從傳統(tǒng)內(nèi)燃機車輛在轉向混合動力、插電式混合動力和純電動汽車過程中，是需要做充分和長期的轉換過程。結合豐田的例子，也談一談這一類車輛的安全性問題，也請各位讀者給技術成熟穩(wěn)定，車子的質(zhì)量控制給予一些時間。這段時間，日本豐田汽車先是宣布，將在日本、北美、歐洲和其他地區(qū)召回大約103萬輛汽車，隨著調(diào)查的深入，將會擴大召回數(shù)量。召回超過 240 萬輛混合動力車型，車輛召回原因為混動系統(tǒng)內(nèi)存在缺陷，可能導致車輛在行駛途中失去動力甚至出現(xiàn)熄火現(xiàn)象，這其實是第三次豐田較大規(guī)模的混合動力車輛召回事故了。
圖1 豐田有關混合動力系統(tǒng)的召回
這事情，主要分為兩個方面，一個是混合動力在之前看來是一項長期培育的技術，隨著廠家對于自己犯得錯誤及時改正，其實消費者是越來越接受的?；旌蟿恿δ赇N售量已經(jīng)接近150萬臺/年，如下圖所示：
圖2 豐田和雷克薩斯品牌的混合動力年銷售
這個過程也是從日本擴展到美國、歐洲、大洋洲和其他銷售區(qū)域。面向全球銷售區(qū)域的時候，對應動力總成技術需要承受更為復雜的環(huán)境和使用工況，帶來對于系統(tǒng)更大的設計魯棒性需求，也同時對于汽車里面的安全情況管理提出了細節(jié)的要求。
圖3 豐田混合動力在全球范圍的擴展
由于混合動力技術的發(fā)展，由電子控制系統(tǒng)引起的安全問題是相對很突出的，豐田的幾項內(nèi)容，都是或多或少和對于功率電子的使用的問題。這些問題，都是車輛正常使用過程中，在高速、低速和中速各種駕駛條件下，由于動力電池系統(tǒng)、混合動力系統(tǒng)、空調(diào)冷卻系統(tǒng)等能符合功能安全的要求，正常工作。目前來看，豐田對于動力電池的薄收還是有自己的考量的，在驅動系統(tǒng)里面，采用了電驅動單元的芯片內(nèi)核，其失效機理的相關因素還是很復雜的。為了維持有效的工作范圍，必然對核心器件的工作狀態(tài)予以限制和保護，這就會影響整車的工作狀態(tài)。在軟件、診斷和保護閾值為主導的ECU，配合上越來越大和更為極端的工況，這就使得技術上需要迭代和優(yōu)化需要很多的時間。這也是豐田在不斷混合動力系統(tǒng)降本，和優(yōu)化安全特性上所做的事情。
圖4 有關IGBT的失效機理分析（和運行溫度有關的部分）
從電動汽車在中國的發(fā)展階段，也大概處在小孩6-7歲的階段，在質(zhì)量、安全和控制上面，由整車企業(yè)所代表的開發(fā)團隊，需要平衡電池系統(tǒng)和驅動系統(tǒng)，還有隨著整車的特性（續(xù)航里程和最高速度）提升之后，車輛暴露在高速環(huán)境還有一些極端的環(huán)境（開拉薩和新疆）等地，在電動汽車逐漸成熟的過程中。主要有這幾項挑戰(zhàn)：
1） 在電動汽車領域里面，在電池系統(tǒng)降本，驅動系統(tǒng)三合一的軸驅動器里面，大量考慮系統(tǒng)性的降本措施。這一方面也催生了新技術和新方法去占領市場和獲取優(yōu)勢的定價地位，但是也存在一定的風險性，在質(zhì)量和安全方面，需要很多的時間才能完整覆蓋大量的使用工況，極端情況是在較大的保有量和較大區(qū)域條件下隨著使用時間的積累發(fā)生的。從廣義來說，產(chǎn)品數(shù)量多了，才容易暴露和發(fā)現(xiàn)問題，這也使得企業(yè)要邁過產(chǎn)量的坎，邁過保有量的坎，邁過極端使用的坎。我們也要容忍一定數(shù)量的召回，對企業(yè)來說這事情直接帶來的影響是成本的上升，公司短期的利潤的下降，但是企業(yè)的品牌并不是完全隨著召回的情況導致影響力的下降。
圖5 客觀來說，降本的趨勢，使得把控的難度越來越大了
2） 從某種程度來說 ，如何構建新型的零整關系是非常微妙的。在電動汽車里面，完全依靠供應商，沒有自身的設計和控制，幾乎能看到類似套娃的方案，而獨特的設計方案，不僅意味著風險也意味著需要自身的投入。從總體來看，大部分先驅者都是要面臨系統(tǒng)復雜性帶來的安全性風險，需要考慮未來可能潛在的召回狀況，對每一個有雄心的企業(yè)都是一種考驗。隨著開發(fā)越來越多新的動力系統(tǒng)方案，它的安全功能和越來越復雜的系統(tǒng)，在激烈的競爭條件下，改款和新款車型的開發(fā)速度，都給汽車廠商帶來很大的壓力。在這個問題上，如何從創(chuàng)新者Tesla和一步步堅實往前走的Toyota之間取得合適的平衡，大概是每個中國企業(yè)往前發(fā)展勢必遇到的問題。在全球層面，隨著Electric Vehicle Safety GTR的全球性的安全要求出來，使得未來保證電動汽車安全性的基礎確認，這個也是規(guī)范我們在做車和做產(chǎn)品過程中更多共性的東西。為電動汽車在全球性推廣和基本安全性做背書。
圖6 EVS GTR的安全性要求
當然，這里還是有一些矛盾的。由于電驅動系統(tǒng)和電池系統(tǒng)，本身都有對于自身的診斷考慮，特別是電池由于它的能量釋放特性，如果不在可控范圍能對乘員和周邊造成挺大的傷害。因此從車輛的駕駛安全性出發(fā)，和電池在某些條件下考慮，這里就有細節(jié)的取舍問題，我們以后可以仔細來談談這個取舍之間的矛盾點。
圖7 典型的電動汽車各個狀態(tài)下防止人員受到電擊傷害的考量
小結：
電動汽車的安全，不僅僅是起火的自燃事故，也包括隨著保有量提升，私人車輛和其他車輛滲透到我們生活里面帶來的變化。從這個意義上來說，我們需要仔細控制電動汽車安全風險，把它控制在一個合理的范圍之內(nèi)。
來源：第一電動網(wǎng)
作者：朱玉龍
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