BY【映璇汽車工作室】@工科女的車庫(kù)

近年來(lái)，隨著新能源汽車市場(chǎng)的爆發(fā)性增長(zhǎng)，新能源汽車電池的續(xù)航、性能和安全等核心問(wèn)題也引發(fā)了消費(fèi)者的高度關(guān)注。其中電池安全是消費(fèi)者對(duì)新能源汽車的主要關(guān)注點(diǎn)，這對(duì)于新能源汽車研發(fā)企業(yè)的研發(fā)和安全檢測(cè)能力提出了更高的要求。

近日，紅旗E-QM5在中國(guó)汽車技術(shù)研究中心實(shí)車碰撞試驗(yàn)室，順利通過(guò)了嚴(yán)苛的電動(dòng)車水中托底挑戰(zhàn)試驗(yàn)。全面揭示出車輛在涉水并發(fā)生底部碰撞后，電池包所展現(xiàn)出的安全性與可靠性。

紅旗E-QM5涉水挑戰(zhàn)試驗(yàn)的難度和危險(xiǎn)性

與燃油車相比，電動(dòng)車之所以更怕底盤在行駛過(guò)程中托底磕碰，主要是由于電池包布置在車身底盤上，在底盤托底時(shí)特別容易受到磕碰、擠壓。如果行駛中底盤電池包遭遇嚴(yán)重磕碰受損后涉水，又在水中再次遭遇磕碰，極易造成車輛電池包進(jìn)水短路、起火。在路面積水、駕駛?cè)藛T無(wú)法看到水中異物的情況下，行駛過(guò)水路面時(shí)極易遭遇底盤磕碰。如果車輛電池的防護(hù)能力不強(qiáng)，極易造成漏電起火，帶來(lái)極大的安全隱患。

本次紅旗涉水試驗(yàn)為雙次托底試驗(yàn)，采用了模擬日常城市路況中車輛遭遇底盤磕碰及涉水的嚴(yán)苛工況：即在行駛中發(fā)生底部碰撞后進(jìn)入涉水路段，在涉水路段再次發(fā)生磕碰底盤電池包的雙次托底挑戰(zhàn)。挑戰(zhàn)車輛紅旗E-QM5以20km/h的速度先與路面壁障發(fā)生底盤碰撞后，整車底盤進(jìn)入30㎝深的水坑中，與水下障礙物再次進(jìn)行底部碰撞，壁障與電池包重疊為25mm。

該試驗(yàn)的難度在于：電池包在已經(jīng)受到一次碰撞后，在水中進(jìn)行二次碰撞，會(huì)對(duì)電池外殼造成巨大沖擊，對(duì)電池的密封性和防護(hù)能力是極大的挑戰(zhàn)和考驗(yàn)。通常電動(dòng)車的電池包在經(jīng)過(guò)底部碰撞，電池包的底部會(huì)向內(nèi)發(fā)生凹陷，較嚴(yán)重的會(huì)造成電芯破損、電解液泄漏。由于電解液有較強(qiáng)的導(dǎo)電性，一旦流到汽車電路上，極易引發(fā)短路起火。即便一些不太嚴(yán)重的形變，也可能導(dǎo)致電池包底護(hù)板的破損。某些電動(dòng)汽車的電池包在下箱體還集成了冷卻板，在發(fā)生底盤磕碰時(shí)有可能導(dǎo)致冷卻板破損、冷卻液泄漏，引發(fā)電池短路、熱失控甚至起火。

試驗(yàn)完畢后，拆解下紅旗E-QM5的電池包，電池包完好無(wú)損，沒有任何安全風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題。電池電解液、冷卻液無(wú)泄漏； REESS（車載可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)）無(wú)位移、無(wú)起火、無(wú)爆炸、無(wú)進(jìn)水；挑戰(zhàn)后車輛仍可正常行駛。

此外，在試驗(yàn)完成后，試驗(yàn)人員發(fā)現(xiàn)涉水底盤障礙物的油漆脫落了很多，足以證明此次試驗(yàn)的碰撞強(qiáng)度有多大。在此次試驗(yàn)挑戰(zhàn)中，經(jīng)過(guò)兩次底盤磕碰后的紅旗E-QM5電池包，在底盤完全涉水的情況下，碰撞受力點(diǎn)與電池包位置完全接觸，依然保證了電池的可靠性和安全性。

多重保障的電池設(shè)計(jì)使紅旗E-QM5順利通過(guò)水中底盤托底挑戰(zhàn)

紅旗E-QM5得益于電池包采用的多重保障安全設(shè)計(jì)，大大增強(qiáng)了電池包的安全性與可靠性，使其順利通過(guò)此次試驗(yàn)挑戰(zhàn)，有效杜絕了起火爆炸事故的發(fā)生。經(jīng)過(guò)拆解觀察，筆者認(rèn)為有以下幾點(diǎn)：

其一是紅旗E-QM5采用了磷酸鐵鋰電芯，分子活性比較穩(wěn)定。相比于三元鋰電池，磷酸鐵鋰電池安全性更高，從核心上保障動(dòng)力電池的安全性。此外，由于電池壽命衰減較慢，其二手車的殘值會(huì)明顯高于使用三元鋰電池的電動(dòng)車。

其二是紅旗E-QM5的電芯采用了CTP集成技術(shù)，提升模組成組效率的同時(shí)提升能量密度，保障續(xù)駛里程，同時(shí)對(duì)電池包內(nèi)部進(jìn)行精細(xì)化高壓絕緣防護(hù)，為動(dòng)力電池總成的安全性保駕護(hù)航。

為便于讀者直觀理解，筆者用手機(jī)殼和電池?cái)[了一個(gè)例子：一般電動(dòng)汽車上搭載的電池包，由“散裝”電芯組裝成為模組，再把模組安裝到電池包里。圖中手機(jī)殼里的電池就好比是傳統(tǒng)的18650/21700電芯單體，而手機(jī)殼就好比是安裝電芯的鋁殼。假設(shè)一個(gè)模組里有100顆這樣的“散裝”電芯單體，傳統(tǒng)的動(dòng)力電池包將這些“散裝”的電芯單體裝進(jìn)鋁殼里組成模組，然后再由若干模組組成一個(gè)電池包。

而CTP電芯集成技術(shù)，把過(guò)去的 “散裝”電芯直接集成為一個(gè)大電芯（如上圖）。圖中的手機(jī)就好比是電池的大電芯，將原來(lái)100個(gè)傳統(tǒng)18650/21700的“散裝”電芯單體，做成了一整塊大電芯。并通過(guò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，提高了電池組的空間利用率，繼而擴(kuò)大了電池包的體積能量密度。

其三是紅旗E-QM5的電池包在電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，采用了豐字形結(jié)構(gòu)下箱體（如上圖所示），箱體內(nèi)部設(shè)計(jì)多根橫梁進(jìn)行加強(qiáng)。通過(guò)增加電池包箱體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，避免了電池包在高強(qiáng)度底盤磕碰中變形破損。

其四是電池包下箱體集成液冷的結(jié)構(gòu)（類似于傳統(tǒng)燃油車的發(fā)動(dòng)機(jī)水箱），集成液冷形式結(jié)構(gòu)以減少包內(nèi)水管連接數(shù)量，減少冷卻液泄露風(fēng)險(xiǎn)。

其五是電池底部采用超強(qiáng)鋼材料、蜂窩式加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)的底護(hù)板，與箱體豐字梁矩陣式多點(diǎn)交叉連接，形成底部無(wú)死角剛性防護(hù)夾層，提升電池底部防護(hù)能力。

總結(jié)

紅旗E-QM5在外形、內(nèi)飾設(shè)計(jì)上都呈現(xiàn)出了很強(qiáng)的科技感，以至于很少有人注意到其在看不見的電池安全性上的優(yōu)異表現(xiàn)。此次紅旗E-QM5成功通過(guò)水中托底挑戰(zhàn)，展現(xiàn)出了中國(guó)一汽研發(fā)團(tuán)隊(duì)在電池安全結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的集體智慧，為國(guó)內(nèi)電動(dòng)車市場(chǎng)樹立了良好的標(biāo)桿。