經(jīng)歷了一系列的風(fēng)波和質(zhì)疑,蔚來(lái)已愈發(fā)顯得謹(jǐn)慎、踏實(shí)。
新造車(chē)企業(yè),缺乏經(jīng)驗(yàn)往往被看做是整車(chē)安全體系當(dāng)中最大的軟肋。事實(shí)上,純電動(dòng)車(chē)的被動(dòng)安全,與傳統(tǒng)燃油車(chē)均存在天壤之別,即便幾十年的傳統(tǒng)汽車(chē)行業(yè)經(jīng)驗(yàn),似乎也少不了得交些學(xué)費(fèi)、進(jìn)行針對(duì)性的全新研發(fā)。
向來(lái)在自主研發(fā)方面一擲千金的蔚來(lái),這回又做了哪些嘗試呢?
在這兒重點(diǎn)討論一下極端情況:被動(dòng)安全,即萬(wàn)一真的撞車(chē)了,ES8或是電動(dòng)車(chē),該如何應(yīng)對(duì)?
前不久,ES8剛剛在2018新規(guī)的C-NCAP拿下了五星評(píng)價(jià),不過(guò)由于我們的讀者普遍不太拿C-NCAP當(dāng)回事兒(屏幕前的你肯定是這么想的,對(duì)嗎?),因此我跳過(guò)此次測(cè)試,重點(diǎn)來(lái)看看蔚來(lái)ES8在被動(dòng)安全方面,具體做了哪些工作。
首先在目標(biāo)上,基于五星卻又不止于五星,是包括蔚來(lái)在內(nèi)的每個(gè)新能源造車(chē)企業(yè)所追求的目標(biāo)。
在新版C-NCAP(100%正碰、40% 偏置碰撞、側(cè)碰、鞭打試驗(yàn)、主動(dòng)安全、行人防護(hù))的基礎(chǔ)上,加入歐標(biāo)/美標(biāo)中的重點(diǎn)丟分項(xiàng),例如歐標(biāo)當(dāng)中的側(cè)面柱碰,還有美標(biāo)當(dāng)中的80kph尾部碰撞、RCAR低速碰撞等“高危”項(xiàng)目。
針對(duì)電動(dòng)車(chē),和燃油車(chē)在設(shè)計(jì)上還是有本質(zhì)區(qū)別的,擁有專屬平臺(tái)的ES8,也將根據(jù)電動(dòng)車(chē)特有的安全需求,制定相應(yīng)的安全策略。
因此,在最初設(shè)計(jì)時(shí)就要考慮到三電系統(tǒng)的布置,盡可能免予碰撞區(qū)。電動(dòng)車(chē)的電池平鋪在底盤(pán),車(chē)身重心更低,車(chē)身的承載負(fù)荷較汽油車(chē)更大,燃油車(chē)使用的車(chē)底傳力路徑并不適用于電動(dòng)車(chē),因此蔚來(lái)ES8將會(huì)針對(duì)這一特點(diǎn)采用全新的力傳導(dǎo)路徑(這下知道油改電平臺(tái)的不足之處了吧)。
設(shè)立好目標(biāo),也不是真的馬上就拉幾臺(tái)車(chē)去撞了,首先會(huì)在CAE上進(jìn)行大量的模擬,單拿蔚來(lái)ES8來(lái)說(shuō),CAE累計(jì)運(yùn)算時(shí)間超過(guò)1了8萬(wàn)個(gè)小時(shí)。在模擬之后,才會(huì)開(kāi)始4輪實(shí)車(chē)碰撞測(cè)試,累計(jì)整車(chē)碰撞次數(shù)將超過(guò)60次,滑車(chē)碰撞測(cè)試將超過(guò)260次。
通過(guò)模擬和實(shí)際測(cè)試,還要明確的是零部件及系統(tǒng)所使用的材料,在撞測(cè)試過(guò)程中,最最重要的是確保乘員安全,通過(guò)不斷的機(jī)械性測(cè)試,追求更穩(wěn)定、漸進(jìn)性的折疊,越穩(wěn)定的材料越不容易發(fā)生斷裂,吸能效率也將更高。
在電動(dòng)車(chē)當(dāng)中,如何確保三電、高壓電路的安全,將是最大的挑戰(zhàn)。
首先,要盡可能的保證讓大部分的高壓部件在不可變形的區(qū)域,得到充分地保護(hù)。只是實(shí)際當(dāng)中,不可能保證所有部件都避免變形,一些部件肯定是會(huì)落在會(huì)變形的區(qū)域,那么核心思想就是盡可能延遲這種變形,讓變形的過(guò)程較晚到達(dá)關(guān)鍵部件,這樣就有時(shí)間來(lái)切斷高壓電。
要是單獨(dú)來(lái)看蔚來(lái)ES8,由于ES8在技術(shù)上的一系列創(chuàng)新,會(huì)額外遇到一些麻煩:
女王副駕(有腳托及超長(zhǎng)滑軌,需解決安全氣囊彈出)、全鋁車(chē)身(目前自主品牌首個(gè)運(yùn)用全鋁車(chē)身的車(chē)型)、換電(頻繁可換電架構(gòu)是否會(huì)對(duì)強(qiáng)度產(chǎn)生影響)、第三排座椅(如何確保第三排乘客的安全)。
針對(duì)這些細(xì)節(jié),蔚來(lái)都進(jìn)行了一些頗有意思的創(chuàng)新,例如針對(duì)女王副駕研發(fā)的車(chē)頂集成式安全氣囊。
而車(chē)身方面,在有高強(qiáng)度需求的地方大量使用6系鋁,縱梁等核心部位使用航空級(jí)7系鋁,在實(shí)現(xiàn)355kg輕量化目標(biāo)的同時(shí),把強(qiáng)度拉到最高。
仔細(xì)看看上圖,最前面的是防撞梁,它存在的意義是能夠吸收能量,在車(chē)輛低速行駛的時(shí)候起到保護(hù)作用,防止對(duì)白車(chē)身產(chǎn)生傷害;隨后能量繼續(xù)向后傳導(dǎo),遇到航空級(jí)7系鋁,它具有非常好的吸收性能和很高的剛度。
這里最獨(dú)特地方就是Torque Box防護(hù)樞紐,這個(gè)高圧鋳造部件為的是吸收這沖擊力并將其向A柱、門(mén)檻、地板等方向分散,地板上面的橫梁也運(yùn)用了六系鋁,對(duì)側(cè)向的沖擊力也能夠做到有效的吸收。
前部Torque Box防護(hù)樞紐
后側(cè)也是同理,同樣安排了七系鋁的擠出件及高壓鑄件,能夠?qū)_擊力傳到門(mén)檻和地板上。
后防護(hù)樞紐 這也是整車(chē)最大單體鑄件
一體式多腔門(mén)檻梁 側(cè)撞電池防護(hù)的前線
由于蔚來(lái)獨(dú)家采用了換電體系,蔚來(lái)也是針對(duì)性的研發(fā)了專利螺栓:Bayobolt,關(guān)于這個(gè)螺栓此前我在三電系統(tǒng)當(dāng)中也介紹過(guò),擰上去之后通過(guò)彈簧來(lái)吃力,以此來(lái)保證螺紋最持久的生命力。
多說(shuō)無(wú)益,結(jié)合測(cè)試,來(lái)看看ES8的實(shí)際表現(xiàn)。
正面偏置碰撞
這個(gè)測(cè)試是以64公里每小時(shí)的時(shí)速來(lái)進(jìn)行40%的正面偏置碰撞,在碰撞過(guò)程中,目標(biāo)是達(dá)到一個(gè)平衡:一方面需要一定的強(qiáng)度,同時(shí)也需要它有適當(dāng)?shù)淖冃蝸?lái)保證安全。但是注意了,這個(gè)變形程度必須是意料中的、可控的,只要如此才能夠保證高壓系統(tǒng)不會(huì)受到損害。
其實(shí)通過(guò)此前的模擬測(cè)試,已經(jīng)大概找到了這個(gè)平衡點(diǎn),通過(guò)實(shí)測(cè)來(lái)看乘員艙依舊穩(wěn)定,防火墻沒(méi)有遭到任何的侵入。
總結(jié)一下,先通過(guò)420mm的潰縮變形吸收動(dòng)能、再通過(guò)全鋁吸能模塊吸收、7系鋁前縱梁提供足夠的強(qiáng)度、防護(hù)樞紐將力擴(kuò)散到門(mén)檻地板A柱、橫梁阻擋底盤(pán)對(duì)乘員艙的侵入,完成整個(gè)力的傳導(dǎo)過(guò)程。
最終電池包沒(méi)有遭遇侵入,在碰撞當(dāng)中,15毫秒的速度就完成了高壓的切斷。同時(shí)車(chē)架碰撞之后,門(mén)鎖會(huì)自動(dòng)的解鎖,門(mén)把手自動(dòng)彈開(kāi),確保外部救援的效率不會(huì)受到影響。
側(cè)碰安全
中國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)于歐標(biāo)來(lái)說(shuō)要更嚴(yán)格一些,撞擊點(diǎn)位置升高之后,碰撞是發(fā)生在門(mén)檻的上方,因此會(huì)對(duì)車(chē)側(cè)造成更直接的沖擊。
從效果來(lái)看B柱侵入很小,乘員艙的安全是得到有效保證的。
從蔚來(lái)的設(shè)計(jì)傳導(dǎo)路徑來(lái)看,3根沖壓鋁橫梁+3根擠出橫梁,門(mén)檻的設(shè)計(jì)承受載荷超過(guò)40噸,目的還是成功達(dá)到了。
碰撞過(guò)程中,前、中、后,尤其是第三排也能有側(cè)氣簾的防護(hù)。
針對(duì)側(cè)碰,其實(shí)蔚來(lái)做的歐標(biāo)柱碰試驗(yàn)要更加嚴(yán)苛一些,通過(guò)這根254毫米的柱子,進(jìn)行斜側(cè)75°,32km/h速度的撞擊。
這個(gè)測(cè)試重點(diǎn)是要關(guān)注電池安全的,根據(jù)實(shí)際拍攝畫(huà)面來(lái)看,柱碰的位置是和Bayobolt螺栓位置平齊,有電池的位置沒(méi)有發(fā)生變形,只在門(mén)檻的部位發(fā)生了變形。
尾部安全
最后是尾碰的實(shí)驗(yàn),也就是最關(guān)心的第三排的乘員安全,同樣以美標(biāo)尾碰實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)為例。
主要看三個(gè)位置,乘客、電池包、高壓部件,實(shí)際撞完后關(guān)鍵部位還是沒(méi)有傷及到的,達(dá)到了設(shè)計(jì)目的。
尾部的力傳播路徑是先通過(guò)鋁合金后防撞梁、再到7系鋁合金后縱梁吸能結(jié)構(gòu)、后防護(hù)樞紐(高壓鑄造鋁合金)、傳導(dǎo)向底盤(pán)C柱等方向,力求保護(hù)第三排乘客以及高壓電機(jī)。
通過(guò)蔚來(lái)ES8在被動(dòng)安全設(shè)計(jì)方面下的功夫,借此總結(jié)一些思路供整個(gè)行業(yè)進(jìn)行思考。
在宏觀上,均是通過(guò)ACM來(lái)收集A柱到C柱的空間信息,目的是獲取足夠的冗余空間來(lái)充分的進(jìn)行反饋和響應(yīng),無(wú)論是硬件還是各部位對(duì)應(yīng)的控制器:比如說(shuō)PSS負(fù)責(zé)高壓系統(tǒng),BMS控制的電池,VCU控制整車(chē)等等,這些都需要充分的冗余來(lái)幫助保護(hù)整個(gè)系統(tǒng),前文面面俱到的各吸能、加強(qiáng)件,無(wú)不是為了達(dá)成這一目的。
其次,光做到這一步還是不夠的,有足夠的的反應(yīng)時(shí)間并完成快速斷電之后,還要進(jìn)行充分的放電來(lái)消除后續(xù)隱患,整個(gè)系統(tǒng)不僅僅是保護(hù)我們內(nèi)部的乘員,而且也保護(hù)外部營(yíng)救人員,可見(jiàn)在設(shè)計(jì)思路及實(shí)際方法論上,電動(dòng)車(chē)被動(dòng)安全與燃油車(chē)存在著顯著的差異,務(wù)必要重視起來(lái)。
作者 | 皆電 等一個(gè)BKB
—The End—
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