當(dāng)提到安全很多人首先想到安全配置,除了常規(guī)的安全配置,現(xiàn)在有廠商已經(jīng)研發(fā)出車頂氣囊、發(fā)動(dòng)機(jī)前蓋翻起等更先進(jìn)的安全配置。但對(duì)汽車而言,結(jié)構(gòu)、材料以及吸能潰縮區(qū)等方面的安全更為根本。因此,安全是配置出來(lái)的,更是設(shè)計(jì)出來(lái)的,規(guī)劃出來(lái)的。在這方面,比亞迪發(fā)布的全新造車?yán)砟頑NA架構(gòu),以及由此而誕生的e平臺(tái)技術(shù),為汽車尤其是電動(dòng)車的安全打造提供了新思路。
整車安全 理念先行
BNA架構(gòu)是比亞迪劃時(shí)代的造車新理念,為造車新時(shí)代提供了頂層設(shè)計(jì),被稱為“高階智能汽車、高性價(jià)比汽車的孵化器”。通過模塊化造車?yán)砟詈蜆?biāo)準(zhǔn)化、集成化的零部件開發(fā)設(shè)計(jì)思路,BNA架構(gòu)讓汽車設(shè)計(jì)具有更大的自由度和可發(fā)揮空間,在降低產(chǎn)品研發(fā)制造成本的同時(shí),讓車型的性能、品質(zhì)、安全大幅提升。
這一點(diǎn)在BNA架構(gòu)“領(lǐng)先全球的新能源平臺(tái)”的e平臺(tái)上得到淋漓盡致的體現(xiàn)。e平臺(tái)可以用“33111”來(lái)表示,即驅(qū)動(dòng)三合一、高壓三合一,一塊多合一的低壓控制器、一塊搭載了Dilink智能網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)的可旋轉(zhuǎn)大屏以及一塊長(zhǎng)續(xù)航、高穩(wěn)定性、高安全性的動(dòng)力電池。正是集成化和標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)現(xiàn),才讓車輛從設(shè)計(jì)開始便具有了傳統(tǒng)車型并不具備的安全性。接下來(lái)我們就看看e平臺(tái)電動(dòng)汽車的安全是怎樣從設(shè)計(jì)開始一步步實(shí)現(xiàn)的。
電池安全 設(shè)計(jì)為本
對(duì)電動(dòng)汽車而言,電池安全至關(guān)重要。比亞迪電動(dòng)汽車的電池安全首先來(lái)自于設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)。
不同于某些廠商為片面追求能量密度采用軟包電池,比亞迪堅(jiān)持選用硬殼方形電池設(shè)計(jì),從根本上保障了電池的安全。眾所周知,電池與電池的疊加不是簡(jiǎn)單疊加,而是涉及到通風(fēng)和熱管理問題。軟包電池的密封方式是靠?jī)蓪泳酆衔镎迟N在一起,所以老化和安全的問題比較突出。而方形硬殼電池則是通過金屬的熔化、焊接來(lái)進(jìn)行密封,密封性和可靠性比軟軟包電池更高更強(qiáng)。尤其是方形硬殼電池的排氣孔設(shè)計(jì),大大提升了特殊狀況下的安全系數(shù)。而其在能量密度上的損失,則可以通過組包技術(shù)的成熟得到有效彌補(bǔ)。比亞迪硬殼方形電池不僅具有安全優(yōu)勢(shì),而且系統(tǒng)效率也達(dá)到了70%-80%,并且還將進(jìn)一步提高。
在模組設(shè)計(jì)上,比亞迪采用扁平單層設(shè)計(jì),不僅為整車預(yù)留了更加充裕的車內(nèi)空間,而且抗振性更高,溫度也更加均一。在電池包層面,比亞迪電池的模組數(shù)量?jī)H為四個(gè),整個(gè)電池包模態(tài)非常高,達(dá)到50左右。可以保證車輛電池在30萬(wàn)-60萬(wàn)公里路況中,不會(huì)出現(xiàn)老化失效現(xiàn)象。同時(shí)電池系統(tǒng)抗碰撞安全性也得到了提升,在前碰、后碰、柱碰等情況下均表現(xiàn)出更好的安全性,側(cè)面擠壓塑性應(yīng)變也僅為10%左右。
體系安全 軟硬兼施
以獨(dú)特的設(shè)計(jì)為基礎(chǔ),比亞迪為電池系統(tǒng)構(gòu)建了七維四層安全矩陣,如同古代皇宮大內(nèi)一樣, 五步一崗,十步一哨,牢牢保護(hù)著電池的安全。如下圖所示。
此外,比亞迪還通過獨(dú)特的電安全/熱安全/機(jī)械安全設(shè)計(jì),進(jìn)一步保障了電池系統(tǒng)的安全。
如在電安全層面,廠家對(duì)電池進(jìn)行過充前防護(hù)和過充后防護(hù)共計(jì)六項(xiàng)防護(hù)措施,保護(hù)細(xì)致入微。在熱安全上,設(shè)計(jì)師通過電池散熱孔及時(shí)開啟、電池間熱阻隔、電池包防火以及系統(tǒng)熱失控探測(cè)等設(shè)計(jì),大大提升了對(duì)電池的保障,特別是使用大量航空耐高溫防火材料后,如果單個(gè)電池電芯起火、冒煙,會(huì)被牢牢控制在某個(gè)單元,整個(gè)電池系統(tǒng)依然保持安全,大大增加了電動(dòng)汽車整車的安全系數(shù)。最后,在機(jī)械安全層面,比亞迪車輛采用了雙層高強(qiáng)度鋁合金底板設(shè)計(jì),鋁板與電池之間通過大量吸能結(jié)構(gòu)避免硬接觸,配合高強(qiáng)度的電池硬殼,以及電池包抗振,進(jìn)一步保障電池系統(tǒng)的安全。
除了上述硬件措施,先進(jìn)的電池管理系統(tǒng)BMS在安全上也功不可沒。憑借近十五年的研發(fā)經(jīng)驗(yàn),以及多達(dá)50萬(wàn)套的配套量產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),如今的比亞迪BMS系統(tǒng)不僅可以完成對(duì)電池安全保護(hù),電池狀態(tài)預(yù)估、均衡及熱管理,功率和能量管理,還融入了云數(shù)據(jù)及機(jī)器學(xué)習(xí)能力,即通過專業(yè)分析、車型優(yōu)化、工況優(yōu)化、地區(qū)優(yōu)化、駕駛習(xí)慣優(yōu)化,不斷提高預(yù)測(cè)電池狀態(tài)的準(zhǔn)確性,從而更加智能。如通過對(duì)車輛高度的感應(yīng),BMS可以偵測(cè)到電池包狀態(tài),進(jìn)而對(duì)充電進(jìn)行保護(hù)。如果汽車是在坡上充滿電,則系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)避免充滿,因?yàn)橄缕碌臅r(shí)候能量反饋可能會(huì)導(dǎo)致過充。
從科學(xué)的硬件設(shè)計(jì),到智能化的系統(tǒng)管理,比亞迪電池的高安全性為整車的安全性奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),使其縱橫電動(dòng)車時(shí)代。
高壓安全 平臺(tái)首功
電池安全為汽車安全奠定了基礎(chǔ),而在整車安全層面,設(shè)計(jì)師面臨的第一個(gè)問題是高壓部件的安全。因?yàn)椴煌谌加推嚕妱?dòng)汽車的運(yùn)行有賴于整車范圍內(nèi)電能的使用和運(yùn)轉(zhuǎn),因此高壓安全是電動(dòng)汽車整車安全的重要組成部分。
在這方面,比亞迪利用多年經(jīng)驗(yàn),在內(nèi)部建立了一套非常完善的高壓安全設(shè)計(jì)規(guī)范,例如提高了零部件耐壓等級(jí)和絕緣性能,并通過傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)漏電情況,針對(duì)一些殘余高壓電,設(shè)計(jì)有主動(dòng)泄放功能,此外,車上還具有完善的高壓安全標(biāo)識(shí)。
值得大書特書的是,得益于BNA架構(gòu)和e平臺(tái)的模塊化設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)師在高壓零部件布局方面具有更多靈活性,從而實(shí)現(xiàn)更加合理布局并進(jìn)行多種優(yōu)化和驗(yàn)證。同時(shí)在結(jié)構(gòu)方面,通過車門檻、地板縱梁和橫梁等材料的工藝選型和連接方式優(yōu)化,為高壓部件提供了高安全防護(hù)和結(jié)構(gòu)防護(hù),其中也包括了極限涉水測(cè)試,由此保證了整車高壓部件的安全,成就了電動(dòng)汽車的第二道防護(hù)。
標(biāo)準(zhǔn)集成 車身受益
BNA架構(gòu)和e平臺(tái)為電動(dòng)汽車帶來(lái)的第三道防護(hù)來(lái)自車身本身,由此進(jìn)一步詮釋了“與生俱來(lái)的安全”。
首先是超高強(qiáng)度的安全車身。BNA架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化車身架構(gòu)平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)方法的采用,使得很多EV車型車身主要的傳遞框架和傳遞路徑具有高度相似性,廠家可以針對(duì)同一種類型車身的傳遞框架做高頻次安全驗(yàn)證,保障安全。其次,高集成化模塊帶來(lái)體積的極限壓縮,如e平臺(tái)電驅(qū)動(dòng)三合一體積比之前減少了30%,高壓三合一體積減少40%,兩項(xiàng)總計(jì)為車輛節(jié)省空間37L,而低壓控制器實(shí)現(xiàn)后比之前體積減少了49%。關(guān)鍵零部件的集成,也讓設(shè)計(jì)的自由度大大提升,為碰撞安全預(yù)留了足夠的吸能空間,形成了獨(dú)特的碰撞安全體系。如比亞迪新一代車型普遍可以經(jīng)受住極嚴(yán)苛的側(cè)面柱碰,車輛安全性大大提升。
此外,BNA架構(gòu)車身及零部件共用率的提高節(jié)省下來(lái)的成本,使其加強(qiáng)材料選型質(zhì)量大大提升。例如當(dāng)前比亞迪基本上所有EV車型上,超過210兆帕高強(qiáng)鋼使用占比超過了76%,超過1500兆帕熱成型鋼的使用比例超過30%,最終使得車身扭轉(zhuǎn)剛度和彎曲剛度相比上一代都提高了30%以上。
BNA架構(gòu)的實(shí)現(xiàn),讓比亞迪從設(shè)計(jì)開始就打造了電池安全、高壓部件安全以及車身安全的三道防護(hù),讓電動(dòng)汽車的安全與生俱來(lái)。由此,我們也明白了這樣一個(gè)道理,三流的安全來(lái)自配置,二流的安全來(lái)自設(shè)計(jì),一流的安全則來(lái)自理念。造車如此,用車亦如此。