高压物理学报

从主被动安全、高压安全到身心安全,纯电动车

 

一直以来,汽车安全都是汽车行业百年来不变的话题。

从笼式车身、三点式安全带,再到全球各地碰撞测试标准的不断更新,工程师和科学家们不断地朝着“道路零伤亡”的愿景而努力。

随着新能源汽车时代的来临,纯电动汽车开始大范围进入人们的视野。不过,相比于发展了一百多年的燃油车,我们也十分担心纯电动汽车整体的安全性。

今天,师兄就和大家聊聊,在纯电动汽车领域,车辆的安全设计、结构发生了哪些改变?纯电动汽车的安全性又如何得到保证?

电动车的被动安全如何保证?

在早期,很多车企为了节约研发成本,在打造新能源电动车的时候,往往会在原有的燃油车平台上进行开发。但这样的开发模式,却存在一定的问题。

首先,燃油车的发动机、变速箱、油箱的位置,已经固定不变。在此基础上开发新能源电动车,其电池包、电机组需要向原有的燃油车平台让路。这也造成了很多“油改电”的电动汽车出现姿态怪异等问题,并且,由于结构不合理,容易导致碰撞后电池包被坚硬物体入侵,导致起火燃烧。

而在如今,越来越多的车企会专门为纯电动车型打造专属平台,做得比较好的就有通用Ultium平台、广汽新能源平台等。而这些平台都有一个共性:在开发时,完全以新能源车型的结构为主导。比如电池包嵌入在底盘纵横梁之间,高压线路也被合理划分。

这样的好处就在于:车辆发生碰撞时,坚硬的纵横梁结构,可以有效保障电池包外壳的完整性、保护高压管线,确保车辆的安全性。

另外,在对于乘员保护方面,电动车的白车身结构则与燃油车大致相同。只不过,在材料的运用上,会优先考虑高强度轻量化材料。例如ARCFOX、爱驰等车企,就采用了钢铝混合车身,在确保强度足够的同时,降低车身自重以节省能耗。

电动车的主动安全怎样确保?

时至今日,一提到主动安全系统,很多朋友都会把这个问题和ADAS辅助安全功能挂钩。但实际上,广义上的主动安全,包含的项目还不止这些。

举个例子,你在驾车时,对车辆相关功能的操控,是否会引起驾车注意力的下降。这也是主动安全所包含的一个方面。而现在绝大多数的电动车,都存在一个问题,那就是把很多关键的控制系统,都集成在了大屏幕中。

比如特斯拉,就把车灯控制、挡风玻璃除雾、空调调节等驾驶过程中时常使用的功能,集成在了大屏内。

固然,这样形成了更简约的车厢环境,但也提升了盲操作的难度,反而得不偿失。

当然,也有大众ID等来自于传统车企的纯电动车,依然保留了关键的按键和旋钮,能确保盲操作的安全性和便利性。

而在ADAS系统的运用程度上,电动车其实相对于燃油车有比较高的优势。

最主要的优势便是:电动车可以更好地采用机电一体化设计,使得车辆可以兼容算力更高的处理芯片、兼容更多的硬件设备。从这一点来看,当下很多智能纯电动车型做得还是很不错的。

电池包&高压电系统安全

在纯电动车型的设计、技术中,有很大一部分都是围绕电池安全而进行的。

相比于传统燃油车,电动车由于采用了大容量电池,的确会在一定程度上增加起火燃烧的几率。而电动车的起火、自燃,主要原因有以下几点:

第一,外界碰撞导致电芯结构受损,加剧内部化学元素的运动从而导致起火。针对这个问题,目前绝大多数车企都找到了对应办法,例如小鹏、蔚来等品牌,不仅将电池嵌入车底纵横梁内减轻碰撞时受到的伤害。同时,在电池包的设计中,还采用了高强度壳体、在壳体下方覆盖隔热阻燃棉等材质以避免火烧的伤害。

第二、电池热管理系统失效,导致电池工作温度异常而引发火灾。这一点多发于电池大量充放电的过程中,在此过程中,电池化学能转化为热能,导致车辆起火。