可以說，在抗疫期間，壹輛車除了口罩，還能為自己和家人帶來雙重安全保護。
說到安全防護，作為汽車行業內人士，相比傳統燃油車，新能源電動車的安全性能也是我重點關註的。在電動化狂潮下，2020年，合資品牌、國產自主品牌、外資品牌也將按照戰略規劃推出自己的旗艦新能源汽車。
電動車在投放市場之前，會和傳統燃油車壹樣，經過復雜嚴格的安全檢測和認證。大眾、通用、本田、豐田都在電動汽車方向深耕，其中電動汽車的安全性最為重要。
利益相關，作為圈內人，接觸最多的項目綜合部。說起來，通用在中國推廣純電動汽車也是近十年才開始發展的。其實早在壹個世紀前，通用就已經開始探索電氣化的未來，可以說是電動車的創始人之壹。
據悉，2020年2月底，通用汽車將很快推出“雪佛蘭Chevrolet Patrol”車型。定位為純電動城際轎跑的雪佛蘭途樂，融合了上汽通用母公司在新能源和車聯網技術方面的優勢資源。與傳統驅動技術不同，該動力由智能三電系統組成，即高性能電驅動系統、3x3電控系統和三元鋰電池系統。在三大系統的有效配合下，駕乘者體驗前所未有的駕駛感，告別能耗負擔，成為環保先鋒。
那麽，壹般的工程師都是用這三項電黑科技來保證每壹位乘客的安全嗎？
作為業內人士，我通過各種渠道得到了壹些內部信息，在此重點介紹壹下:雪佛蘭的三電系統嚴格按照高於功能安全的系統安全要求研發，電池組全新配備智能水循環溫度管理系統，電池組滿足遠超國標要求的極限安全檢測，配備三重物理防護結構設計，全面滿足整車安全。
總結:行業領先的電池管理系統和高度完整可靠的動力電池組。
1.三電是什麽？三電是電動車的核心系統。
壹句話:動力電池、電驅動系統、電控系統。
聽起來簡單易懂。先給大家簡單科普壹下電的知識。
1.1動力電？
目前汽車動力電池基本由以下五大系統組成:動力電池模塊、結構系統、電氣系統、熱管理系統、BMS電池管理系統(電控)。
與人體相比，模塊是動力電池的“心臟”，負責儲存和釋放能量，為汽車提供動力。鋰電池模塊由幾個到幾百個並聯和串聯的電池單元組成。除了機制設計，電池管理系統和熱管理系統可以組成壹個比較完整的鋰電池組系統。
目前主流的動力電池模塊如下:
鈷酸鋰18650電池:生產工藝成熟，電池能量密度高，接近同等級磷酸鐵鋰電池的兩倍，但高溫下穩定性比其他電池差，電池容易起火。代表車型？特斯拉？模型
磷酸硫酸鐵電池:是最安全穩定的車用鋰電池。在極端情況下，可以最大程度保證車內乘客不會受到電池爆炸或二次起火的傷害。代表車型比亞迪秦和唐。
三元鋰電池:安全性和能量密度介於磷酸鐵鋰電池和鈷酸鋰電池18650之間，各方面相對均衡，低溫下電池更穩定。代表車型比亞迪混宋元，北汽EV200，EV260，特斯拉車型？三
鎳氫電池:具有壽命長、充放電次數多、免維護、長時間性能指標相對較好的優點，但體積大、能量密度低。代表車型豐田普銳斯，福特Escape，雪佛蘭Malibu，本田思域？混血兒.
結構體系
主要由電池組上蓋、托盤、各種金屬支架、端板、螺栓等組成，可以看作是電池組的“骨架”，起到支撐、抵抗機械沖擊、機械振動、環保(防水防塵)的作用。
電氣系統
主要由高壓跳線或高壓線束、低壓線束和繼電器組成。高壓線束可以看作是電池組的“動脈血管”，將動力電池系統的心臟的動力源源不斷地輸送到所有需要的部件，而低壓線束可以看作是電池組的“神經網絡”，實時傳輸檢測信號和控制信號。
熱管理系統
主要有四大類:風冷、水冷、液冷、相變材料。以水冷系統為例，熱管理系統主要由冷卻板、冷卻水管、隔熱墊和導熱墊組成。熱管理系統相當於給電池包裝了壹臺空調。電池充放電的過程其實就是化學反應的過程，會釋放大量的熱量。電池需要壹個熱管理系統來帶走熱量，並使電池保持在合理的工作溫度範圍內，以提高其壽命和可靠性。
BMS電池管理系統
BMS可視為電池組的“大腦”，主要由CMU和BMU組成。電池管理系統可以及時檢測和調整電池的工作狀態，保證電池的工作安全，從而增加續航裏程，延長使用壽命。
CMU單體監控單元負責測量電池電壓、電流、溫度等參數，以及均衡等功能。當CMU測量這些數據時，它通過上面提到的電池“神經網絡”將數據傳輸到BMU。
BMU電池管理單元。負責評估CMU傳來的數據，如果數據異常，保護電池，發出降低電流的請求，或者切斷充放電路徑，避免電池超過允許的使用條件，同時還要管理電池的電量和溫度。根據之前設計的控制策略，判斷需要報警的參數和狀態，並將報警發送給車輛控制器，最終傳達給駕駛員。
以特斯拉為例。特斯拉擁有全球領先的電池管理技術，型號？S***采用7104 18650節電池，每74節電池並聯組成壹個電池組，每6節電池組串聯組成1電池組，16節電池組串聯組成特斯拉的整體動力電池。BMS實時監控每個關卡，及時冷卻每個電芯，降低它們之間的溫差，防止自燃。但是特斯拉可以監控每壹個電芯，卻無法解決電池組沖擊力極度破壞下燃燒爆炸的情況，這也是今年美國兩輛特斯拉汽車起火的原因。
1.2電力驅動系統
電驅動系統主要由傳動機構、電機和逆變器三部分組成。
輪系
目前國內外電動車的傳動機構都是單機減速，也就是沒有離合器，沒有變速。未來電動車企業會增加傳動機構的復雜程度，減少對電機和電機變阻器的需求，也就是提高性能，降低成本。
電力機械
新能源汽車使用的電機主要有兩種:永磁同步電機和異步電機。永磁電機，顧名思義，就是有磁芯的電機。永磁同步電機(PMSM)是由永磁體激勵產生同步旋轉磁場的同步電機。永磁體作為轉子產生旋轉磁場，三相定子繞組在旋轉磁場的作用下通過電樞反應感應出三相對稱電流。
永磁同步電機的轉子作為永磁體，產生壹個固定方向的磁場，定子的旋轉磁場“拖動”轉子磁場(轉子)旋轉，所以轉子的速度必須等於定子的同步速度，所以稱為“同步電機”。永磁同步電機的轉子轉速總是與定子繞組的電流頻率壹致。因此，可以通過控制電機定子繞組的輸入電流頻率來控制電動車的速度。
它和異步電機最大的區別在於轉子的獨特結構，有優質的永磁磁極。異步電機和永磁電機結構相似，只是沒有磁芯，沒有電就沒有磁場，所以磁場只能消耗大量的電才能產生。它的最高轉速可以達到15000轉，而且是高速電機，在高速下產生很大的功率。
與永磁同步電機相比，異步電機具有成本較低、過載能力強、結構簡單、制造方便、可靠性好等優點，但體積大、耗能多。在電池容量相同、車況相同的情況下，同步電機的車比異步電機的車續航裏程多。比如特斯拉模型？s？P85D，整車質量超過2.1噸，因為異步電機的電池利用效率低，體積大，需要安裝更多的電池。
永磁同步電機雖然成本略高於異步電機，但結構緊湊，體積小，功率密度高。有限的電池容量可以實現最佳續航裏程。雪佛蘭雪佛蘭巡邏車官方用的是永磁同步電機。
換流器
逆變器是將直流電轉換成交流電的裝置。如果電動車的逆變器可以支持更高的電壓，那麽對應的電壓充電電流更大，功率也更大，也就是說在相同電流充電時，充電功率可以等比例放大，也就是充電時間會縮短。如果提高逆變器的支撐電壓，充電時逆變器產生的熱量會增加，因此需要解決逆變器中IGBT模塊的散熱問題，這是提高充電效率的關鍵問題。
1.3?電子控制系統
電控系統是連接電機和電池的神經中樞，主要用於對整車進行動態監控，及時反饋和調整各項技術參數。分為電機控制系統和BMS兩大類，其中BMS在上半部分有詳細介紹。
作為汽車動力的統帥，電機控制系統的核心是IGBT(絕緣？大門？躁郁癥？Transis，絕緣柵雙極晶體管芯片)。新能源汽車的動力電池提供直流電，而驅動電機需要三相交流電，這就需要電機控制系統工作，將直流電轉化為交流電，而完成這壹轉化的關鍵部件就是IGBT。
由於篇幅所限，本文將主要介紹雪佛蘭的動力電池組亮點，電機和電驅動技術也將在未來繼續發展。
2.新型智能水循環溫度管理系統
雪佛蘭暢遊410版上匹配的三元鋰電池組采用6系鋁擠壓托盤、1、96系電池的結構，電池容量為52.5kWh，523三元鋰配方(Ni-Co-Mn)，電池系統能量密度為140Wh/kg。
鋰離子電池的性能、壽命和安全性對溫度非常敏感。可以說，溫度是影響鋰離子電池工作性能最突出的因素。鋰離子電池的溫度範圍應保持在25℃至40℃之間，單體電池之間的溫差應小於5℃。如果電池在充放電過程中產生的熱量沒有得到適當的釋放，電池的溫度就會因為熱量的積累而升高，從而大大降低電池的工作效率。鋰離子電池溫度升高65438±0℃時，電池容量會下降0.2%，當溫度超過極限工作溫度時，會加速鋰離子電池的老化。
此外，統計顯示，電動車起火原因中，行駛過程中電池自燃占22%，停車過程中占16%，正常充電過程中占14%，加起來***占52%。
近五年電動車起火原因總體分布圖
換句話說，電動車起火事故的三大主要原因是電池自燃、充電和汽車碰撞。與這些原因相對應的內部機制是電池的內部短路、外部短路和過充電及其進壹步的熱失控。
電池熱失控誘因綜述
熱失控的觸發原因比較復雜，壹般認為引起電池熱失控的主要失效形式可以歸納為四類，即內部短路、外部短路、過充過放。這些故障會導致電池溫度急劇升高，隨著電池溫度的升高，電池內部會發生連鎖放熱反應。
而當電池溫度達到80 ~ 120？在℃，SEI？膜分解，然後負極活性物質失去保護，嵌入負極的鋰金屬與電解液反應。如果溫度繼續升高，電池的多孔膜會閉合，阻斷外部短路電流回路，起到壹定的自我保護作用。但是，如果溫度繼續上升，膜將在190？在℃左右解體會引起內部短路，釋放大量電能使溫度迅速升高，進而引發正極和電解液的分解反應。正極分解會釋放大量熱量，使電池組過熱熔化自燃！
熱失控的觸發機制
這裏重點:綜上所述，控制好電池溫度的熱管理是打造安全新能源電動車的必要條件！
好在通用將自主研發的行業領先的全新電池組智能水循環溫度管理系統應用到了雪佛蘭cruise上，打造了壹款真正省心又安全的汽車。
全新智能電池組水循環溫度管理系統
液冷及電池加熱技術，通過智能水溫控制使電芯穩定在高效穩定的工作範圍:極寒環境下，系統驅動加熱器加熱電池冷卻液，提高充電效率；在高溫環境下，通過冷卻水循環將電芯溫度維持在更合適的工作範圍(30℃-40℃，無主動通信)，進壹步增強了車輛的環境適應性。
制冷系統的蒸發壓力由制冷劑側的壓力傳感器收集，雙溫度檢查由蓄電池冷卻液溫度傳感器執行。通過制冷、加熱模塊和水泵的雙重精確控制，精確監控電池溫度。
獨立電池溫度管理模塊:通過智能溫控算法，實時準確分配能耗，始終滿足電池溫度控制要求，實現乘員艙舒適性控制。
此外，有研究表明，電池內部溫度與實際環境溫度之間的溫差，以及電池組中單體電池之間的溫差，都會對電池的性能、壽命和安全性產生不利影響。因此，單體電池的內部結構、放置位置、冷卻條件等因素無法滿足整個電池組在產熱、傳熱、散熱時溫度範圍穩定、熱量分布均勻的要求。
雪佛蘭暢遊的電池之間使用了太空級納米控溫材料氣凝膠，通過納米微孔有效鎖控溫度，極大輔助了單節電池期間的溫差控制和溫度隔離。並且模塊之間鋪設了防火毯，有效提高了阻燃能力，進壹步保證了電池本身的穩定性，為防止熱失控提供了“硬件”基礎。
電池組按照通用全球標準定制:電芯配方、規格、封裝、防護均達到行業最高標準，電池之間設置航天級氣凝膠，模塊之間和殼體內設置高性能復合隔熱材料，覆蓋電芯級、模塊級、殼體級三重防護措施，有效提升隔熱阻燃性能，提高電池組壹致性和安全性。
空間級氣凝膠排列在電池之間。
整套智能水循環溫度管理系統和航天級納米溫控材料氣凝膠的應用，還提高了充電速度，可實現直流電快速充電10分鐘，車輛行駛100KM(限定工況:25℃+4%SOC充電，新電池)。
3.電池組是否更安全，更容易被接受？
同時我們也可以發現，電動車起火原因中，碰撞後短路起火占14%，這也是普通消費者對新能源電動車相對於傳統燃油車安全性最大的擔憂。
即新能源電動車碰撞後電池的安全性能如何，電池會不會因為擠壓變形爆炸而自燃！
碰撞後著火14%
答案當然是否定的！
動力電池在設計之初就考慮了碰撞、著火、防水、極端溫度等極端條件。，以應對突發情況。
圖片來自知乎用戶@ Fargo請進。
以方形電池制造的基本流程為例。在設計、測試和驗證中，每個階段都要經過極端的安全考慮。為了在碰撞或拖底的情況下，排出電池受外力擠壓時內部產生的氣體和壓力，方形電芯設計了防爆閥。同樣，為了在碰撞時通過內外分流保護極端情況下車輛和電池的安全，電池底殼也特別設計了壹定的潰縮量。
那麽雪佛蘭的電池安全性能怎麽樣呢？通用的工程師如何保證電池的安全性？
我國動力電池有六個國家標準:GB/T？31484-2015。六項國家標準從機械安全、環境安全和電氣安全三個維度對電池單體、電池模塊和電池組/系統進行測試，並給出相關判斷標準。並且國標測試的難度也極其苛刻:在極端溫度測試中，國標要求電動車的電池在零下20度到零上50度、接近70度的劇烈變化下能正常穩定工作。在擠壓和針刺試驗中，要求電池受到10噸的外力擠壓，仍能存活；由近1厘米厚的1鋼針穿過幾何中心，電池處於短路狀態，不會爆炸，也不會著火。
釘子穿透試驗
擠壓試驗，擠壓壓力100KN。
與國標相比，通用汽車及其配件廠商對電池檢測的要求更加嚴格，種類和難度遠超國標。通用汽車對雪佛蘭cruise上的鋰電池組進行了13極限安全檢測:擊穿(超過國家標準的模塊級熱擴散測試)、擠壓、浸泡、火燒、過充、過放、短路等七項極限安全檢測，如超溫、碰撞、振動、溫度沖擊、濕熱沖擊、鹽霧等，達到IP67級別。
以火檢為例，國標要求電池燃燒130秒不爆炸。在雪佛蘭巡視的動力電池組上，這個標準已經提升到了燃燒130秒還能正常工作，燃燒1小時沒有爆炸危險的地步。
著火點測定
值得壹提的是，通用在整車層面創新增加了高於法規要求的縱梁、跌落、側柱碰撞實驗，以保證日常使用的安全性和穩定性。
此外，雪佛蘭的電池組設計有三重物理保護結構。因為與傳統汽車相比，純電動汽車前端吸能空間減小，高剛性大質量電池的安裝位置與傳統發動機有很大不同。同時，電動汽車不同於傳統燃油汽車的特殊部件也對其碰撞安全性能提出了更高的要求。
因此，雪佛蘭暢遊在車架上增加了由高強度和超高強度鋼制成的下防撞梁(高強度鋼)、雙車架結構設計(超高強度鋼)和多個橫向貫穿梁結構設計(超高強度鋼)，為高壓電池組提供了充分的保護，從而避免了高壓電池組在碰撞過程中受到碰撞和擠壓。與傳統的5星加油車相比，增加了前兩個橫向貫穿梁和電池組周圍的保護梁，滿足了全方位的安全要求。
結束語:
電池安全性是新能源電動汽車安全性的重要指標。只有按照最高標準設計、測試和制造的電池，才能被稱為安全的豪華車。
尤其是三電系統，高標準的設計-制造-檢驗-驗收在純電動車產品中更為重要。在建立消費者信心的關鍵階段，太多企業的半成品在使用過程中出現意外，留下很多隱患。這是整體工藝體系不成熟埋下的種子，甚至會對整個市場產生影響。
對於通用雪佛蘭這樣壹個擁有完整成熟體系的品牌來說，雖然在電動車產品國產化的道路上有點慢，但在我看來，在核心技術上已經具備了萬無壹失的能力。
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