[汽車之家 技術(shù)] 在2019年3月份,中國新能源車市場(chǎng)早已相當(dāng)火爆,“常青樹品牌”一汽-大眾也終于為中國市場(chǎng)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(duì)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(duì)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(cè)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(jí)別高,官方稱該BMS硬件平臺(tái)達(dá)到了芯片安全級(jí)別的ASIL D級(jí)別。
ISO26262標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)安全風(fēng)險(xiǎn)程度對(duì)系統(tǒng)劃分了由A到D的安全需求等級(jí),該等級(jí)根據(jù)S(嚴(yán)重性)、E(發(fā)生概率)、C(可控性)進(jìn)行評(píng)價(jià);簡(jiǎn)單來說,ASIL級(jí)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(jí),按官方的說法,ASIL D級(jí)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(duì)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(duì)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(cè),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(cè)。
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(cè)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(cè)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(cè)試合格后進(jìn)入電池模組測(cè)試,模組測(cè)試合格再進(jìn)入電池系統(tǒng)測(cè)試。整體來說,每個(gè)部分的測(cè)試都包含了性能測(cè)試、壽命測(cè)試、耐久性測(cè)試以及安全測(cè)試。
在安全測(cè)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(cè)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(cè)試時(shí)間延長(zhǎng)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(duì)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(duì)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(cè)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?cè)倭狞c(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(duì)更準(zhǔn)確。
簡(jiǎn)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(duì)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(cè)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(cè)、實(shí)時(shí)顯示。在溝通會(huì)上,大眾官方還給出了車輛測(cè)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(cè)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(qǐng)期待。(文/汽車之家 尤冬青)
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