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​吉利银河L6如何应对三车高速连环“魔鬼碰”

2023 年 09 月 26 日 19 : 42 原创 编辑:郭磊 来源:EV知道
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[ EV知道 短新闻 ]汽车安全是非常庞大的体系和多维度话题。而人身安全是一切设计的基础。与燃油车不同,新能源车型在结构设计上具有先天的“弱势”。车身结构除了需要保护车内乘员安全以外,还需要保证车载电池的安全。这就需要,在车身结构优化、材料选择、焊接工艺、安全布局以及主被动电池保护设计等方面,在设计时需要更完善。

​吉利银河L6如何应对三车高速连环“魔鬼碰”

【事故重灾区-高速追尾】

根据中华人民共和国道路交通事故统计年报(2020)数据,高速公路车-车间碰撞运动车辆事故分析,追尾碰撞事故占比77.2%,受伤人数占比75.5%,死亡人数占比86.2%,是对车辆、乘员危害最高的一种碰撞事故。

【为何高速追尾最危险?】

在车辆设计要求与实际碰撞工况中,尾部碰撞属于“追、钻碰撞,通常碰撞速度较低。所以尾部设计也是全车中最弱的环节。而高速连环追尾事故属于常见的高危险碰撞工况。对于新能源车型威胁性更大,尾部出现严重变形,会导致、电池及油箱着火。

【吉利银河L6做了什么试验?】

“新能源安全差、容易着火”是用户普遍的认知。此次吉利结合真实场景,模拟在不同工况下车辆的耐冲击能力,对动力电池、油箱等关键零部件的保护能力。模拟了三车高速连环“魔鬼碰”试验。模拟模拟日常用车场景中下雨湿滑的高速路上,在突然团雾、路面湿滑、前方视野受阻的条件下最容易发生的连环追尾事故。

​吉利银河L6如何应对三车高速连环“魔鬼碰”

【试验环境】

吉利银河L6发现前方车辆停止后,进行紧急制动,速度降低至40km/h速度撞上前车(较大的厢式车);发生碰撞后,吉利银河L6后方车辆因反应不及时,以100km/h速度追尾吉利银河L6。国家标准试验整车追尾碰撞时速是50km/h,此次100km/h高速追尾碰撞的能量是国标后碰试验的4.49倍,而目前行业最高追尾碰撞试验时速为80km/h。

​吉利银河L6如何应对三车高速连环“魔鬼碰”

【试验结果和成绩】

结构方面:碰撞后,车身结构及底盘结构完整、乘员舱完整,乘员生存空间充足,碰撞过程车门未打开,碰撞后车门自动解锁,门把手弹出,车门可顺利打开;

被动安全方面:碰撞过程中气囊点爆,双闪启动,安全带预紧功能启动,安全带未发生割裂等失效现象。

电池主被动安全层面:高压系统自动断电,Vb/V1/V2电压正常,绝缘阻值正常;电池包、ODP、高压负载等无挤压破损,高压电池整体完好,安装固定螺栓无失效,静置24小时后无起火、无爆炸,电解液无泄漏等现象发生;

油箱安全方面:油箱、油管、燃油系统结构完整,静置24小时后无燃油泄露现象发生;

安全呼救方面:碰撞过程中车载紧急呼叫系统启动,自动拨打,有人工客服接入。

电池结构方面:碰撞后车辆静置,将车辆动力电池拆下,安装到正常吉利银河L6车辆,车辆可以正常上电和行驶。

​吉利银河L6如何应对三车高速连环“魔鬼碰”

​吉利银河L6如何应对三车高速连环“魔鬼碰”

【如何才能“抗打”】

连环碰撞犹如“被群殴”,结构方面的难点在于,首次碰撞后,自身结构已经发生改变和损坏的前提下,再一次被撞,造成二次伤害,这对结构合理性和材料的选用尤为重要。

「结构安全」

吉利银河 L6源于 e-CMA 架构,面对高速被追尾的场景,对油箱、环抱式ODP、高压线束、燃油管路布置优化,V字形后护板等后碰撞传力路径优化,形成对电池包的防护。吉利银河L6采用笼式车身结构,整车的高强度钢比例达到72%,热成型钢比例占17%。

​吉利银河L6如何应对三车高速连环“魔鬼碰”

「正向防护结构

前防撞梁:980DP超高强度钢板辊压成型,采用“B字形”结构设计,整体长度超过1300mm,占车宽长度(吉利银河L6车身宽度1875mm)达到了70%。

吸能盒长度252mm:配合稳定的轴向压溃变形模式设计,能够尽可能减少周围零部件的损失。

三叶草理念泄力结构:“两主一辅”的三条传递结构路径,配合“W”型两次弯折技术以及先进工艺,形成了超强的防护组合,能多承担约15%的冲击载荷,提升自身碰撞安全性。

​吉利银河L6如何应对三车高速连环“魔鬼碰”

「侧面防护结构」

一体式门环设计:采用整体式热冲压方案,采用厚度1.4mm、强度达1500MPa的热成型钢板,高温加热后一次成型,前门洞4个件(A柱外板、A柱上边梁外板 、门槛外板、B柱外板)合并为一个件,实现一套冲压模具、一次冲压操作,完整性高、一体式强,比拼接门环重量更轻,整车扭转刚度达到了29100Nm,相比拼接门环在侧向碰撞和偏置碰撞中提供更好防护,同时对门环进行过电泳处理,不会产生锈蚀。

四纵四横专利结构:吉利专利设计,行业首创双层钢板框架结构(1.8mm厚),让电池和车身融合成“侧碰柱四条传力路径”。“四纵”包括双纵梁,双门槛梁,门槛梁采用闭合双层热成型材料,“四横”包含电池包加强梁,前座椅前后安装梁,后座椅安装梁。

电池包通过4根高强度螺栓与底盘横梁直接连接,将电池包牢牢固定在底盘上。在电池包周围形成全方位超刚强度防护。在受到外部挤压或碰撞力时,可以有效分散更多载荷,保障内部的电池不受冲击、0变形。

「尾部碰撞防护」

 B字形大截面后防撞梁:980DP高强钢,160mm超长吸能盒,承载和安全防护能力提升30%以上,抗碰撞效果更好,可减少周围零部件的损失,降低维修费用。

后部油箱布置在常规交通事故中不易被撞击的位置(后保险杠横梁与油箱纵向距离1320mm),充分考虑油箱在各个维度撞击的安全性。油箱周围结构的环抱式设计,把油箱环抱其中,其环抱结构都采用高强钢和热成型钢材质。

纵梁设计采用TWB技术,使用不同料厚的高强度刚的组合,形成变形区,过渡区和刚性支撑区,不仅解决后碰碰撞的吸能问题,也使油箱保护变得更加安全。此设计能够经得起全球各个地区后碰测试工况的挑战,保障高速行车的安全。

防二次碰撞制动功能:当发生严重碰撞后,车辆安全带及气囊发生起爆后,短时间内乘员可能意识不清,进而驾驶员此时可能发生手打转向,脚离开刹车或者误踩油门踏板,有可能发生再次撞击。吉利银河L6的制动系统会接收碰撞信号,发生碰撞后接收气囊控制器发出碰撞信号,进行刹车动作,使车辆能够平稳减速,防止因车辆失控导致二次碰撞事故的发生。

​吉利银河L6如何应对三车高速连环“魔鬼碰”

「底盘安全防护」

电池防撞横梁:采用2mm厚U型设计,低于电池包10mm,可以在车辆发生刮底碰撞时,有效抗击障碍物的冲击能量,为电池再加一道防护。配合底部吸能结构,底部三重防护结构,对底部损伤起到有效防护,可满足前向40km/h,后向7km/h刮底以及20km/h托底的超标测试。

燃油管线布局:燃油管、制动管、冷却管居中布置,杜绝碰撞过程中的燃油泄漏。

高压油箱:针对PHEV车型实际使用中长时间用电行驶的情况,银河L6全系标配高压油箱,可以承受35-40kPa的蒸汽压力,将汽油蒸汽牢牢的锁住,满足国家法规的要求,配备独立油箱开启开关,尽可能减少燃油蒸汽进入大气的机会,降低环境污染。

后副车架安装结构:后副车架前横梁置于车身横梁正后方,如发生碰撞时,可避免后副车架对油箱的挤压冲击,提高安全性。

悬架系统:前麦弗逊+后多连杆形式,转向节(羊角)采用铝合金材质,兼顾轻量化和散热性。后悬架为E型多连杆形式,属于四连杆悬架,相较于后三连杆式轴向钢度更大、操控更稳定、结构强度和耐久系数更高。长行程悬架设计可以提供更长的缓冲空间,更好的抓地力和行驶稳定性。

ODP(充电管理系统)防护结构:ODP置于后副车架框架内,采用环抱式布局结构,提升防护性,还能优化后备箱储物空间。

「乘员安全防护」

ABC柱结构和材料优化:超高强度承载式笼式车身,AB柱采用一体热成型门环加强,减少乘员舱关键位置的焊接接头,优化了焊接层级,提高轻量化水平,C柱关键位置同样采用了先进的高强钢予以加强,结合V型梁的搭接结构,完成了强悍的C环构建,增强了车身后部抗扭强度,无论驾驶者还是乘员安全感舒适感大大提高。

后排V形梁:特有的V型梁连接上下车身交叉补强,形成稳定的三角力学结构,提升后排扭转刚度从而保证了整车操控稳定性和驾乘舒适感,保护乘员避免后备箱物体挤压乘员。

「电池安全」

底部三重防护结构:动力电池包前布置一道防护梁,最下缘比电池包底面低10mm以上,有效防止整车正向刮底工况导致的电池包损伤;电池包正向接插件和冷却管路接头防护板可进一步防护障碍物对电池的损伤,再结合电池本体使用的高强钢板+PVC涂层,配合底部吸能结构,底部三重防护结构对底部损伤起到有效的防护作用。

潜艇式整车架构分散压力:最大程度分解碰撞能量,减少电池被挤压后的侵入量。一体式热成型门环+侧碰柱四条传力路径,提供更稳定的变形吸收碰撞能量来保护电池包和成员,并且重量较传统方案降低40%。

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,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。

「PACK层安全技术标准」

高度稳定的“框架结构”:采用神盾电池专利设计,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,电芯与箱体预留超大空间,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,更不会发生起火和爆炸,行业友商一般无田字格框架或者无中间横梁保护。

业领先的“底部盔甲”:底部防护方面,神盾电池采用高强钢板+ PVC涂层,抗拉强度是普通钢板的2倍以上,对底部损伤起到有效的防护作用,同时可以显著提升电池的隔热能力。

快速泄压预防爆炸: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,神盾电池使用的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。

电池底部散热使用一体成型液冷板:先进的搅拌摩擦焊技术固定在电池箱体上。根据电芯散热区域优化冷却流道设计,冷却效果提升20%,搭配高导热率的结构胶使得电池散热能力提升30%,让电芯始终工作在最舒适温度区间,提升电性能,避免电池过温引发热失控。

「电池电芯安全技术标准」

低反应活性电解液:电解液的离子电导率高、产热少,安全性大幅提升。

高安全磷酸铁锂正极:惰性高稳定材料结构,超强的热稳定性,500℃不分解,电池热安全性能可控。

耐热涂层涂覆技术:神盾电池的隔膜采用耐热涂层涂覆技术,耐高温、高强度复合结构在超高温150℃下仍能保持良好的尺寸结构,防止内短路扩散。

总结:安全是永久的话题,尤其是对新能源汽车在高速碰撞工况下,如何在保护成员基础下,同时能保护电池的安全,满足不起火、不爆炸。这次吉利L6在三车高速连环追尾碰撞试验中,再一次提升安全的高度。

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