豪華建立在安全之上 寶馬iX安全科技解讀

2021-05-07 00:10:34 作者:黃恒樂

        【太平洋汽車網 技術頻道】當寶馬Vision iNEXT概念車變身寶馬iX(官方稱“創新BMW iX”),愿景終于逐漸步向現實。寶馬iX不僅是一輛新車,更是百年寶馬品牌對智能化時代“豪華”定義之重新思考。

豪華建立在安全之上 寶馬iX安全科技解讀

 
如何定義智能化時代的豪華?

  “豪華”是一個相對的詞匯,拿現售寶馬3系與第一代寶馬7系做個實車對比,你會發現新3系更寬敞、更舒適、更品牌、更前衛、更安全、更智能、更節能、更澎湃、更有社會責任感。

  每個時代都有自己的豪華定義,就如上世紀50年代的美國車愛把雙門轎跑車造得跟移動泳池一般大,又如上世紀80年代的德國車愛把高精尖功能的無數按鍵按照強迫癥排列方式安放在儀表臺上。

  進入千禧年,豪華的定義更加全面,就如剛剛筆者定義新3系那樣,才能擔當起“中型運動轎車標桿”的長期稱號。

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  永遠保持創新熱情的寶馬品牌,正在21世紀第3個十年發起新的行業變革,改變“豪華”之定義:采用FSC認證原木面板、橄欖樹葉鞣制真皮等天然材質以及多種可回收材料替代傳統的奢華木飾與真皮,用半個世紀以來潛心研究的新能源技術替代曾經笑傲江湖的內燃機動力總成,用智能化安全設計與技術為之前已經足夠牢固的車體繼續補強,用刪繁從簡卻簡而不凡的設計哲學呈現新時代的德國豪華設計品位……

  在自己曾經輝煌的領域進行大刀闊斧的技術革新,是寶馬獨特的品牌精神。

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  今天,我們專注消費者最關心的一個重要領域:如何在智能化時代重塑豪華汽車的安全性能?

  不言安全,何談豪華?新時代的豪華,必然建立在安全之上。

  之前筆者提到過:最強的品牌,是敢于革自己的命,拋掉往昔榮耀蛻變重生。那么,如今寶馬iX又用了哪些革命性的新技術,讓尊貴客戶運籌帷幄決勝千里的呢?

 
電池安全是第一重點

  關于電池安全,筆者此前撰有兩篇技術長文可供參考:

電池研究院:為何汽車需要48V電壓系統?

電池研究院:讓電池命喪黃泉的鋰枝晶

  今天我們聊到的寶馬eDrive電力驅動系統,是寶馬eDrive系列的第五代作品。值得一提的是,歷代eDrive的安全記錄都非常好,從宏觀的電池包到微觀的電芯,層層的精密制造與安全電控,以保萬無一失。

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  寶馬第五代BMW eDrive電力驅動技術的電池包嚴格保證了電池包熱安全、機械安全、化學安全、電氣安全以及功能性安全,確保全生命周期內都擁有杰出的安全性能。以此前發布的寶馬iX3詢底價|查參配)車型的電池包為例,其經歷了128次機械測試和以及994次軟件功能測試,比安全法規標準嚴苛得多。

  在電池模組設計上,寶馬第五代BMW eDrive電力驅動技術采用了高強度、輕量化的鋁合金殼體,消減碰撞、振動、熱失控、穿刺等可能的風險。由于寶馬iX的前后均配備有自適應空氣懸架,可以在一定程度上降低常年困擾電池模組的機械振動,盡可能降低熱失控風險。

  電池模組內部的電芯采用高鎳設計,雖然寶馬iX并未公布其電芯的技術細節,但我們也可以借鑒寶馬iX3所搭載的寧德時代NCM811配方電芯的技術指標,其中華晨寶馬對寧德時代的電芯進行了安全優化,對電芯進行了等離子清潔,進而噴涂絕緣漆,安裝絕緣隔膜,以確保電芯與模組的絕緣。

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  此外,寶馬iX還是首款應用BMW xDrive智能全輪驅動系統的純電動車型,搭載了不使用稀土的前后驅動電機系統,綜合最大功率370kW(503PS),配合低至0.25Cd的風阻系數,5.0秒之內完成0-100km/h加速,WLTP標準下續航里程超過600公里。

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  在充電性能方面,寶馬iX使用200kW直流快充時,僅需10分鐘便可獲得120km續航里程,僅需40分鐘即可獲得10-80%的電量補充,由于每個模組下方均配備了液冷散熱板,可靠性極佳的能量管理系統能保證電力驅動系統得到及時的散熱。若使用掛壁式交流慢充,充電功率是11kW,0-100%的充電時間為11小時之內,清晨起床又是滿滿的正能量,滿滿的續航安全感。

 
被動安全:堅不可摧的防護

  與往常的寶馬X系列車型相比,因為第五代BMW eDrive電力驅動技術帶來了高集成度動力總成,寶馬iX的A柱布局更加靠前,與此同時也縮短了車頭長度與前懸長度,這對車輛的潰縮緩沖區而言,是一種新的挑戰。

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  但這難不倒寶馬。

  我們都知道i3與i8的車架是用全碳纖單體式車身框架(CFRP),可以保證在沒有B柱的情況下也有足夠的強度(比如i3),還能安裝勞斯萊斯那樣的對開式車門;還能實現前后軸載荷50:50的完美配重,讓車子開起來依然很有寶馬風味。

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  為降低碳纖維的制造成本,寶馬自己下場造碳纖維,聯合西格里集團、三菱人造纖維公司打造了從原材料生產到制造的整條碳纖維復合材料產業鏈,就連美國摩西湖碳纖維工廠的能源都完全來自水力發電。

  只不過,在當前的產業規模下,碳纖維成本的下降幅度是有限的,因此i3與i8更像是兩款行駛在公路上的概念車——天價的碳纖維車架令其注定成為少許高端用戶的玩物。

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  問題是,寶馬iX可是一款真正走量的i系列車型,因此寶馬決定采用一個中間路線,利用鋁材和碳纖維組建iX的車身構架,其中鋁材為主要骨架,碳纖維可以在某些部位進行補強,此外還有一部分鋼制零部件。

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  源自寶馬7系的Carbon Core車身構架,如今演變成為寶馬iX的Carbon Cage構架,覆蓋于車身的側圍、車頂框架、前圍、后窗框架、后圍等區域的CFRP(Carbon Fibre-Reinforced Plastic)碳纖維強化復合塑料材質不見可以提供輕量化、高抗扭、高安全性等優勢。

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  不僅替代傳統鋼制部件的CFRP帶來了如此多性能優勢,此外還有CFRTP(Continuous Fibre-Reinforced RhermoPlastics)連續纖維增強熱塑性塑料與之配合成為寶馬iX的車身框架,后者打造的鋼部件替代零部件擁有輕薄的結構、輕量化的重量(某些零部件可以減重5kg左右)、更強的剛度。

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  正因高強度鋼、高強度鋁、CFRP碳纖維強化復合塑料、CFRTP連續纖維增強熱塑性塑料的精妙布局,如此一來便能在更窄的吸能區間內實現更強的碰撞防護能力,還能保證強悍的車身剛性,并在成本上取得平衡。

豪華建立在安全之上 寶馬iX安全科技解讀

  雖然寶馬iX并未公布當前作品的車身強度數據,但寶馬有史以來最大的全景可調光天幕橫跨整個車輛頂部,足以說明寶馬對iX車身強度的絕對自信。

 
主動安全:用智能消滅風險

  在智能化時代,被動安全已經成為最后一道防線,更重要的防線設定在主動安全領域,車企們與解決方案供應商們竭盡全力找出新的技術手段,將碰撞風險消滅在發生之前,讓駕駛變得更加安全輕松。

  進入21世紀之后,自動駕駛技術才真正進入高速發展期。如今,一套完整的自動駕駛系統擁有三大組成部分——傳感器(耳目)、控制器(大腦)、執行器(手腳),分別負責感知、思考與執行三大功能模塊,如下圖所示:

自動泊車技術:從人工智障變人工智能

  高階自動駕駛系統的工作邏輯是下圖這樣的:傳感器獲知外界物理世界的四維數據之后,再與高精度地圖和衛星定位數據結合,一同輸送至車載處理器/云端處理器得出路線規劃,進而由車輛執行物理動作。

自動泊車技術:從人工智障變人工智能

  可見,看得清(感知功能)、算得動(思考功能)、行得穩(執行功能)是自動駕駛技術的三大必備要素,而其自動化水平可以對應SAE自動駕駛等級來判斷高低。

自動駕駛技術SAE標準分級
自動化水平SAE等級人類執行轉向/制動/加速人類介入程度機器介入程度
無自動化L0必須一直控制 全程全神貫注
駕駛輔助L1隨時接管3項全程全神貫注一部分路況提供輔助
部分自動化L2某些路況接管1-3項部分時間不需全神貫注部分時間控制汽車
有條件自動化L3必要時才需接管多數時間可分神多數時間控制汽車
高度自動化L4不需操作(特殊路況除外)基本啥都別理基本啥都管
完全自動化L5完全不需操作啥都不用管啥都管

  誠然,越高階的自動駕駛水平可以實現越高階的主動安全,前提是傳感器、通訊速度、算力、算法等冗余度都要足夠高。

1
 
傳感器陣列

  和電腦主機配置一樣,寶馬當前最先進的駕駛輔助系統也必須仰仗于其搭載的強大硬件支持。

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  寶馬iX搭載了12枚超聲波雷達、5枚毫米波雷達、6枚高清攝像頭、4枚環視攝像頭與1枚激光雷達。

  這種豪華陣容的傳感器陣列,即使放在造車新勢力圈子里面都是獨樹一幟的。

傳感器性能對比
 雷達激光雷達攝像頭雷達
+
激光雷達
+
攝像頭
物體識別
物體分類
識別范圍
車道追蹤
惡劣天氣
可靠性
低亮環境
可靠性

  三種傳感器都有各自的優勢和缺陷,三者結合之后才能揚長避短達到全優,其中激光雷達是當前車企群體最少配備的樣式,因為實在太貴了。一旦裝上,物體識別和低亮度環境可靠性的短板就能迅速得到補齊,寶馬iX的自動駕駛系統變得更加安全可靠。

2
 
算力

  如此多的感知設備需要有一個強大的處理器進行處理,才能在自動駕駛中做出迅速的反應。

  寶馬iX搭載了Mobileye公司研發的最新處理器Eye Q5,這也是Eye Q5處理器在量產車上首次搭載。寶馬iX一上來就搭載兩顆Eye Q5處理器,分別屬于超聲波、傳感器融合和決策。

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  EyeQ5芯片采用7nm制造工藝,與特斯拉下一代Autopilot核心硬件HW4.0旗鼓相當。在此前的演示中,Mobileye通過兩顆Eye Q5和12顆攝像頭,不需要使用任何雷達就能實現和特斯拉最近放出的FSD Beta相近的效果,而Eye Q5處理器最多可實現6個處理器單串聯,潛力巨大。在本次寶馬的發布會上,我們看到寶馬自動駕駛系統在識別道路標線、紅綠燈及其他交通參與者的準確度上,與特斯拉最先進的方案相比有過之而無不及。

上圖為寶馬,下圖為特斯拉

特斯拉FSD Beta推送 功能完善度大幅提升

3
 
數據與通訊

  寶馬iX本身不僅有環視車身外每個角落的“千里眼”,還有能與周邊汽車和基礎設施聯通的“順風耳”。

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  寶馬將iX定義為“終極互聯終端”,它是寶馬集團中首款搭載5G技術和千兆以太網的車型,搭配寶馬集團全新一代數字化架構和感應器系統,數據處理能力是目前車輛的20倍。5G的高傳輸速度和低延遲使得iX的車路協同能力大大增強,同時也讓自動駕駛的準確度大幅提升。

  寶馬的云服務器中存儲的數據也會為iX的自動駕駛提供幫助。經過客戶授權 ,寶馬集團從2019開始收集到約1.5億公里的相關數據,公司還從自動駕駛測試車隊中收集到海量數據。寶馬集團使用AI技術處理這些數據,研究數據的關聯性,模擬現實世界中的復雜場景,從而開發出當前iX的這臺全新的自動駕駛和駕駛輔助系統。寶馬積極推動數字化技術在各部門的應用,目前已實現了70多項AI技術的應用。這些模塊化、可拓展的新技術將逐步應用于未來的寶馬產品上。

4
 
全新iDrive 8

  聊完自動駕駛模塊,我們現在來聊聊智能座艙。智能座艙的應用,可以進一步降低人與車輛之間的溝通成本,讓駕駛者的注意力更容易集中在路面之上,因此是智能化科技給安全性能帶來的一大優勢。

  在軟件方面,寶馬iX率先搭載了全新BMW iDrive 8系統,經過重新設計的控制面板和用戶界面具有更友好的操作體驗,幫忙駕駛者更快、更精準地獲取信息,信息的呈現更加順暢,讓人車互動更加自然。

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  全新BMW iDrive 8系統還通過各個方面的個性化功能,為駕駛者提供全面的沉浸式體驗。My Modes功能根據駕駛者的需求提供全方位、個性化的感官體驗,巧妙地組合多項車輛參數,實現功能與設計的融合。

  在全新BMW iDrive 8系統中,BMW智能個人助理扮演著十分重要的角色。在中國市場,2020年BMW智能個人助理被喚醒超過2,300萬次,足以證明該功能被用戶廣泛接受和使用。升級的BMW智能個人助理采用了全新可視化形象,不同大小和亮度的呼吸式光球,讓智能個人助理有了全新的情感化表達方式。此外,寶馬iX率先搭載騰訊小場景2.0與微信車載版,還支持OTA遠程升級,20分鐘即可完成的遠程軟件升級,讓車輛時刻保持安全、可靠、平穩運行。

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  在硬件方面,寶馬iX率先搭載了一體式懸浮曲面屏,其中12.3英寸儀表盤與14.9英寸觸摸式中央顯示屏合二為一,分辨率高達200ppi。車內三個顯示屏(全彩平視顯示系統、儀表盤和中央顯示屏)可以做到完美的配合,車內物理按鍵數量減少了約50%。

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  屏幕固定在隱藏支架之上,配以無框造型設計和防炫目顯示技術。屏幕尺寸和擺放位置以及角度都對人與車之間信息的交互起到影響,經過精心設計,顯示屏朝駕駛員方向傾斜約6度,致敬“駕駛者導向”內飾設計理念,還能帶來更安全的駕駛體驗。

5
 
Shy Tech

   “Shy Tech”隱形科技是寶馬iX內飾設計的一大亮點。

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  設計元素經過巧妙部署,只在實際需要時才現身,這樣子可以通過潤物細無聲的方式滿足駕乘者的需求,還能盡可能減少對駕駛者的干擾。

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  隱藏在視線之外的音響單元、通風口、駕駛輔助傳感器等,都展現了“Shy Tech”隱形科技以人為本的設計理念,帶來更加愜意舒適的乘坐體驗和享受。

6
 
隱藏式門把手與數字鑰匙Plus

  作為寶馬 “Shy Tech”隱形科技的一部分,寶馬iX的隱藏式門把手可以進一步降低風阻、提升續航,也能提升視覺上的前衛質感。

  BMW數字鑰匙Plus采用了UWB超寬帶技術,定位精確到厘米級、極高的安全性能讓用戶上車的體驗更具儀式感。用戶無需掏出手機,距離車輛3米迎賓光毯即可開啟,1.5米時車輛自動解鎖,上車后即可直接啟動車輛。

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  車主靠近車輛,自動解鎖,上車自動啟動;車主離開車輛,自動落鎖。這種無鑰匙進入與無鑰匙啟停的邏輯更符合用戶便利性,還能避免忘鎖車的尷尬。

7
 
發射激光的天使眼

  寶馬iX全系標配矩陣式LED大燈組,還能選裝寶馬引以為豪的激光大燈。

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  其中,矩陣式LED大燈組可以根據外部光照條件、車輛行駛動態、對向車流等條件進行自動條件,在實現最佳照明效果的同時還能避免強光影響其他交通參與者;激光大燈同樣是寶馬的強項,可用于補強黑夜行駛路況中的超遠視距,最遠可達600m。

8
 
車內空氣安全

  寶馬iX的空調系統擁有一項全新的納米纖維過濾器技術(nanoFibre Filter Technology),可以防止超細顆粒、某些微生物顆粒、過敏原進入車輛內部。

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  納米纖維過濾器比普通的空調過濾器系統更為精密,在開啟空氣再循環模式后,幾分鐘之內即可清除室內空氣中的幾乎所有有害顆粒。

  此外,駕駛員還可以在旅程開始之前使用My BMW應用程序激活空調系統的通風功能,提早利用納米纖維過濾器凈化車廂中的空氣。

 
新的豪華  新的百年

  在“新四化”浪潮中,豪華被重新定義。

  豪華不再只看誰家的皮質沒有蚊蟲叮咬,也不再只看誰家的木頭用了多少百年的珍貴材質,豪華是在同時期汽車市場當中更寬敞、更舒適、更品牌、更前衛、更安全、更智能、更節能、更澎湃、更有社會責任感的汽車作品。

  “安全”無疑是新豪華定義當中的重點環節,無論是電動化時代備受關注的三電安全,還是百尺竿頭更進一步的被動安全,亦或是在智能化時代得到飛躍式發展的主動安全,均形成了寶馬i系列全新的安全護城河,保衛所有交通參與者。

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  寶馬iX將于2021年下半年開始在寶馬丁格爾芬工廠生產,這款新車匯集了寶馬品牌在設計、自動駕駛、電氣化和服務等戰略創新領域的最新發展。

  到2025年底,寶馬預計將完成全球第200萬輛純電動車的交付。預計到2030年左右,純電動車型將至少占到寶馬集團總交付量的50%,公司電動車總銷量有望達到1000萬輛。

  寶馬作為百年豪華品牌制造,一直用革命性的造車技術啟發著時代,在新的百年用i系列核心技術重新定義新的豪華。

(圖/文/攝:太平洋汽車網 黃恒樂)

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