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主流電動(dòng)汽車企業(yè)都是如何應(yīng)對(duì)側(cè)碰的

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:534次  |  2019年05月17日  

幾場(chǎng)連續(xù)的電動(dòng)汽車起火自燃事故,把電池安全問題再一次送上風(fēng)口浪尖。即便馬斯克感覺非常委屈,表示每年有數(shù)倍于電動(dòng)汽車的傳統(tǒng)燃油汽車起火自燃,媒體卻采用“雙標(biāo)”而很少報(bào)道。但他可能也忽略了一個(gè)問題,即燃油車在新車的1-3年內(nèi)、或保持良好養(yǎng)護(hù)習(xí)慣的前提下,極少發(fā)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(duì)總量來說占比依然非常小。而純電動(dòng)汽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(duì)目前的市場(chǎng)體量來說,幾天內(nèi)的數(shù)起事故,足以成為熱門話題了。


明白了被“雙標(biāo)”報(bào)道其實(shí)不冤之后,我們?cè)賮砜纯醇冸妱?dòng)汽車目前來說最容易發(fā)生起火事故的導(dǎo)火索之一——碰撞,尤其是側(cè)面碰撞。前面提到的西安蔚來ES8在服務(wù)中心內(nèi)電池短路起火,就是電池包因外力導(dǎo)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Model S/X車型的起火事故,其中近20起是由于發(fā)生碰撞后產(chǎn)生。


依托于現(xiàn)如今廣泛使用的純電動(dòng)化平臺(tái)技術(shù),電動(dòng)汽車逐漸擺脫了“油改電”,動(dòng)力電池多數(shù)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(duì)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(hù),電池包距車身兩側(cè)邊緣更近,這種布局形式對(duì)車輛的側(cè)面碰撞安全方面要求更高。


這就要求廣大的新能源汽車企業(yè)在設(shè)計(jì)車輛時(shí),除了按技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求,保障車內(nèi)乘員的安全外,還要充分考慮到如何保證電池的被動(dòng)安全。


國(guó)內(nèi)新能源大廠比亞迪,是目前在純電動(dòng)汽車電池安全方面表現(xiàn)比較出色的主機(jī)廠之一。

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充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

王朝家族下的秦Pro EV動(dòng)力電池包曾被拆解,其保護(hù)殼體采用了鎂鋁合金材料,質(zhì)量更輕,四周邊緣厚度超過70mm,起到緩沖保護(hù)作用,電池包整體通過16個(gè)螺栓與車身固定。


除了電池包的防護(hù)殼體以外,秦Pro EV的車身設(shè)計(jì)也具有不錯(cuò)的先天優(yōu)勢(shì)。比亞迪的全新平臺(tái),將車身縱梁與門檻梁融為一體,從而實(shí)現(xiàn)非常高的縱向剛度以及優(yōu)秀的側(cè)向碰撞保護(hù)能力。e平臺(tái)加強(qiáng)后的縱梁寬度幾乎為傳統(tǒng)燃油車型的兩倍,而抗彎強(qiáng)度很可能不止兩倍。同時(shí),所構(gòu)成的電池倉保證了20cm+的碰撞間隙,而傳統(tǒng)車型的碰撞侵入量大約在10cm左右。


造車新勢(shì)力的領(lǐng)頭羊蔚來,則是采用了高強(qiáng)度鋼材料縱梁,配合電池包的雙加強(qiáng)筋來提供側(cè)碰保護(hù)。


不過由于蔚來的可換電特性,電池包整體是外露的,沒有額外的保護(hù)殼體。雖然其電池包殼體本身具有不錯(cuò)的厚度和保護(hù)能力,但是一旦發(fā)生磕碰,將有可能直接對(duì)電池內(nèi)部造成損壞。


理想ONE的電池側(cè)面安全防護(hù)策略與蔚來比較接近,縱梁兩側(cè)同樣為高強(qiáng)度鋼材,只不過其在電池包底部額外加入了一個(gè)鋁合金保護(hù)殼體。且在電池包與縱梁的連接位置,使用了可吸能緩沖的鏤空設(shè)計(jì)。

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標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無人設(shè)備

于4月的上海車展正式預(yù)售的奧迪純電動(dòng)跨界車e-tron,秉承了典型的德系作風(fēng)。電池包兩側(cè)有著極為復(fù)雜的多層加強(qiáng)筋設(shè)計(jì),厚度和寬度非??鋸?,這種以不計(jì)成本的投入來保證基礎(chǔ)安全,是傳統(tǒng)大牌主機(jī)廠的優(yōu)勢(shì)之一。


順帶一提,騰勢(shì)其實(shí)是國(guó)內(nèi)一直堅(jiān)持這種以復(fù)雜加強(qiáng)筋、高強(qiáng)度鋼、蜂窩吸能緩沖設(shè)計(jì)來保護(hù)電池碰撞安全的企業(yè),不過代價(jià)就是成本下不來。


而這方面的反例可謂是特斯拉Model 3無疑了,為了把電池包輕量化推向極致,Model 3的電池包沒有任何的額外高強(qiáng)度防護(hù)措施,基本只能依靠車身的防護(hù)和縱梁的強(qiáng)度來吸收側(cè)碰時(shí)的能量。一旦碰撞強(qiáng)度較大,形變傳遞至電池包,其內(nèi)部的圓柱形2170電池大概率會(huì)發(fā)生短路,后面的情況就不用說了吧。


以此判斷,特斯拉的黑歷史似乎注定將要延續(xù)下去了...


根據(jù)GB/T 31498—2015要求,電動(dòng)汽車在發(fā)生側(cè)面50±1km/h垂直碰撞時(shí),任何車載可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)(On-Board Rechargeable Energy Storage System,REESS)部分不應(yīng)進(jìn)入乘員艙,在碰撞過程中不應(yīng)爆炸、起火 。但同時(shí),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(bǔ)貼兩者之間取得一個(gè)微妙的平衡。但最終,不管是“堅(jiān)持使用風(fēng)冷”、“加入部分玻璃鋼材料”,還是“悄悄”的取消一些高強(qiáng)度防護(hù)措施,保證車輛的基本安全,才是避免被“雙標(biāo)”的解決方案。


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