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安全体系建设 新能源车企比学赶超

作者:赵建国 来源:中国汽车报 发布时间:2022-04-26 浏览:

中国储能网讯:在疫情重压之下,新能源汽车产销仍是“一枝独秀”。“今年一季度,我国新能源汽车延续快速增长势头,目前已经累计推广1033万辆,成为引领全球汽车产业电动化转型的一支重要力量。”4月19日,工信部新闻发言人罗俊杰在新闻发布会上所言,令人振奋。

在新能源汽车数量不断增加的情况下,新能源汽车安全问题备受瞩目。3月29日,工信部、公安部、交通运输部、应急管理部、国家市场监管总局等五部门联合发布了《关于进一步加强新能源汽车企业安全体系建设的指导意见》(以下简称《意见》),对新能源汽车相关企业安全体系建设提出明确要求。

《意见》是产业发展的安全纲领,本报日前(3777期7~9版)已邀请多位行业专家进行详细解读。车企作为践行《意见》的主体,在安全体系建设方面又有哪些动作和思路,本期10~11版予以重点呈现。

车企供应商积极布局 筑牢电池安全防线

国家市场监管总局发布的数据显示,2021年国内新能源汽车召回共计59次,同比增长31.1%;涉及车辆83万辆,其中包括动力电池等问题占新能源汽车缺陷线索的52.5%。

由此可见,提高动力电池安全水平对新能源汽车安全至关重要。“安全性和稳定性是威马汽车产品开发、技术研发的根本前提。”威马汽车创始人、董事长兼首席执行官沈晖在接受《中国汽车报》记者采访时表示,在电池安全方面,威马汽车具备电池包自主研发、自主生产的能力,根据《意见》要求不断提升电池安全管理能力。目前最新数据表明,威马汽车电池包可达到IP68级防水防尘标准,可承受1米深海水浸泡、70秒火烧等16项苛刻物理考验。此外,威马汽车电池包实测挤压力达到100kN,即使两头亚洲象踩压也不会变形。

同时,威马汽车还自研了电池管理系统(BMS),对电池进行实时监控,根据采集的信息调节参数进行动态管理,可有效管理、延长电池使用寿命。控制策略是对电池过充、过放、过流等场景进行严格的监测和保护,最大程度避免因使用不当或不利工况环境等对电池造成的损害。

《意见》提出,企业要积极与动力电池供应商开展设计协同,持续优化整车与动力电池的安全性匹配以及热管理策略,明确动力电池使用安全边界,提高动力电池在碰撞、振动、挤压、浸水、充放电异常等状态下的安全防护能力。鼓励企业研究应用热失控实时监测预警装置和早期抑制及灭火措施。

其中的相关要求,正在企业层面得以落实。“《意见》指出要提高动力电池安全水平,并对典型用户场景提出了措施,进一步对产品安全设计提出了具体的要求。”北汽集团研究总院三电中心电池工程部部长袁文静谈到,北汽集团在电池安全测试方面除了满足国标以外,还对场景进行了丰富和加严。如对于碰撞工况,提高到满足整车5星碰撞对应的冲击下电池系统仍能正常工作。并率先通过采用动力电池系统静态球击、动态底部撞击以及整车搭载托底测试多种工况模拟用户遇到的托底、刮底场景,以验证电池底部抗机械撞击能力。在浸水方面,采用IPX8的标准要求,与国标要求的浸水30分钟相比,时间更长,对电池的密封性能要求更为严苛。在电池全生命周期安全可靠性测评能力建设方面,北汽集团也已提前部署,要求在同一个样件上串行高温、高湿环境测试、机械可靠耐久性测试、IP防护性测试,模拟叠加多个极端恶劣工况,用户场景覆盖度高于行业水平。

整车企业中,不乏自研动力电池者,它们也在加速落实《意见》要求。“去年以来,广汽埃安先后发布了弹匣电池系统安全技术及其针刺试验结果,这些优秀的表现都是加强安全体系建设的成果。”广汽埃安工程师岳深向《中国汽车报》记者介绍,在这一安全体系护航下,弹匣电池技术不断发展,成为一个软硬件一体化、具备超高防御能力的智能安全技术。其中包括,一是超高耐热稳定电芯,通过特殊电解液添加剂,在加热至120℃以上时,在活性材料表面自发聚合形成高阻抗特性聚合物膜,大幅降低热失控反应产热,使电芯的耐热温度提升了30%;二是超强隔热电池安全舱,可实现电芯热失控不蔓延至相邻电芯,同时,电池包上壳体能耐温1400℃以上,从而有效保护电池包;三是极速降温速冷系统。通过全贴合液冷系统、高速散热通道、高精准的导热路径的设计,弹匣电池实现了散热面积提升40%,散热效率提升30%,有效防止热蔓延;四是全时管控第五代电池管理系统。可实现每秒10次全天候数据采集,相比前代系统提升100倍,发现异常时,立即启动电池速冷系统为电池降温。

为整车企业提供动力电池的供应商,也在积极落实《意见》要求。“《意见》要求更为明确,向整车企业提供动力电池,虽然高能量密度、长循环、低成本是方向,但前提是必须要安全。”国轩高科工研总院常务副院长徐兴无向《中国汽车报》记者表示,国轩高科正从多个方面提高电池安全性。一方面,创新工艺水平,自主开发了“从卷芯到模组”(JTM)新技术,在保证电池安全的情况下,该制造工艺具有成本低、工艺简化、易形成标准化等特点,可广泛适用于大众MEB等电动汽车平台;另一方面,降低钴的用量,钴既有助于结构稳定,也具有导电性好等特点,由于材料价格太高等原因,可以将钴降到1%水平,基本上可维持电池性能不变。此外,国轩高科还在研究将性能较为稳定的磷酸铁锂电池提高能量密度的技术。

“《意见》的要求很及时,我们正积极在实际工作中进行落实。”深圳比克动力电池有限公司副总裁樊文光在接受《中国汽车报》记者采访时表示,比克电池正在布局4680大圆柱电池等新产品,比克电池研制的大圆柱电池安全上限非常高,各方面性能指标也比较均衡。目前比克4680电池正处在从设计验证到工程验证的推进阶段。目前车企在选用动力电池时,从开发到量产落地都有非常严格的验证,因此比克电池在推进4680电池的时候,不追求快而更追求安全稳定。比克电池经过2021年一整年的设计测试,目前处在样件批量交付过程中,性能的验证结果显示,产品符合甚至超出预期。“安全性更好的比克4680电池下半年将实现量产,2025年到2030年的中高端市场,大圆柱电池将会占据统治地位。”他说。

强化数据安全保护 车企提升防护等级

如今,一辆智能电动汽车每天能产生TB级海量数据,不仅包含驾乘人员的面部表情、动作、目光、声音数据,还包括车辆地理位置、车内外环境、车联网使用数据等。近年来,智能电动汽车频遭黑客攻击,网络信息安全问题不容乐观。数据显示,在过去5年时间里,智能汽车被黑客攻击的次数增长了20倍,其中有27.6%的攻击涉及车辆控制。

《意见》提出,要健全网络安全保障体系,加强网络安全防护,强化数据安全保护,落实个人信息安全防护。

在企业层面落实《意见》要求,是构筑汽车网络安全保障体系的基础。“《意见》所指出的非常有针对性。”岳深谈到,广汽埃安非常重视对汽车网络安全能力和数据安全能力体系的建设,已对车主App和车联网平台开展等级保护测评认证,按照等级保护的标准和要求,从技术手段和管理手段上严格管控,确保用户数据在采集、传输、存储和使用等各个环节受到保护。其中较为独到的做法是,广汽埃安汽车用户出售、转让自己的车辆后,原车主的数据不会对新车主开放。若原车主希望隐藏自己的驾驶数据,可在广汽埃安App内通过客服反馈。“保护车主隐私数据泄露难点是如何在保护个人信息和提供个性化便捷服务之间取得平衡点。”岳深说,目前根据《意见》要求制定的措施是,获取用户隐私数据之前需告知用户搜集数据的目的、用途,让用户可以选择是否提供;企业加强数据防护能力,最大程度避免用户数据遭到泄露;提供渠道,用户可随时通知企业隐藏自身隐私数据。

不同的汽车企业,具体做法虽有不同,但目标一致。“随着车联网飞速发展,汽车信息安全越来越受到重视,很多用户担心,手机接入车联网后,信息是否会泄露、汽车智能锁如果被破解了怎么办等问题。《意见》要求建立安全保障体系,十分有现实意义。”在上汽通用五菱技术中心首席技术官邵杰看来,面对这些新问题,上汽通用五菱始终坚持对车联网安全技术的投入,把安全当做智能电动的底线之一。上汽通用五菱持续开展5G远程驾驶、模拟驾驶、C-V2X等各项前瞻技术试验,全方位锻造智能电动汽车信息安全保障体系,在风险发生前打好“预防针”,消除各类隐患,保障用户隐私安全。

在智能化、网联化、电动化赛道上不断加速的造车新势力,对此有着更为深刻的认识。“《意见》的要求很务实,为汽车企业建设安全体系提供了依据。”沈晖表示,威马汽车十分注重软件层面的数据安全,积极夯实汽车整体安全设计制造、增强自动驾驶可靠性、保障车载数据安全性、完善智能座舱舒适性、提供个性化定制售后服务,并保持与监管部门的全程沟通渠道,为用户提供更安全的拥车体验。对车企而言,广大用户贡献的数据是最宝贵资产之一,因此作为车企对于数据安全方面也非常重视。威马汽车十分重视车辆网络安全的构建,从车端、云端、通信端和工业互联网端四方面,自主设立了一套金融级别的安全防护策略,并且实现实时动态更新,提升安全等级,在这样的防御体系下,没有谁能够擅自获取或者泄露用户数据。

网络安全、数据安全、信息安全已经成为智能电动汽车用户最为关注的热点。“为此,我们按照《意见》要求,对车辆运行数据严格按照《电动汽车远程服务与管理系统技术规范》(GB/T 32960)上传,并确保上传数据的及时性、有效性和完整性。全方位保证平台功能完善、运营管理严格,保障运营及响应迅速。”金康赛力斯汽车有限公司工程师王星表示,其中,问界M5在业内率先搭载了鸿蒙系统(HarmonyOS)智能座舱,继承了鸿蒙系统可靠的安全能力,可以保障车辆系统、应用及服务的隐私安全,防止隐私泄露、非法入侵、非授权使用等行为。这套运行逻辑在以安全性著称的华为手机上已经得到印证考验,可以确保获得授权者及设备使用正确的数据,从而构建出更安全和纯净的驾驶世界。

越来越多的车企都在按照《意见》指引构筑安全保障体系。“目前,岚图汽车也依据《意见》及相关法规、行业标准持续建设数据安全体系,成立了数据安全组织并明确人员责任,制定了数据安全管理制度。”岚图汽车相关负责人介绍,岚图汽车在数据存储服务器上部署了入侵检测系统、杀毒等软件保护主机安全,部分涉及个人敏感信息的系统对敏感数据实施了数据脱敏处理;同时使用专用APN通道传输数据实现数据网络的隔离,并自建密钥对数据传输进行加密、完整性验证;而且在网络边界处部署防火墙、态势感知等设备监控阻断网络攻击;还使用证书、加密、代码混淆等技术保护汽车客户端数据。“作为一个全新品牌,岚图汽车的数据安全体系还在不断完善中,未来,岚图汽车计划建设数据安全水平检查体系、数据安全审计系统以及数据安全中心等。”该负责人表示。

推动行业健康发展 安全体系建设成新竞争力

其实,《意见》除了上述重点部署,还对完善安全管理机制、保障产品质量安全、提高监测平台效能、优化售后服务能力、加强事故响应处置等方面提出了较为全面的指导意见。

《意见》提出,规范汽车产品安全性设计,企业要制定产品安全性设计指导文件,并根据已销售车辆暴露的安全问题持续修订完善。安全性设计指导文件可细分为整车级、系统级、零部件级,包含但不限于整车功能安全、动力电池安全、使用操控安全、充换电安全、消防安全、网络安全等。

对此,很多企业表示赞同。“我们一直注重整车的安全性规范设计。”沈晖表示,如在车身安全方面,威马已获得2019年C-NCAP碰撞测试五星级评价,这得益于威马汽车超强的车身刚性。其中,威马EX5整车门槛外侧采用1500Mpa热成型钢,内侧采用1200Mpa超高强度辊压钢材和800Mpa高强度钢板,电池包外部还包裹了DP780高强度钢壳体,重重装甲防护,真正保障了用户的用车安全。而威马W6在主动安全方面,搭载新型主动制动稳定的安全系统——博世9.3版车身稳定系统(ESP),让制动更敏捷。同时,四核处理器能够实现毫秒级化解潜在危险,响应速度较快。并且,威马W6搭载的Ibooster电子助力刹车,可实现制动距离小于38米,能够切实有效减少或规避风险。不仅如此,威马W6还十分注重行人保护。当威马W6的时速在4~64公里时,其自动紧急制动系统(AEB)就能够预判驾驶中的紧急状况,哪怕是驾驶员没有及时做出反应,车辆也能自动紧急制动。此外,威马W6还通过优化前机罩、保险杠的结构和刚度设计,保护万一发生碰撞时的行人安全。

对于整车企业的安全体系建设,目前已经成为越来越多车企的自觉行动。“广汽埃安的整车安全保障体系正不断完善。”岳深表示,一方面,钢铝车身兼具安全性与轻量化,广汽埃安拥有全球领先的钢铝车身柔性工厂,采用合理的结构设计,能够实现安全性和轻量化的有效结合,而且,广汽埃安采用纯电平台有利于提升轴距,而“三合一”的电机布局可以有效减少前舱空间,整体增大了座舱及行李厢空间,使得底板布局平整化很强,充分发挥动力布局和轻量化优势,提升了安全性。

王星介绍,金康赛力斯对新能源汽车的整车安全性能设计都追求极致。其中,问界M5采用全铝合金底盘,减小侧倾梯度,使得车辆具备超高稳定性和安全性。该底盘的刚度、强度也优于传统钢制底盘,而且底盘更加耐腐蚀,从而有效延长底盘部件寿命,提高耐久度。问界M5麋鹿测试成绩高达75km/h,这一成绩比肩甚至优于部分豪车。同时,问界M5采用前双叉臂及后多连杆独立悬架,与众多超级跑车的悬架结构相同,符合其运动气质。悬架材料方面则选用铝合金,帮助车身减少入弯时的侧倾程度,以及增加悬挂韧性,显著提高了车辆在激烈驾驶中的稳定性和适应力、安全性。

坚定走新能源汽车路线的比亚迪,在汽车安全体系建设方面有自己的经验。“关于《意见》所指出的安全体系建设,比亚迪已经形成了一套完整的标准,即‘LACU策略’。”比亚迪相关部门负责人在接受记者采访时表示,LACU分别表示行业领导地位、行业领先地位、行业内具备竞争力、行业内不具备竞争力。这一体系中,在产品设计初始阶段,工程师就会根据标准对整车性能进行逐条定义,主要指标被拆分为十几条。而比亚迪汉的预期定义就是代表行业领导地位的“L”级别,是比亚迪的顶级安全标准,且安全居首。

同时,比亚迪针对新能源汽车安全性进行了大量的仿真设计,通过数学模型来模拟整车、系统、子系统及零部件在发生碰撞时的被动安全性,以此来作为提升安全性能的第一步,并根据试验中暴露的问题进行不断优化。在安全体系支撑下,车身刚性方面,汉采用了高安全车身,其中高级别的热成型钢用料达43处,白车身热成型钢材使用量达97公斤。在操控安全方面,比亚迪和博世联合开发的“分布式牵引力控制系统”(dTCS),能够瞬间最大程度减少轮胎打滑,提升车辆在冰雪等低附着力路面的安全性能。此外,刀片电池还进行了比亚迪高标准的整车碰撞试验,经过了一个庞大安全体系的“千锤百炼”,才能修炼成顶级安全的新能源汽车。

目前,越来越多的新能源汽车相关企业,正按照《意见》要求,加快汽车安全体系建设,共同推进新能源汽车产业安全管理水平不断升级,从而推动新能源汽车产业健康、快速、高质量发展。

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关键字:新能源汽车

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