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    鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源

    側碰這么危險的事兒,主流電動車公司都是要怎么樣應對的?

    2021-04-24 ryder

    幾場繼續的電動車起火自燃事故,把電池安全問題再一次送上風口浪尖。即便馬斯克感覺非常委屈,表示每年有數倍于電動車的傳統燃油汽車起火自燃,媒體卻采用“雙標”而很少報道。但他可能也忽略了一個問題,即燃油車在新車的1-3年內、或保持良好養護習慣的前提下,極少發生起火自燃。且燃油車的總量目前極為龐大,每年幾百上千起的自燃事故對總量來說占比仍舊非常小。而純電動車有很多的新車起火自燃事故(比如日前的西安蔚來ES8),以及相對目前的市場體量來說,幾天內的數起事故,足以成為熱門話題了。


    明白了被“雙標”報道其實不冤之后,我們再來看看純電動車目前來說最容易發生起火事故的導火索之一——碰撞,尤其是側面碰撞。前面提到的西安蔚來ES8在服務中心內電池短路起火,就是電池組因外力導致了形變,電芯被擠壓變形從而短路-溫度過高-起火。特斯拉在這方面的黑歷史更多,自2013年至今,有超過34起特斯拉ModelS/X車型的起火事故,其中近20起是由于發生碰撞后萌生。


    依托于現如今廣泛使用的純電動化平臺技術,電動車逐漸擺脫了“油改電”,動力鋰離子電池多數如特斯拉一樣,平置于底盤上。好處在于可以最大化利用空間,減少對車廂的侵占,且可以起到降低車輛重心,提升操控性能的目的。不過由于沒有前后艙的保護,電池組距車身兩側邊緣更近,這種布局形式對車輛的側面碰撞安全方面要求更高。


    這就要求廣大的新能源汽車公司在設計車輛時,除了按技術標準要求,保障車內乘員的安全外,還要充足考慮到要怎么樣保證電池的被動安全。


    「比亞迪秦ProEV動力鋰離子電池系統」


    國內新能源大廠比亞迪,是目前在純電動車電池安全方面表現比較出色的主機廠之一。


    王朝家族下的秦ProEV動力鋰離子電池組曾被拆解,其保護殼體采用了鎂鋁合金材料,質量更輕,四周邊緣厚度超過70mm,起到緩沖保護作用,電池組整體通過16個螺栓與車身固定。


    「比亞迪秦ProEV底盤」


    除了電池組的防護殼體以外,秦ProEV的車身設計也具有不錯的先天優點。比亞迪的全新平臺,將車身縱梁與門檻梁融為一體,從而實現非常高的縱向剛度以及優秀的側向碰撞保護能力。e平臺增強后的縱梁寬度幾乎為傳統燃油車型的兩倍,而抗彎強度很可能不止兩倍。同時,所構成的電池倉保證了20cm+的碰撞間隙,而傳統車型的碰撞侵入量約莫在10cm左右。


    「蔚來ES8底盤」


    「蔚來ES8動力鋰離子電池包」


    造車新勢力的領頭羊蔚來,則是采用了高強度鋼材料縱梁,配合電池組的雙增強筋來供應側碰保護。


    不過由于蔚來的可換電特性,電池組整體是外露的,沒有額外的保護殼體。雖然其電池組殼體本身具有不錯的厚度和保護能力,但是一旦發生磕碰,將有可能筆直對電池內部造成損壞。


    「理想ONE底盤」


    「理想ONE電池包」


    理想ONE的電池側面安全防護策略與蔚來比較接近,縱梁兩側同樣為高強度鋼材,只不過其在電池組底部額外加入了一個鋁合金保護殼體。且在電池組與縱梁的連接位置,使用了可吸能緩沖的鏤空設計。


    「奧迪e-tron電池包」


    「奧迪e-tron電池包」


    于四月的上海車展正式預售的奧迪純電動跨界車e-tron,秉承了典型的德系作風。電池組兩側有著極為復雜的多層增強筋設計,厚度和寬度非常夸張,這種以不計成本的投入來保證基礎安全,是傳統大牌主機廠的優點之一。


    順帶一提,騰勢其實是國內一直堅持這種以復雜增強筋、高強度鋼、蜂窩吸能緩沖設計來保護電池碰撞安全的公司,不過代價就是成本下不來。


    「特斯拉Model3電池包」


    而這方面的反例可謂是特斯拉Model3無疑了,為了把電池組輕量化推向極致,Model3的電池組沒有任何的額外高強度防護措施,基本只能依賴車身的防護和縱梁的強度來吸收側碰時的能量。一旦碰撞強度較大,形變傳遞至電池組,其內部的圓柱形2170電池大概率會發生短路,后面的情況就不用說了吧。


    以此判斷,特斯拉的黑歷史仿佛注定將要延續下去了...


    依據GB/T31498—2015要求,電動車在發生側面50±1km/h垂直碰撞時,任何車載可充電儲能系統(On-BoardRechargeableEnergyStorageSystem,REESS)部分不應進入乘員艙,在碰撞過程中不應爆炸、起火。但同時,逐年提高的電池能量密度要求,又使車企不得不在安全與補貼兩者之間取得一個微妙的平衡。但最終,不管是“堅持使用風冷”、“加入部分玻璃鋼材料”,還是“悄悄”的取消一些高強度防護措施,保證車輛的基本安全,才是避免被“雙標”的處理方案。

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