【动力电池】解密:鲁班电池超强底部防护

文摘   2025-01-16 08:00   江苏  



一、电池的底部防护有多重要?

车辆行驶过程中,特别是在面对路石冲击、底部刮碰常见工况时,车辆的零部件需要极高的耐受能力。对于电动车来说,由于动力电池作为车辆的“心脏”部品,位于车辆底部,因此电池的底部防护显的尤其重要。

电池底部磕碰的风险不容忽视,据统计,其场景发生概率接近2%。如果没有有效的电池底部防护,部分磕碰车辆会存在潜在的安全隐患和高昂的维修代价,极端情况下会出现起火事故。


二、电池底部防护还未形成行业标准

从行业看,电池底部防护标准还没有明确定义。整车层面,X、Y向碰撞都有溃缩区防护,但底部Z向磕碰没有缓冲区,在一些磕碰场景下属于薄弱区。电池层面,GB 38031-2020《电动汽车用动力蓄电池安全要求》还未形成对电池底部Z向(磕碰方向)的防护要求。

因此,各厂家对电池底部防护设计标准参参差不齐,参考如下图片所列方案,到底怎么样的底部防护才是更安全的呢?


三、鲁班电池超强底部防护

鲁班电池基于东风日产“0”风险安全理念开发,重新定义电池安全,不仅实现整包无热蔓延技术,达成整包针刺、加热工况下24h无热蔓延,更坚持全方位的电池安全标准,实现电池底部超强防护。

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构建全场景的底部防护标准

在行业内对电池底部防护还未形成统一的安全标准时,鲁班电池开发团队率先把握前沿趋势,构建全场景的底部防护标准。




(1)提前引入托底、刮底工况进行高标准验证

东风日产是《纯电动乘用车底部抗碰撞能力及实验方法》主要4家参编单位之一,在2021年就把 2024年后可能实施的底部托底和刮底防护标准提前3年引入到鲁班电池开发验证中。

首先是极端托底场景:如下图所示,通过高能量球击模拟托底场景。如下图所示,2.5cm直径的小球头以120J高能量随机选定薄弱点撞击。如果底部防护弱,在这样实验中电池底部容易开裂浸水,电芯甚至被挤压失效。

鲁班电池完整通过此托底实验评价,实验时,随着声声撞击巨响,工程师对球击后的电池包进行1m水深的30min浸泡测试,结果电池包上电正常,仍可以继续正常使用。

其次是极端刮底场景:如下图所示,此测试模拟车辆行驶过程中底部剐蹭危险场景。电池包与路障重合达3cm,让车辆以30Km/h速度冲击刮底。如果电池底部没有强大的防护设计,这种工况极易造成电池底部变形开裂,液冷板损伤,进而电池功能失效。

实验中,鲁班电池完整通过此刮底场景评价,随着巨大的刮擦声后,刮底后的车辆没有任何报警异常,正常行驶不受影响。随后,将电池包从车上拆下再沉入1m深的水中浸泡30min后,电池包内无浸水,再将电池包装回车上,车辆又能正常启动。

(2)创新安全标准,构建防尖锐物穿刺极端场景防护

鲁班电池的底部防护是全场景的考虑,开发团队从客户用车场景出发,深入调查市场客户电池底部失效案例,发现还存在少量电池包被路面突起物如钢筋、建筑垃圾,楔形砖刺穿情景。

因此,鲁班电池团队特别追加了新的尖锐物刺穿实验场景。通过自研实验道具的高能量冲击来模拟尖锐物刺穿场景,实验冲击头部大小等同铅笔笔尖,在这样严苛的测试下,普通的电池底部护板都会被洞穿,而鲁班电池底部护板只有凹陷,没有刺穿。


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电池底部超强防护设计

(1)超强底护板

鲁班电池团队对行业内的各项解决方案优中选优,对市场上所有底部设计方案进行了测试,如下图结果所示,在公司内部极端尖锐物刺穿场景测试摸底中,由于实验条件严苛,大部分方案不能通过。

为了达成极端安全场景,降低客户安全风险,增加成本是值得的。开发团队最终选择结果最好的方案,即3mm 厚6系铝板,此方案成本比主流方案贵一倍,但底部防尖锐物刺穿能力大幅度提升,完整通过极端防尖锐物刺穿场景,无惧考验。

(2)电池非底盘最低点设计

电池的防护不仅在于巩固电池本身强度,还需要在车身整体结构设计中考虑。鲁班电池的安全理念是实现「车电一体化」的大安全,在设计之初就考虑到把电池不作为整车最低点布置,在行驶过程中,由车车架结构优先吸收冲击能量,最大化减缓电池受到的冲击。

(3)云端安全监控

即使在极端工况失效场景下,底部磕碰造成的电池功能受损会被有效识别和预警。鲁班电池基于强大的数据平台,能够在24小时内检测350万辆车中每一辆的电池健康和安全状态。电池管理系统(BMS)能够做到全场景下对电池安全进行监测和毫秒级反应。

鲁班电池超强底部防护是我们对客户使用场景需求的深度洞察。当大家开着启辰VX6来一场期待已久的户外之旅时,鲁班电池超强底部防护时刻守护着大家,无惧考验,让您的户外之旅更自由。

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