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把电池放置地板上,会是纯电动车最好的选择吗?

  • 编辑时间: 2019-07-11

雅斯顿原创文章 | Volador


现如今,越来越多的厂家选择将电池包安装在车身中地板上,是因为它有很多优点。比如“板式布局”能降低重心且不占空间。相比之外,油改车型沿用了盛京棋牌很多传统车身布局方式,故而只能见缝插针,多采用“T形电池包”布置方法。


然而汽车整车设计可谓牵一发动全身,虽然勉强能将电池包布局在变速箱通道和座位下面,但除对动态体验有影响外,还会引起车内后排地台不能做到纯平、行李箱空间被压缩等问题。所以我们能看到像特斯拉、大众(MEB纯电平台)这些布局久远的平台,都会采用“电池包安装在车身中地板上”的设计方法。

注:动力电池采用全包围的形式将电池置于箱体结构中,固定于地板下方。


但我们知道,既然地板需要安装电池包(板),必然传统的传力结构就要舍弃掉,比如位于前地板处的中通道就消失了。中通道除起到避让发动机、变速箱以及分动器等动力部件外,还因为其凸起(类似“褶皱”)设计能起到强化地板抗扭强度的作用。拿宝马7系的钢铝-碳纤维混合车身来说,还特地在中通道上贴了一层碳纤维板,来进一步强化它的作用。


更有甚者,马自达最新的创驰蓝天车身(SkyActiv-Body )技术,相比老款就是在地板结构上大做九乐棋牌文章,比如斜交接的支撑梁起到了很好的的传力疏导作用。相信马自达去年一口气五款车型均获得IIHS TSP+与此就有直接关系。


下图是特斯拉Model 3车身布局,除前部没有发动机白金会舱外,它的前后部与传统车身差异并不大,差异主要就体现在前地板和中底板这块了。虽然在地板处采用了多块横梁作为支撑,但对比马自达SkyActiv-Body 就能看出差别了,不论从结构的复杂程度还是板材的厚度,后者明显要占上风。


从上文聊到的,不难发现新式车身设计有利有弊。它更有利于电动汽车针对性布局,但舍弃了传统车身精髓,就好比先自废武功。比如电池碰撞挤压后,有可能引起电解液泄露,重则还可能发生起火。看看特斯拉的起火事故就知道了,起火后很难将其扑灭,危险不可小觑。

设计师都想了哪些方法

大家有没有发现,现如今很少再有电动汽车碰撞起火的事故发生,从今年IIHS对宝马i3和特斯拉Model S两款车型的碰撞测试成绩看,这二者在“25%偏置碰撞、40%偏置碰撞、侧面碰撞、车顶强度测试”四个被动安全测试指标上均获得了“Good”。这是因为电动汽车已经有不少针对性设计。今天我们就来盘点下这些平时不太能看到,但其实非常重要的设计手法。

1.强化的门栏梁


Model 3 的车身主要由四种材料组成:铝材(灰)、低碳钢(蓝)、高强度钢(黄)、超高强度钢(红)。下图是它的侧围爆炸图,有没有发现在门栏梁处多了一道特殊设计——带有镂空结构的门栏内板加强梁,它能起到强化抵抗碰撞的能力,相比之下,传统车身就没有这种结构。

注白金会:传统车身没有这种结构。


类似地,蔚来ES8采用了一体空腔门槛梁设计。


GB/T 31498—2015要求任何车载可充电储能系统部分不应进入乘员舱,在碰撞过程中不应爆炸、起火 ,所以设计要求门槛内板的相对位移量应小于这个距离,才不会导致侧面碰撞中电池包的过度挤压。这种镂空设计能有效的吸收能量,避免碰撞能量过多地传递到电池包处,进盛京棋牌而降低碰撞变形发生的可能。

2.改变传统的传力路径


整车载荷传递路径可以大致分解为:前舱载荷路径、前中地板载荷传递和后地板载荷路径。由于未来的电池包布置方案基本都在地板下方平铺,所开元棋牌以前中地板载荷传递路径设计就是重点调整方向了。一般在前中地板的上方会布置两根横梁,其主要功能是作为座椅支撑结构、防止碰撞时座椅被拉拽,同时也承载柱碰时的载荷传递。典型的比如Model 3、Model S都是采用的类似手法。


当碰撞来自前方,碰撞力会由前纵梁向后传递,这时候我们希望传输力能尽可能传递到门栏梁和A柱上。这时候在前纵梁与门栏梁和A柱结合处如何设计就显得尤为重要了。比如蔚来ES8在驾驶舱前部采用了Torque box防护枢纽采用立体格形设计,它可以对碰撞力进行分流,进而通过门槛梁、A柱继续向后传递而保障乘员舱以及电池仓的不变形。

注:蔚来ES8正面碰撞传力路径

注:蔚来ES8 T白金会orque box防护枢纽特写


这一设计也不是蔚来独家,在更早之前的凯迪拉克CT6采用的也是类似思路,它采用了一种类似蜂窝的设计手法。除能起到吸能作用外,还能起到碰撞力疏导的作用。


3.电池包设计


打铁还需自身硬,电池包托盘本身也需要强化结构。比如奔驰EQC的侧边梁就采用了空腔加强结构,使得整个电池包能获得很好的刚性。


除此之外,现在还提到了一种电池包主动式脱离的方法。它有点类似发动机下沉设计的思路,希望在电池包出现冒烟、起火等危险情况时,可以快速的使危险电池包脱离车体,保护乘客及车辆安全。


不过正如发动机下沉技术一样,这类设计还处在很前沿的阶段,我们短期内很难见到。但这也启发我们,汽车安全除被动安全外还有主动安全。所以很多电动汽车会设计高压系统自动断电功能,在碰撞后迅速断电,避免人员触电或车辆起火的风险。举例来说,WEY P8在碰撞后HCU能在30ms内将高压主继电器断开,并在300ms内完成高压下电。

雅斯顿小结


汽车的车身结构从非承载式转为承载式已经有很些年了,传统的承载式车身结构现在依然有着相当稳定的市场。但相信随着纯电动平台越来越多,传统车身设计将迎来新一轮变革。作为消费者,这些设计看似离我们很远,但再怎么关注安全都不为过,特别是还处在变革中的电动汽车市场,需要提升的地方还有很多。

图 | 来源于网络


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