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

近日，紅旗E-QM5在中國汽車技術研究中心實車碰撞試驗室，順利通過了嚴苛的電動車水中托底挑戰(zhàn)試驗。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)試驗的難度和危險性

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

本次紅旗涉水試驗為雙次托底試驗，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苛工況：即在行駛中發(fā)生底部碰撞后進入涉水路段，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，整車底盤進入30㎝深的水坑中，與水下障礙物再次進行底部碰撞，壁障與電池包重疊為25mm。

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

試驗完畢后，拆解下紅旗E-QM5的電池包，電池包完好無損，沒有任何安全風險問題。電池電解液、冷卻液無泄漏； REESS（車載可充電儲能系統(tǒng)）無位移、無起火、無爆炸、無進水；挑戰(zhàn)后車輛仍可正常行駛。

此外，在試驗完成后，試驗人員發(fā)現(xiàn)涉水底盤障礙物的油漆脫落了很多，足以證明此次試驗的碰撞強度有多大。在此次試驗挑戰(zhàn)中，經(jīng)過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。

多重保障的電池設計使紅旗E-QM5順利通過水中底盤托底挑戰(zhàn)

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

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，其二手車的殘值會明顯高于使用三元鋰電池的電動車。

其二是紅旗E-QM5的電芯采用了CTP集成技術，提升模組成組效率的同時提升能量密度，保障續(xù)駛里程，同時對電池包內(nèi)部進行精細化高壓絕緣防護，為動力電池總成的安全性保駕護航。

為便于讀者直觀理解，筆者用手機殼和電池擺了一個例子：一般電動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。圖中手機殼里的電池就好比是傳統(tǒng)的18650/21700電芯單體，而手機殼就好比是安裝電芯的鋁殼。假設一個模組里有100顆這樣的“散裝”電芯單體，傳統(tǒng)的動力電池包將這些“散裝”的電芯單體裝進鋁殼里組成模組，然后再由若干模組組成一個電池包。

而CTP電芯集成技術，把過去的 “散裝”電芯直接集成為一個大電芯（如上圖）。圖中的手機就好比是電池的大電芯，將原來100個傳統(tǒng)18650/21700的“散裝”電芯單體，做成了一整塊大電芯。并通過結構優(yōu)化，提高了電池組的空間利用率，繼而擴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)的結構設計上，采用了豐字形結構下箱體（如上圖所示），箱體內(nèi)部設計多根橫梁進行加強。通過增加電池包箱體結構的強度，避免了電池包在高強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構（類似于傳統(tǒng)燃油車的發(fā)動機水箱），集成液冷形式結構以減少包內(nèi)水管連接數(shù)量，減少冷卻液泄露風險。

其五是電池底部采用超強鋼材料、蜂窩式加強筋結構的底護板，與箱體豐字梁矩陣式多點交叉連接，形成底部無死角剛性防護夾層，提升電池底部防護能力。

總結

紅旗E-QM5在外形、內(nèi)飾設計上都呈現(xiàn)出了很強的科技感，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成功通過水中托底挑戰(zhàn)，展現(xiàn)出了中國一汽研發(fā)團隊在電池安全結構設計上的集體智慧，為國內(nèi)電動車市場樹立了良好的標桿。

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