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安全是汽车业永恒的追求,随着科技的不断进步,汽车界的安全标准也在不断提升,特别是如今的新能源时代。不仅仅要车身够“硬”,三电方面也要需要足够的安全。
在 7 月 24 日,吉利汽车也是针对神盾电池安全系统开启了一场整车拆解,系统化地诠释了吉利汽车对于电池安全以及整车安全的思考。
此次我们也是来到了拆解现场,那就让我带领大家来一探究竟,看看吉利银河 L7 背后的安全基因,以及架构、三电、乘员三个维度的“安全艺术”。
结构安全还是要讲“硬”道理
要保证乘客安全,一个坚硬的车身结构是必要条件,保证在遇到碰撞的时候,让整车不变形或者尽量少变形。
那么吉利在银河 L7 身上就针对了正向碰撞、侧面碰撞、尾部碰撞以及底盘防护上进行了着重考量。
1、正面碰撞防护
首先在正面碰撞当中最为重要的防撞梁上,银河 L7 采用了 7 系铝合金,它优势在于有接近钢的高硬度,但却比钢轻得多,一般常用于航空领域。
同时,整个防撞梁的主体料厚 5mm,长度 1330+mm,占车宽长度达到了 70%,视觉感还是比较粗壮厚实的。
对比同价位车型来看,常规车型一般厚度为 3-5mm 左右,银河 L7 这个厚度数据算是比较优异的了。不过占车宽长度 70% 在市面车型上其实较为常见,所以算不上是优势或者拔高点。
此外,在防撞梁的截面结构上采用了“日”字形设计,这个结构的承载能力相比同价位车型的单层铝板或者“口”字形设计会更强,细节上还是做得比较不错的。
与前防撞梁相连接的是一个可拆卸式吸能盒,采用了轴向压溃变形模式设计,有溃缩打孔,长度达到 290mm,属于比较优异的水准。 吉利的工程师李昊徽也表示,“可能对方已经溃缩到纵梁,我们银河 L7 的吸能盒才开始溃缩”。
这还不够,防撞梁之后,银河 L7 还采用了“三叶草卸力结构”,通过“两主一辅”三条传递结构路径,来提升前方碰撞安全性。简单来说就是通过三个方向的传导路径让发生碰撞时避免侵入乘员舱,对驾乘人员造成伤害。
同时,工程师还表示,在这个结构上采用了发动机支架下沉技术,也就是在发生剧烈碰撞的时候会断裂下沉脱落,避免发动机被撞近驾驶室造成伤亡。
2、侧面碰撞防护
除了正面碰撞防护之外,银河 L7 对侧面碰撞防护更是到位。
众所周知,沃尔沃发明的笼式车身结构,而吉利也是近水楼台先得月,从中吸取了经验。在原本高强度钢笼式车身结构上,还采用了一体式冲压门环设计,热成型钢板厚度达 1.4mm,让整车扭转刚度达到了 23000 N·m,在同级别车型当中出类拔萃。
在车辆底部,吉利还首创了四纵四横地板结构,用 1.8mm 厚的双层钢板结构,在电池包周围形成了超高强度框架,让整体的侧面碰撞防护进一步提升,也是同级别车型里比较少有的安全细节设计。
其中四纵四横地板结构简单解释一下,四条横梁在图片当中比较好发现,而四条纵梁大家可能会不太好看出来,其实四纵就是两边的门槛条加上电池包两侧固定的纵梁组成。
此外,在这四条纵梁当中(车身门槛、纵梁的框架内),还藏有尼龙玻纤骨架、环氧树脂的 CBS 加强块,简单来说就是既吸能,又能辅助抗侧面撞击的一个加强材料。
讲到整个底盘结构,来多说一嘴。相信大部分人对于银河 L7 后排地板为什么不能纯平这个点会有疑问。从整个底盘结构图也能看到,其原因就是因为底板为“拱形”结构。
至于为什么这么做,主要为两个原因,其一就是为了固定排气管以及线路等等连接件,不让这些连接件高于整个底盘的平面,防止行驶中托底。
其二因为安全性,相比纯平底板的结构,“拱形”结构在抗扭曲的强度更高。如果,底板仅仅是一层平平的钢板的话,在面对严重的侧面碰撞时,车辆可能会发生弯折。
那么还有人会问,为什么有些车辆能够做到后排地板纯平呢?其实它们的底板中部也是“拱形”结构,只是通过抬高底盘高度或者铺设平板来实现后排地板纯平。
3、尾部碰撞防护
我们来到车辆尾部,可以看到“橙色”的后防撞梁,从颜色布置来看,也能发现后防撞梁的设计结构和材料与前防撞梁是不一样的。
不过,虽然没有同样采用与前防撞梁一样的 7 系铝合金,但也用上了 900MPa的高强钢配合 12.6cm 的超长吸能盒,截面也采用了“B”字型结构,能覆盖车尾大概 62%左右。
这个结构相比同级别车型的单层冲压钢板或者高强度钢,抗碰撞效果也会更好。
4、底盘碰撞防护
只看到以上这部分,我的观感是银河 L7 很厚道,车身结构以及用料确实用心了。但在不显眼又极其重要的底盘碰撞防护上,吉利也很上心。
首先基于新能源汽车的特殊性,所以除了车身硬,还必须得照顾底盘。银河 L7 在这方面增加了一个全框式的副车架,来作为正面碰撞的补充结构,同时实现对动力系统多一道防护。
在副车架之后,就是电池包 2 mm厚的 U 型的防撞梁,这里有个细节,防撞梁比电池包低 10mm,其作用就是当车辆发生刮底碰撞时,能有效抗击障碍物的冲击能量,为电池再加一道防护。这相比市面上其他车型只靠一个电池护板来抗冲击,会更多一份保障。
说到电池护板,在银河 L7 上也是采用了 1.5mm 的 1180DP 高强度钢板,在此之上还喷涂了 1mm 的 PVC 涂层,这个 PVC 涂层的具有防水、阻燃、防石击等优势。我也是用手去敲击了一下,发现出来的响声会比较沉闷,像是一层厚实的材料附在这个护板之上。
银河 L7 在底盘设计还有两个亮点,一是燃油管、制动管、冷却管等重要管线都居中布置在底盘中间,可以杜绝碰撞过程中的燃油泄露,当底盘发生刮碰时,在底盘边缘位置便会感知到;
二是这款车全系标配高压油箱,油箱口盖也配备了独立开启开关,加油时必须通过开启开关打开油箱口盖,同时释放油箱内蒸汽压力。油箱内部还增加了 FTIV(油箱隔断阀)、加强柱、防浪板等等,避免污染环境以及防止受压变形。
还有一点小细节就是在油箱前部,悬架后部之间还会有一个横梁存在,这个横梁与底盘后方的“C”字环横梁相连,能够在发生尾部碰撞时,加强对油箱的保护。
此外,在置于后副车架框架内的 ODP(充电管理系统)也是采用了环抱式的集成布局结构,这个布局结构一般都是纯电车型使用,很少插混或者增程车型使用。它的主要用途就是避免高压部件直接经过乘员舱底部(一般置于座椅底部或者后备箱),解决用户对于高压安全的担忧。
电池安全必不可少
关于电池安全着这一点,其实在此前已经被证明过多次了。
早在 5 月份,神盾电池安全系统就经历过针刺测试,24 小时电池包海水腐蚀浸泡测试、电池包三面跌落重击测试、电池包外部火烧测试,以及包括正向刮底,后向刮底,托底的底部碰撞测试等多种测试项目,而搭载它的银河 L7 均完成了测试。
深入来看,首先就是结构保护,从上面的车身结构来看,也能发现底盘以及电池包之间的用料层度,1.5mm 的 1180DP 高强度钢板、2 mm厚的 U 型的电池防撞梁、一体式热成型门环+侧碰柱四条传力路径都提供了电池安全的外层保护。
其次在整个电池框架也是采用了车包一体的结构设计,电池上下贯穿式的中部套筒连接结构,使电池上盖、内部结构梁、底护板、液冷板等多个零件互相锁附连接,成为整体式的贯穿式结构。
田字形电池框架+17 个固定点(PHEV 中固定点最多电池)让电池与车身成为一体,提升整车扭转及碰撞性能。田字结构中横梁采用“目”型铝合金截面,共有四个安装点与车身座椅横梁相连,采用 M10 螺栓(行业内大多采用 M8 螺栓),抗剪切能力由 23.6kN 提升至 37.4kN,并可提升电池包与车身结构一体化程度。
在 PACK 层的安全上,使用了专利设计,结构强度更高的田字格框架,整体模态提升 2 倍以上;配合吸能型腔,电芯与箱体预留的空间,双重溃缩空间保证电池整体强度,在 350kN 的挤压力后,电池框体未接触到电芯,保证电芯不受力,与一般的无田字格框架或者无中间横梁会更加安全。
其次在电池底部散热上也使用一体成型液冷板,采用搅拌摩擦焊技术固定在电池箱体上,其内部根据电芯散热区域优化冷却流道设计,以及高导热率的结构胶,进一步提升电性能,避免电池过温引发热失控。
此外,为了电池在意外热失控情况下电池内部的热量可以快速排出,电池内也使用了单向防爆阀,泄压速度是普通电池用的透气阀的 2 倍,保证电池迅速平衡内外压力,最大幅度降低电池爆炸风险。
在电芯方面,神盾电池的电芯由主流的供应商:宁德时代和蜂巢能源提供,并且有着较高的标准要求,出产的电芯均采用低反应活性电解液、高安全磷酸铁锂正极、耐热涂层涂覆技术等技术,确保电芯拥有着高安全性。
最后在软件算法方面,在整个电池包上也是采用了 BMS 智能管理系统以及大数据云端监测。通过输出全天候全场景的安全监控结果和有效预测,提前预警率达 95%,识别准确率达 95%。如出现某一区域电池故障,那么也能主动采用隔离及温控措施实现零失火。
此外,还有智能电池温控技术,能够确保电池工作在最佳的温度区间,提高寿命及安全性;快速切断高压功能,在碰撞后在 65ms 内,能够实现整车高压断电,避免高压漏电和起火风险;
全生命周期的自适应电芯平衡控制技术,消除电芯的一致性偏差,提高安全性、延长电池寿命;智能识别充放电环境,智能化匹配充电桩,实现充放电控制的高效、高安全。
编辑总结:
通过对银河 L7 的整车拆解也能看到,安全不仅仅是光靠堆料来实现的,要平衡成本、安全、结构等多方面的因素,找到最好的平衡点才是考验设计师和工程师功力的地方。
而出自 e-CMA 架构的银河 L7,也是继承了欧系平台的设计思想,追求更高,一直对安全方面保持高标准严要求。其车身结构设计上有着独特的吸能设计,有效减少碰撞时对乘员舱造成的冲击。对于电池安全方面也一点不马虎,通过结构、材料和设计来保证整车的高安全性。
不得不说,相比如今冰箱、彩电、大沙发这些外显的价值来说,吉利在安全方面打造的隐性价值确实会比较“吃亏”。但我个人认为对于这样的安全性价值,会更值得车企们去宣传,消费者也更应该看到其中的价值所在。