斷高壓系統(tǒng)等等,。官方表示,,國標對類似問題設定了20個安全類別,而大眾將其增加到了46類標準,,這也是在安全上超過國標的表現,。
在充電時,漏電保護,、過流/過壓保護,、欠壓保護等安全措施在電動車上是比較常見的。除此之外,,大眾還為充電保護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,,大眾還為純電動車型配備了防雷擊保護、絕緣電阻檢測等項目在內的共10項充電防護措施,,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,電池部分需要進行從零件到系統(tǒng)的逐步檢驗,,即電芯測試合格后進入電池模組測試,模組測試合格再進入電池系統(tǒng)測試,。整體來說,,每個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,比如模組需經過針刺試驗,、短路試驗,、過充試驗、擠壓試驗,、海水浸泡,、沖擊試驗、振動試驗,、跌落試驗,、存儲試驗以及循環(huán)壽命試驗在內的10項流程。而電池包則需要經歷多達184項的安全試驗,、單塊電池包8項序列試驗,;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的。
先以灼燒試驗為例,,該試驗模擬了車輛外部失火的情況,,國標灼燒試驗標準為70秒左右,大眾將測試時間延長至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),,電池包試驗后需外部無明顯形變,內部結構無損傷,。
機械沖擊試驗部分,,試驗模擬了車輛行駛中的顛簸,、碰撞;國標標準規(guī)定沖擊方向為單向沖擊,,每個方向的沖擊次數為3次,,而大眾則從±X、±Y,、±Z軸的前后,、上下、左右6個方向進行驗證,,每個方向沖擊次數為6次,,且沖擊加速度高于國標的25g。
再比如模擬了車輛遭遇碰撞,,電池包被刺穿的針刺試驗,,大眾會用一定直徑的鎢針以一定速度穿透模組中首個電芯厚度的90%,檢驗電池包和BMS電池管理系統(tǒng)的綜合溫控能力,。官方稱,,一般針刺試驗對電芯進行,但大眾還加入了電池包針刺,,這是國標所不具備的試驗,。
此外,超過國標時間9倍的E-MAST多軸振動試驗模擬了不同路況,,以溫度變化模擬四季變遷,,并對電池包進行連續(xù)充放電,以檢驗其耐久性,。諸如此類測試,,大眾標定了多個高于國標的標準;按大眾的說法,,這是高于國標且兼顧國標的,,這也就是“VW標準”。
● 精準續(xù)駛里程計算
聊了安全,,我們再聊點更接地氣的,、與日常駕駛更息息相關的,比如精準續(xù)駛里程計算,。該功能即剩余續(xù)航里程實時顯示,,但據官方介紹稱,與一般車型不同的是,,大眾這套計算邏輯更復雜,、內容更詳細且顯示結果相對更準確。
簡單來說,,該系統(tǒng)會根據電池剩余電量,、電池溫度,、實時能耗以及上次駕駛習慣等等因素來綜合考量剩余續(xù)航里程。這套算法細致到什么程度呢,?比如奧迪e-tron也具備剩余續(xù)航實時顯示功能,,若車輛開啟空調,系統(tǒng)將提示“關閉空調后的潛在續(xù)航里程”,;但大眾在純電動車型上應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。
除了算法細致外,,大眾稱這套系統(tǒng)的監(jiān)測頻率高達10ms/次,,也就是近乎做到了真正的實時監(jiān)測、實時顯示,。在溝通會上,,大眾官方還給出了車輛測試時生成的曲線圖,但遺憾的是官方不允許拍照,,所以無法展現給大家,;根據官方給出的結果來看,這套計算邏輯帶可以做到表顯剩余續(xù)航里程與實際行駛的里程很接近,。
聊到精準續(xù)駛里程計算時,官方還列出了一張“國外某品牌高檔電動車”,、一張“國內某品牌電動車”的表顯續(xù)航-實際行駛里程曲線圖,,僅從官方列出的表格來看,大眾這套計算邏輯的準確性比較可觀,。不過要說明的是,,插電式混動車型的純電續(xù)航里程較短,所以這套邏輯還是主要應用于純電動車型,,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,,大眾也做了相關介紹,。當車輛剩余續(xù)航為50km時,系統(tǒng)會將駕駛模式自動切換為ECO模式,,此時用戶還可手動將駕駛模式切換為Normal模式,;當剩余12%SOC時,Normal模式不可啟用,,駕駛模式只可選擇ECO和ECO+,;剩余8%SOC時,系統(tǒng)自動切換為ECO+模式,。
直至電量過低時,,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車輛的能力,,車輛還可挪動3-5米。同樣是在車輛剩余電量過低時,,大眾還設置了KICKdown操作策略,,即車輛低電量時也可完成急加速超車動作,從而避免一些危險行車情況,。
總結:
總結一下,,其實除了高于國標的檢測標準外,大眾還開發(fā)出了很多人性化的系統(tǒng)計算方法,,消費者能擁有更便利的用車生活,。而且除了今天我們分享的內容,大眾還介紹了一些關于插電式混動系統(tǒng)的邏輯,,邁騰GTE所搭載的動力系統(tǒng)就是例子,,這部分內容我們會在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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