定位中
热门城市:
北京
上海
广州
深圳
杭州
南京
退出
内外兼修、无惧水火,揭秘极狐汽车电池极“智”安全的秘密
来自:电动号转载
作者:电动知士
2021-10-12 11:13:00
手机浏览

作为电动汽车的核心,动力电池的安全一直是电动汽车消费者的关注重点之一,在9月29日开幕的首届天津国际车展上,极狐(ACRFOX)召开了一场关于电动车安全性的沟通会,针对自家电动车的极“智”安全进行了详细的介绍。

首先,北京汽车研究总院三电中心电池工程部部长 盛军为大家揭秘了极狐汽车的电池安全技术。

1、 电池安全设计

1)车身设计预留电池“不可变形区域”

我们做技术的人,都特别爱操心,宁可过度保护,也不想跟风险对赌,尤其是在碰撞这样的极端情况下,多一层保护,就多一层安全。

为了防止碰撞时的整车变形传递到电池系统、进而导致着火等重大问题出现,极狐汽车在车身和底盘设计开发过程中就考虑动力电池布置方案,把电池包定义为和乘员舱一样的安全、不可变形的区域,设置重重防护。当车辆遭遇追尾、侧碰时,通过电池包周围设计的缓冲区和可变形区来吸收外力,降低碰撞对电池包的伤害。

2) 四横一纵加强梁,给电池包安上“龙骨”

缓冲区和可变形区保护的是电池箱体,电池箱体保护的则是电芯。所以,高强度箱体设计也是关键一环。

围绕电池模组(能源模块),我们布置了四横一纵加强梁结构,如同给电池包装上了龙骨壳体,横纵交织的立体结构,将来自外界的碰撞能量分解吸收,保护电池包内的电芯免遭碰撞力伤害。

举个例子,在挤压头纵置条件下,我们满足20吨挤压电芯无漏液。

3)干湿分离一体式集成热管理系统,确保用电安全

行业首创“干湿分离”热管理设计,省地儿、高效又安全。目前,行业的热管理硬件方案普遍为,在系统箱体内设置口琴管和液冷管道接头,外力作用下一旦破损,易引发失效。极狐汽车的动力电池系统,在业内首创使用电池箱体底板结构件集成液冷板的设计方案,每块水冷板通过胶焊复合连接工艺,集成为一体式具有结构强度的箱体底板,即在箱体底板内形成冷却液管道,实现零部件“一件两用”,这样的设计,较市面常见口琴管式液冷板,安全性换热面积可提升30%以上。

电池进出水口设计有碰撞泄流槽,当整车发生激烈碰撞时,泄流槽能够率先开阀,将热管路回路中的冷却液进行外部泄流,避免了在电池系统内部漏液引发的安全风险。这种细微之处的安全设计,我们都有自己的知识产权,属于极狐电池的独有安全设计,为用户提供无微不至的呵护。

4)陶瓷纤维的防火毯,给电池穿上防火衣

以上种种措施,都是为了让电池包不变形、不起火,此外,我们还有办法将火阻断。

国内电池厂或主机厂的常规做法是,将云母板贴于盖板之上,利用云母耐高温的特性实现火烧阻断。而极狐汽车的做法是,动力电池上盖选用铝合金材料,并在上方布置达到V0级阻燃的陶瓷纤维防火毯,800℃高温环境下30min电池无失效,比云母板的防火效果更好。

2、安全测试

设计的成果要靠实战来检验,这就需要我们仔细研究用户驾乘场景,琢磨电池工况,从各种刁钻角度,以苛刻的测试方法去考核我们的设计。

以密封性能测试为例,我们认为电池包的密封性能需要保障用户使用周期内不进水。为此我们独创了全生命周期振动+IPX7的测试方法。我们的振动谱源于30多种典型工况的综合,强度高于国标十余倍,经历过振动测试后的电池包可以等效视为已经到达使用周期末期,再对这个状态下的电池包进行IPX7试验,浸入到水下1米,观察有无密封失效。

同理,我们还有全生命周期湿热+IPX7试验,模拟车辆全生命周期温湿度载荷下,验证电池系统密封性、BMS功能等是否符合设计要求。

这里再讲一个测试细节,对于南部地区和中西部地区经常出现的夏天骤降冰雹冻雨天气,橡胶密封材料将遭受大跨度的冷热冲击。为保证电池系统在这种极端天气的使用安全,我们设计了浸没式温度冲击试验,验证我们的电池密封、BMS控制功能是否可以应对。具体试验方法是,将电池系统放到55℃,60%湿度的环境中搁置8小时,然后快速转移到0℃冰水中浸没5分钟,如此反复20次,试验要求电池系统不出现任何故障。

高热高寒高湿等极端环境下电池系统的工作,尤其需要对电池性能的深入精细标定,但受限于场地和季节,难以做到完美。我们开发了电池系统全气候模拟台架,具备电池全气候BMS标定、研发及测试能力,全面集成了各种复杂工况,可进行动力电池系统在不同环境下的电性能、热管理性能以及BMS功能测试及标定工作,做到对电池状态了如指掌。

3、安全制造

1) 国际一流安全电芯,自主装配电池包

说了这么多,我们可以有一个很基本的结论,那就是,开发动力电池不仅仅是电池厂家的工作,也是整车厂的重要工作。

与很多品牌整体采购电池包的方式不同,极狐汽车可以自豪地说,我们能做到行业最高的电池包能量密度、实现超过行业水平的电池安全,既得益于世界一流电池企业SKI提供的电芯,也依靠我们先进的电池包整体设计、制造、验证能力。

2)多道工序把关,实现百万公里零故障

生产方面,我们自主设计开发的动力电池系统,电芯车间全线自动化率达到95%,电池模组车间全线自动化率达到83%,电池PACK车间全线自动化率达到53%。此外,我们有11大项58小项目来把控来料质量,有6大项28小项目来把控过程质量,5大板块把控下线前终检质量。这些生产措施,与设计环节一起,带来了百万公里零故障的高品质电池包。

3)重重验证严防死守,交出来的都是精品

走下生产线的产品,还要经历“九九八十一道”验证,每个验证环节都堪称“地狱级”。在国内投资规模最大、投资额达到20亿元的实验验证中心,我们有200多项关于电池的测试项目,确保每一轮安全验证都做到极致。我们的整车,还要经历20余种碰撞工况,1000+小时仿真测试,100+轮次实车测试,确保每位消费者拿到的,都是安全的出行工具。

4、安全运营

车端预警精度高,但算力有限,漏报率高;云端预警算力充足,但精度差,误报率高。极狐电池工程师们建立了利用数据驱动原理以及失效机理定量标定的双校验识别算法,对电池数据进行实时离群筛选,并将数据回传至车端,结合高精度定量分析后再传至云端形成闭环,形成了云车互联架构下的早期预警技术,并在极狐车上进行了工程化推广,在早期失效控制上起到了积极的作用。

当然,除了电池安全,车辆本身的安全性也至关重要。为此,极狐阿尔法S产品总监 段立飞 先生又为大家揭秘了极狐汽车车身安全的奥秘。

一、钢铝混合车身的优势

在车身结构选材的技术路线上,我们极狐品牌选择的是钢铝混合、上钢下铝的车身结构。

为什么会做这样的一个选择呢?大家都知道钢材料有着均衡的强度、韧度、塑性以及相对低的成本,这都是它的优势;铝合金材料最大的特点就是轻。

所以在设计之初,我们极狐的工程师综合了钢铝的优缺点,选定了钢铝混合的技术路线,在下车体采用多种形式的铝合金材料,实现轻量化的同时保证碰撞吸能和压力传递;上车体采用不同强度的钢材,在减小体积的同时实现了高强度、高安全的碰撞性能。

二、极狐是如何设计钢铝车身架构的

极狐的产品车身设计针对不同区域特性采用不同的材料及制造工艺,量材适用,同时实现重量与性能的平衡。

1) 我们在A柱、B柱及门槛梁等位置应用了强度高达1500MPa的热成型钢,形成了几个结构环保证了碰撞过程中乘员舱的完整性。

2) 我们的车身门槛采用了分载梁创新概念,把一段铝型材嵌入到钢的门槛梁内部,在不增加空间的情况下,满足了侧柱碰撞的要求。

3) 前后轮包总成采用了高压铸铝工艺,实现了多零件一体化设计,不仅减少了零部件数量,同时也增加了整个车身的精度和强度。

4) 前纵梁采用了屈服强度更高、溃缩性能更好的全新铝合金材料,它的碰撞溃缩折弯角度达到了110°以上,让车辆在碰撞过程中有更好的吸能表现,保证了人员的安全。

5) 特别值得一提的是,车身碰撞时保证对电池包的“零侵入“(这也是为什么在媒体用我们的车做碰撞试验后,我们的车身表现优异,而且电池包毫发无损。)

由于铝合金材料与钢制材料的特性不同,连接也需要特殊工艺。为解决这一问题,极狐车身应用SPR、FDS与高强度结构胶相结合的工艺,让材料之间的连接更加稳固,实现了钢铝材料完美链接。以极狐阿尔法S为例,这款车的车身上应用了1276颗SPR锁铆螺钉、430颗FDS流钻螺钉和超过150米的高强度结构胶。除了提升车身强度以外,也使阿尔法S的整车气密性达到58立方英尺每分钟的泄漏量,确保了整车涉水800mm时车内不进水。

特别值得一提的是,极狐产品的车身扭转刚度达到了极高的水平:阿尔法T车身扭转刚度达到55000Nm/deg,阿尔法S车身扭转刚度更是达到60000Nm/deg。超高车身扭转刚度在提升NVH性能的同时,也减少车身疲劳破坏和异响的发生,保证极狐产品在各种工况下的极致操控和碰撞安全。

三、 好设计需要有好制造

前面说到,钢铝混合车身在生产上有着较高的技术要求。极狐产品是由蓝谷麦格纳工厂生产的,而对于麦格纳,大家一定有所了解,它是奔驰、宝马、捷豹等众多国际一线高端品牌汽车的生产商。蓝谷麦格纳工厂是麦格纳在国内的首个合资工厂,全面引进麦格纳MAFACT生产体系,将麦格纳百年制造核心工艺与管理技术进行100%复制,为极狐汽车良好品质和做工打下了坚实的基础。

四、其他优势

1. 说完了外在说内在,极狐车身的防腐性能也是非常优秀的,在CA-CAP 防腐性能评级中,极狐产品获得五星级荣誉,并获得了近10年、109台参评车辆中的第二高分。可以保证顾客买到的每一辆车都能够10年无功能失效及锈穿。

2. 上边一直讲的都是极狐强壮的车身,大家一定想知道这么强壮的车身到底重不重,我要说“不重”。极狐车身轻量化系数也是全球领先的,阿尔法T车身轻量化系数1.78,阿尔法S车身轻量化系数1.6,远超欧洲历年轻量化系数平均值,同时大幅领先于2.8的行业均值。资料表明,如果车身减重10%,续航里程一般可以提升6%-8%,极狐的轻量化车身也为产品的超长续航打下了基础。


* 部分图片来源于网络,如有侵权请告知删除
收藏
分享到:
最新文章
“PG”均创新高 小鹏汽车11月交付15613台 同比增长270%
理想ONE“一枝独秀 ”11月交付13485辆 同比增长190.2%
极氪首个月交付量达到2012台 平均订单金额33.5万元
强势反弹 蔚来11月交付10878台新车 同比增长105.6%
零跑汽车11月交付5628台 同比增长236%
【明年新车】芯片荒、没优惠?买车不妨做个等等党
几百万的豪车车主最小不到20岁 平均年龄比海外还低10岁!
初露峥嵘的“能力者” 上汽大众ID.3
约合人民币17.3万起,标配四驱系统,新款马自达CX-5海外售价公布
福特全新SUV即将入华!全系标配“混动”神似电马
ID.家族10月销量稳定增长!夺得汽车销量第三名
科技版预售14.30万元,广汽本田型格12月16日上市,思域迎来强敌