汽車(chē)電池包(汽車(chē)電池包結(jié)構(gòu))
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抖音快手等短視頻的興起,讓人接觸到更多陌生領(lǐng)域的知識(shí),比如車(chē)身安全性能。一個(gè)碰撞測(cè)試視頻呈現(xiàn)在眼前時(shí),A柱有沒(méi)有彎曲,B柱是否折斷,氣囊有沒(méi)有展開(kāi),常常是熱議話題,眾多測(cè)試新車(chē)中,純電動(dòng)車(chē)表現(xiàn)最出乎人的意料,盡管拖著沉重的電池包,但不費(fèi)吹灰之力就拿到頂級(jí)安全評(píng)價(jià)。

IIHS先后測(cè)試了特斯拉Model 3、奧迪e-tron、奧迪e-tron Sportback、福特Mustang Mach-E和沃爾沃XC40 Recharge,每款車(chē)的表現(xiàn)都超出預(yù)期,于是官方給出了一個(gè)結(jié)論,純電動(dòng)車(chē)至少與燃油車(chē)一樣安全。另一項(xiàng)數(shù)顯示,2011-2019年期間,美國(guó)地區(qū)的純電動(dòng)車(chē),車(chē)上人員責(zé)任險(xiǎn)索賠率只有燃油車(chē)的40%,暗示純電動(dòng)車(chē)更安全。
為進(jìn)一步論證電動(dòng)車(chē)安全,IIHS列出了一組數(shù)據(jù),光看數(shù)字沒(méi)啥概念,但只要說(shuō)XC40純電版與XC90燃油版重量差不多,就明白純電動(dòng)車(chē)有多重了。同一個(gè)平臺(tái),XC40純電版比頂配燃油版足足重了442kg。
IIHS認(rèn)為重量大的車(chē)與重量小的車(chē)發(fā)生碰撞時(shí),重量大的車(chē)承受的能量小,這個(gè)觀點(diǎn)在之前一系列測(cè)試中得到印證。不過(guò)這么一說(shuō),似乎又退回到以重量論安全的觀點(diǎn)了,難道電動(dòng)車(chē)安全只是因?yàn)橹兀慨?dāng)然不是。
純電動(dòng)車(chē)的電池包重量和體積都很大,為了不影響車(chē)身的使用便利性,只有將電池包平整布置在底盤(pán)下方。當(dāng)整個(gè)底盤(pán)都用來(lái)安裝電池包時(shí),必須考慮電池包防護(hù)性能。除了托底外,電池包所受的外力主要來(lái)自正面和側(cè)面撞擊,所以碰撞安全測(cè)試不僅要考慮乘員安全,還得考慮電池包變形量。
正面撞擊車(chē)身有較大吸能潰縮緩沖區(qū),只要對(duì)車(chē)身結(jié)構(gòu)進(jìn)行加強(qiáng),電池包就非常安全。但電池包與車(chē)身并不是一體設(shè)計(jì),而是作為一個(gè)附件裝在底盤(pán)上,因而沒(méi)法像燃油車(chē)一樣,單獨(dú)在底盤(pán)上設(shè)計(jì)更多橫梁提高車(chē)身側(cè)面強(qiáng)度。
由于電池包防護(hù)需求,車(chē)身與電池包都進(jìn)行了加強(qiáng),同時(shí)也提高了車(chē)身扭轉(zhuǎn)剛度,所以純電動(dòng)車(chē)的車(chē)身扭轉(zhuǎn)剛度總是優(yōu)于燃油車(chē),這也是造車(chē)新勢(shì)力經(jīng)常炫耀車(chē)身扭轉(zhuǎn)剛度高的原因。
純電動(dòng)車(chē)?yán)m(xù)航里程是一項(xiàng)非常重要的性能指標(biāo),而電池包能量密高低決定續(xù)航里程長(zhǎng)短。電池包作為車(chē)身一個(gè)附件安裝在底盤(pán)上,它不僅僅要容納更多電池組,還要為電池組設(shè)計(jì)防護(hù)結(jié)構(gòu),因此電池包整體能量密度不僅與單體電芯能量密度有關(guān),也與內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有關(guān)。
為了降低碰撞損失和安全風(fēng)險(xiǎn),電池包與車(chē)身側(cè)面會(huì)保留了一定的安全距離。奧迪e-tron電池包與車(chē)身側(cè)面預(yù)留了25cm的安全距離,而特斯拉Model 3只有12cm。底盤(pán)給電池包預(yù)留的空間不多,再加上電池包一部分空間被用于安裝防護(hù)結(jié)構(gòu), e-tron電池包能量密度自然就遜色于特斯拉Model 3,續(xù)航里程自然也處于下風(fēng),續(xù)航與電池包關(guān)系暫時(shí)聊到這。
電池包如何影響車(chē)身設(shè)計(jì)
前面說(shuō)純電動(dòng)車(chē)的車(chē)身乃至電池包都會(huì)進(jìn)行加強(qiáng),那么強(qiáng)化后的純電動(dòng)車(chē),碰撞安全性能是否會(huì)明顯強(qiáng)于燃油車(chē)?我們可以從各地安全評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)那找到答案。
XC40 Recharge 純電版在IIHS的側(cè)面碰撞測(cè)試中,B柱距離駕駛席坐墊中線20cm,而XC40 T5 燃油版為20.5cm,雖然XC40純電版?zhèn)让媾鲎渤煽?jī),沒(méi)比燃油車(chē)好到哪去,但測(cè)試數(shù)據(jù)可以證明,純電版與汽油版B柱設(shè)計(jì)指標(biāo)幾乎接近一致。
由于E-NCAP側(cè)面柱碰,測(cè)試方法不一樣,立柱碰撞覆蓋范圍更大,所以純電動(dòng)車(chē)的車(chē)身結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)便展現(xiàn)出來(lái)了。即便奧迪Q8價(jià)格更貴定位也更高,但在側(cè)面柱碰實(shí)驗(yàn)中,車(chē)身側(cè)面變形量卻要高于奧迪e-tron。不單是奧迪e-tron,所有電動(dòng)車(chē)想要滿足E-NCAP的側(cè)面柱碰實(shí)驗(yàn),都得想方設(shè)法加強(qiáng)車(chē)身側(cè)面強(qiáng)度。
同一個(gè)平臺(tái)同一款車(chē)型,XC40純電版與汽油版在IIHS的正面偏置碰撞測(cè)試中,數(shù)據(jù)也非常接近。純電版比汽油版足足重了400kg以上,要做到與汽油版差不多的車(chē)身性能指標(biāo),自然會(huì)提高車(chē)身強(qiáng)度。換個(gè)角度想,更輕的XC40燃油版與更重的純電版發(fā)生正面碰撞,這種場(chǎng)景對(duì)燃油版當(dāng)然不利。
我們?cè)贗IHS的測(cè)試結(jié)果中看到,各種尺寸各種類型的車(chē)都能獲得頂級(jí)安全評(píng)價(jià),但同為頂級(jí)安全評(píng)價(jià),尺寸小重量輕價(jià)格便宜的緊湊型轎車(chē),安全性可不能與中大型豪華轎車(chē)相提并論。試驗(yàn)場(chǎng)只能保證所有測(cè)試車(chē)在相同條件下測(cè)試,而單車(chē)碰撞測(cè)試目的只是用來(lái)檢驗(yàn),當(dāng)前整備質(zhì)量下車(chē)身結(jié)構(gòu)防護(hù)性能。
絕大部分純電動(dòng)車(chē)整備質(zhì)量都比同尺寸的燃油車(chē)高,特別是基于燃油車(chē)平臺(tái)打造的電動(dòng)車(chē),重量差距更明顯。因?yàn)槌叽缦喈?dāng),但重量更大的純電動(dòng)車(chē),各項(xiàng)碰撞測(cè)試的表現(xiàn)都非常好,所以IIHS才含蓄的說(shuō)純電動(dòng)車(chē)安全性“至少”與燃油車(chē)一樣好。
編輯點(diǎn)評(píng):純電動(dòng)車(chē)要保證續(xù)航性能,就會(huì)使整備質(zhì)量大幅提升,這在燃油車(chē)上是不敢想也不能做的事,畢竟重量越大油耗越高。另一方面電芯遇到外力擠壓可能會(huì)發(fā)生短路,需要嚴(yán)格控制電池包變形量,于是純電動(dòng)車(chē)的車(chē)身扭轉(zhuǎn)剛度和側(cè)面強(qiáng)度等技術(shù)指標(biāo)遠(yuǎn)高于燃油車(chē)。這不是設(shè)計(jì)師的初衷,而是迫于無(wú)奈的辦法,但卻有意或無(wú)意提高了純電動(dòng)車(chē)安全性能。
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