蔚来ES8安全性到底如何?碰撞测试后终于有了答案
技术 发布于:2019-07-26 10:02:31
经历了一系列的风波和质疑,蔚来已愈发显得谨慎、踏实。
新造车企业,缺乏经验往往被看做是整车安全体系当中最大的软肋。事实上,纯电动车的被动安全,与传统燃油车均存在天壤之别,即便几十年的传统汽车行业经验,似乎也少不了得交些学费、进行针对性的全新研发。
向来在自主研发方面一掷千金的蔚来,这回又做了哪些尝试呢?
在这儿重点讨论一下极端情况:被动安全,即万一真的撞车了,ES8或是电动车,该如何应对?
前不久,ES8刚刚在2018新规的C-NCAP拿下了五星评价,不过由于我们的读者普遍不太拿C-NCAP当回事儿(屏幕前的你肯定是这么想的,对吗?),因此我跳过此次测试,重点来看看蔚来ES8在被动安全方面,具体做了哪些工作。
首先在目标上,基于五星却又不止于五星,是包括蔚来在内的每个新能源造车企业所追求的目标。
在新版C-NCAP(100%正碰、40% 偏置碰撞、侧碰、鞭打试验、主动安全、行人防护)的基础上,加入欧标/美标中的重点丢分项,例如欧标当中的侧面柱碰,还有美标当中的80kph尾部碰撞、RCAR低速碰撞等“高危”项目。
针对电动车,和燃油车在设计上还是有本质区别的,拥有专属平台的ES8,也将根据电动车特有的安全需求,制定相应的安全策略。
因此,在最初设计时就要考虑到三电系统的布置,尽可能免予碰撞区。电动车的电池平铺在底盘,车身重心更低,车身的承载负荷较汽油车更大,燃油车使用的车底传力路径并不适用于电动车,因此蔚来ES8将会针对这一特点采用全新的力传导路径(这下知道油改电平台的不足之处了吧)。
设立好目标,也不是真的马上就拉几台车去撞了,首先会在CAE上进行大量的模拟,单拿蔚来ES8来说,CAE累计运算时间超过1了8万个小时。在模拟之后,才会开始4轮实车碰撞测试,累计整车碰撞次数将超过60次,滑车碰撞测试将超过260次。
通过模拟和实际测试,还要明确的是零部件及系统所使用的材料,在撞测试过程中,最最重要的是确保乘员安全,通过不断的机械性测试,追求更稳定、渐进性的折叠,越稳定的材料越不容易发生断裂,吸能效率也将更高。
在电动车当中,如何确保三电、高压电路的安全,将是最大的挑战。
首先,要尽可能的保证让大部分的高压部件在不可变形的区域,得到充分地保护。只是实际当中,不可能保证所有部件都避免变形,一些部件肯定是会落在会变形的区域,那么核心思想就是尽可能延迟这种变形,让变形的过程较晚到达关键部件,这样就有时间来切断高压电。
要是单独来看蔚来ES8,由于ES8在技术上的一系列创新,会额外遇到一些麻烦:
女王副驾(有脚托及超长滑轨,需解决安全气囊弹出)、全铝车身(目前自主品牌首个运用全铝车身的车型)、换电(频繁可换电架构是否会对强度产生影响)、第三排座椅(如何确保第三排乘客的安全)。
针对这些细节,蔚来都进行了一些颇有意思的创新,例如针对女王副驾研发的车顶集成式安全气囊。
而车身方面,在有高强度需求的地方大量使用6系铝,纵梁等核心部位使用航空级7系铝,在实现355kg轻量化目标的同时,把强度拉到最高。
仔细看看上图,最前面的是防撞梁,它存在的意义是能够吸收能量,在车辆低速行驶的时候起到保护作用,防止对白车身产生伤害;随后能量继续向后传导,遇到航空级7系铝,它具有非常好的吸收性能和很高的刚度。
这里最独特地方就是Torque Box防护枢纽,这个高圧鋳造部件为的是吸收这冲击力并将其向A柱、门槛、地板等方向分散,地板上面的横梁也运用了六系铝,对侧向的冲击力也能够做到有效的吸收。
前部Torque Box防护枢纽
后侧也是同理,同样安排了七系铝的挤出件及高压铸件,能够将冲击力传到门槛和地板上。
后防护枢纽 这也是整车最大单体铸件
一体式多腔门槛梁 侧撞电池防护的前线
由于蔚来独家采用了换电体系,蔚来也是针对性的研发了专利螺栓:Bayobolt,关于这个螺栓此前我在三电系统当中也介绍过,拧上去之后通过弹簧来吃力,以此来保证螺纹最持久的生命力。
多说无益,结合测试,来看看ES8的实际表现。
1、正面偏置碰撞
这个测试是以64公里每小时的时速来进行40%的正面偏置碰撞,在碰撞过程中,目标是达到一个平衡:一方面需要一定的强度,同时也需要它有适当的变形来保证安全。但是注意了,这个变形程度必须是意料中的、可控的,只要如此才能够保证高压系统不会受到损害。
其实通过此前的模拟测试,已经大概找到了这个平衡点,通过实测来看乘员舱依旧稳定,防火墙没有遭到任何的侵入。
总结一下,先通过420mm的溃缩变形吸收动能、再通过全铝吸能模块吸收、7系铝前纵梁提供足够的强度、防护枢纽将力扩散到门槛地板A柱、横梁阻挡底盘对乘员舱的侵入,完成整个力的传导过程。
最终电池包没有遭遇侵入,在碰撞当中,15毫秒的速度就完成了高压的切断。同时车架碰撞之后,门锁会自动的解锁,门把手自动弹开,确保外部救援的效率不会受到影响。
2、侧碰安全
中国的标准相对于欧标来说要更严格一些,撞击点位置升高之后,碰撞是发生在门槛的上方,因此会对车侧造成更直接的冲击。
从效果来看B柱侵入很小,乘员舱的安全是得到有效保证的。
从蔚来的设计传导路径来看,3根冲压铝横梁+3根挤出横梁,门槛的设计承受载荷超过40吨,目的还是成功达到了。
碰撞过程中,前、中、后,尤其是第三排也能有侧气帘的防护。
针对侧碰,其实蔚来做的欧标柱碰试验要更加严苛一些,通过这根254毫米的柱子,进行斜侧75°,32km/h速度的撞击。
这个测试重点是要关注电池安全的,根据实际拍摄画面来看,柱碰的位置是和Bayobolt螺栓位置平齐,有电池的位置没有发生变形,只在门槛的部位发生了变形。
3、尾部安全
最后是尾碰的实验,也就是最关心的第三排的乘员安全,同样以美标尾碰实验标准为例。
主要看三个位置,乘客、电池包、高压部件,实际撞完后关键部位还是没有伤及到的,达到了设计目的。
尾部的力传播路径是先通过铝合金后防撞梁、再到7系铝合金后纵梁吸能结构、后防护枢纽(高压铸造铝合金)、传导向底盘C柱等方向,力求保护第三排乘客以及高压电机。
通过蔚来ES8在被动安全设计方面下的功夫,借此总结一些思路供整个行业进行思考。
在宏观上,均是通过ACM来收集A柱到C柱的空间信息,目的是获取足够的冗余空间来充分的进行反馈和响应,无论是硬件还是各部位对应的控制器:比如说PSS负责高压系统,BMS控制的电池,VCU控制整车等等,这些都需要充分的冗余来帮助保护整个系统,前文面面俱到的各吸能、加强件,无不是为了达成这一目的。
其次,光做到这一步还是不够的,有足够的的反应时间并完成快速断电之后,还要进行充分的放电来消除后续隐患,整个系统不仅仅是保护我们内部的乘员,而且也保护外部营救人员,可见在设计思路及实际方法论上,电动车被动安全与燃油车存在着显著的差异,务必要重视起来。
(皆电 宗泽)