现有的乘用车动力电池组,如果要保障续航,又大又重的动力电池组就只有放在底盘这条路可走。
小鹏P7后驱长续航版本的动力电池组重量约为476kg,占整备质量约四分之一;国产Model 3长续航版本的动力电池组重量约为478公斤,占整备质量约27%;国产Model 3 标准续航的动力电池组重量约为359公斤,占整备质量约22%。
质量占比这么大,且体积不小的整块电池,能放哪里?
放车头、车尾,头重脚轻或者头轻脚重,汽车的重心偏移中心,对汽车的操控无疑是灾难性的,且车头、车尾都是碰撞的高危险区。
另外,乘用车的车顶,太重的行李都不敢丢车顶。把一块四五百公斤的硕大电池放车顶,过弯的时候车辆的重心太高,车辆都会侧翻给你看。除非是底盘足够重的公交车,本身车就重,加之速度受限,如果电池不重,倒是可以把电池放在车顶,方便充电。
更利于车身的平衡,增加车辆的稳定性。
现在的纯电动汽车基本都是前后轴配重比50:50,动力电池布局在底盘重心点的位置,这样带来的好处就是车辆的重心下移,行驶中的稳定性、平衡性良好。由于纯电动汽车的自重都比较高,加速都比较猛,毫无疑问对于这类动力强劲的车型,有着良好稳定/平衡的底盘是必要的。
更利于动力电池的碰撞后的安全。
虽然本身动力电池组在设计之初就会做好接触式受力的防护,会做挤压、跌落、碰撞和底部冲击等实验。
下面图片是某车企实验室的一些动力电池实测场景。
从2米高坠落后,电池包保持结构完整,静置50分钟之后,电池没有电解液泄露,全程未起火和爆炸。
充满电的电池包在300kN(约30吨外界压力)的挤压下,测试稳定性,而国际标准的测试要求为100kN。
从屏幕上可以看到,挤压数据从100kN提升到了300kN,电池包的外围开始发生了轻微形变。在300kN的压力保持了10分钟后,电池包未起火和爆炸,这也侧面说明设计的高强度框架结构和高比例强度钢起了作用。
但是即便动力电池组做好了接触式的受力防护,但如果碰撞的烈度和频次超过一定限度,肯定是会对动力电池有所伤害的。而把动力电池放在底盘,能避免最常见的车头碰撞和后车追尾的事故,有效减少动力电池组受到剧烈碰撞的几率。
更利于在原有车身架构上对电池组进行散热。
之前在回答里面说过电池包的热管理,我们通常在汽车动力电池上面使用的,一般有自然冷却、风冷、液冷、制冷剂冷却等四种降温方式。
能不能通俗易懂地说说电池包热管理到底是什么,它的意义是什么?
其中的自然冷却是纯靠外界赋能,不需要纯电车额外付出能源,即便是现在搭载了液冷、制冷剂冷却等主动冷却技术的纯电汽车,也会想尽办法引入自然冷却,因为本身动力电池的容量就不大,能够多白嫖些大自然的能量就能少些电池的耗能,从而增加续航。
这也是为啥电动车虽然不需要氧气来生成动力(传统燃油发动机需要空气和汽油混合燃烧),但是还留有前脸空气格栅的原因。
虽然很多纯电车的前脸看上去都好像是全包裹,但如果仔细看,都会留一排进气口。
车辆高速行驶时,风从车头下方的进气口进入,经过电池组,电机、空调冷却水箱的外围,从而带走热量。毕竟绝大多数情况,外界的温度都会比电池的温度要高,所以大自然的馈赠是不要白不要。而在底盘上方的进气口,和底盘上方的电池组处于一个水平面,这样的结构是利于动力电池组散热的。
至于电池包放在底盘位置,有利于汽车原有的平台改造(油改电)或者车企创立新的平台时候方便沿用原有的设计减少工作量,这些也是电池包放在底盘位置的原因了。
至于动力电池组和底盘一个水平线,甚至直接裸露在外界环境中,比如特斯拉model 3 的电池包的下壳体位于底盘最低处,也就是特斯拉在恶劣路面行驶时,电池包的外围甚至可能直接和坑洼地面剐蹭/石子击打,从而造成电池受损造成安全事故。
但这样的开放式电池包毕竟还是少数,大多数的纯电车即便把动力电池放在底盘上或者和底盘融为一体,对地的底部防护还是会做的,如抬高电池包使之不在底盘最低位置,在电池包下壳体外增加防护外壳,增加底盘防护梁,添加底部装甲等。
因为之前的纯电汽车碰撞还是大多沿用燃油汽车的,如多角度正面、侧面碰撞等测试,忽略了纯电车的底盘和燃油车有较大的不同。但现在国家相关机构对于纯电车的底部碰撞也是逐渐重视了起来。
2021年底,中国汽车工程学会发布了行业标准T/CSAE 244-2021《纯电动乘用车底部抗碰撞能力要求及试验方法》,这是全球首个衡量纯电动乘用车底部防护性能的标准,最高认证级别为A级。中国汽研作为标准起草单位,成为目前国内唯一具有『纯电动乘用车底部碰撞防护』等级认证资质的权威机构。
相信在未来,电池和底盘这个搭档的安全性会得到更大的保障,让我们消费者放心。
(图片来源网络,侵删!)
来源:知乎 www.zhihu.com
作者:Will.liu
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