1. 首頁
  2. 資訊
  3. 技術(shù)
  4. 小鵬汽車饒建鵬:電動(dòng)車比燃油車的安全設(shè)計(jì)存在更多難點(diǎn),但也有巨大優(yōu)勢(shì)

小鵬汽車饒建鵬:電動(dòng)車比燃油車的安全設(shè)計(jì)存在更多難點(diǎn),但也有巨大優(yōu)勢(shì)

安小曼

7月13日,中國(guó)新車評(píng)價(jià)規(guī)程(C-NCAP)發(fā)布了最新的測(cè)試成績(jī),今天,造車新勢(shì)力三強(qiáng)——蔚來、小鵬、威馬等三家車廠的首款車型都參與了測(cè)試。

從測(cè)試結(jié)果來看,小鵬G3以綜合得分率92.2%獲得C-NCAP測(cè)試五星評(píng)價(jià),排名榜首;蔚來ES8 七座版,綜合得分88.4,排名第二;威馬EX5 400 Extra創(chuàng)新版,綜合得分83.6,排在最后。

小鵬G3為何能獲得這樣的好成績(jī)?第一電動(dòng)跟小鵬汽車仿真分析與整車安全開發(fā)總監(jiān)饒建鵬約了一場(chǎng)專訪,請(qǐng)他從架構(gòu)設(shè)計(jì)層面詳細(xì)“解剖”了小鵬G3。并且,饒建鵬告訴第一電動(dòng),從安全架構(gòu)設(shè)計(jì)方面來說,與傳統(tǒng)燃油車相比,電動(dòng)車存在更多難點(diǎn),但也有巨大優(yōu)勢(shì)。

timg (1).jpeg

第一電動(dòng):G3采用多傳遞路徑和多環(huán)狀球籠式結(jié)構(gòu),請(qǐng)?jiān)敿?xì)講解一下這兩種設(shè)計(jì)?

饒建鵬:多路徑:前縱梁、前副車架以及上縱梁是前碰的三條主要傳遞路徑,每一條路徑都能將前碰撞力逐步分散傳遞到車身后端。

多環(huán)狀:三條主要力傳遞路徑,通過螺栓、連接支架、前圍橫梁、地板橫梁、門檻梁、A柱相連,形成多環(huán)形網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

環(huán)形結(jié)構(gòu),互為支撐,剛性強(qiáng),結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。無論來自前碰、側(cè)碰、后碰等各種碰撞,碰撞力通過各個(gè)網(wǎng)狀節(jié)點(diǎn),迅速分散,有效降低局部集中受力過大,阻止碰撞事故車體的侵入。

第一電動(dòng):在安全架構(gòu)的設(shè)計(jì)方面,小鵬G3 2019款和2020款是完全一樣的嗎?

饒建鵬:G3 2020款基于G3 2019款的多傳遞路徑和多環(huán)狀球籠式結(jié)構(gòu),采用相同的高強(qiáng)度車身材質(zhì),并且對(duì)底盤進(jìn)行優(yōu)化,提高乘員保護(hù)能力,從而在G3 2019款的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提升了整車安全水平。

隨著后續(xù)OTA持續(xù)升級(jí),G3(包括2019和2020款)的主動(dòng)安全能力將快速進(jìn)化,不斷提升整車安全水平。在即將發(fā)布的Xmart OS 1.5版本的OTA升級(jí)后,G3將成為首批實(shí)現(xiàn)L2.5級(jí)自動(dòng)駕駛的汽車。

第一電動(dòng):在C-NCAP最嚴(yán)苛的64公里40%偏置碰撞中,G3駕駛員腳部最大侵入量?jī)H為8mm。那么請(qǐng)問,小鵬G3有哪些設(shè)計(jì)可以保證后排乘客的安全(比如安全帶限力裝置)?車輛發(fā)生碰撞后,后排乘客會(huì)出現(xiàn)位移嗎?

饒建鵬: 在G3碰撞開發(fā)過程中,不管是正面碰撞還是更為嚴(yán)苛的偏置碰撞,后排乘客的都能獲得滿分評(píng)價(jià)。后排乘員的安全保護(hù),主要通過提高約束系統(tǒng)安全配置以及結(jié)構(gòu)防護(hù)來實(shí)現(xiàn)。G3后排都配置了預(yù)緊限力安全帶,這樣的配置只有在高端合資品牌車型才會(huì)使用。為了防止后排乘客在碰撞過程中出現(xiàn)滑移,在后排座椅下方設(shè)計(jì)了防滑移支架,在碰撞過程中,該支架可以較好的阻止乘客的腿部和臀部的向前移動(dòng),并在垂直方向起到較好座椅支撐作用,防止乘員發(fā)生下潛現(xiàn)象。高安全配置,更低的整車碰撞減速度,以及合理的防護(hù)設(shè)計(jì),可以最大化的保護(hù)后排乘客的安全。

WechatIMG2524.png

第一電動(dòng):對(duì)于吸能,動(dòng)力總成與前壁板之間的潰縮空間也是非常重要的,小鵬G3有為了保證潰縮空間去犧牲動(dòng)力總成前方的吸能空間嗎?如何權(quán)衡二者的?

饒建鵬: G3的電驅(qū)總成尺寸非常緊湊,相對(duì)于同尺寸級(jí)別的燃油車,前機(jī)艙潰縮空間可以增加200~300mm,這對(duì)于整車安全設(shè)計(jì)具有巨大優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)吸能、潰縮空間的理想平衡。只要設(shè)計(jì)合理,純電動(dòng)車前碰的減速度相對(duì)于燃油車,可以降低25%~40%,大大降低對(duì)乘員的傷害。

第一電動(dòng):請(qǐng)站在產(chǎn)業(yè)的角度談?wù)劊蛡鹘y(tǒng)燃油車相比,新能源汽車在安全架構(gòu)設(shè)計(jì)上會(huì)有哪些不同?

饒建鵬:對(duì)于安全架構(gòu)設(shè)計(jì),不管是純電動(dòng)車、還是傳統(tǒng)的燃油車。其主要的設(shè)計(jì)理念都是一致的,盡量降低車體的侵入以及盡量降低車體的減速度,小的侵入和低的減速度,存在一定的對(duì)立,只有通過合理設(shè)計(jì),才能化對(duì)立為統(tǒng)一。與傳統(tǒng)燃油車相比,電動(dòng)車安全設(shè)計(jì)存在難點(diǎn),也有巨大優(yōu)勢(shì)。

電動(dòng)車碰撞安全的難點(diǎn):

1、前縱梁與乘員艙的連接設(shè)計(jì)。

燃油車駕駛員腳步空間更足,可以設(shè)計(jì)較大截面(約80mm)的地板加強(qiáng)梁,將前縱梁和地板橫梁牢固連接。對(duì)于電動(dòng)車,電池包布置在前地板下,侵占了地板Z向高度,無法布置較強(qiáng)的地板加強(qiáng)梁(約10mm),造成前縱梁后端沒有足夠強(qiáng)的支撐,前碰時(shí),容易造成較大的車體侵入。因此電動(dòng)車的車體設(shè)計(jì)必須采用全新的設(shè)計(jì)架構(gòu)。

面對(duì)這個(gè)難點(diǎn),G3設(shè)計(jì)全新球籠式整車架構(gòu),不但很好解決這個(gè)難題,也將整車安全設(shè)計(jì)推向一個(gè)全新的高度。G3采用多傳遞路徑和多環(huán)狀球籠式結(jié)構(gòu),前縱梁、前副車架以及上縱梁是前碰的三條主要傳遞路徑,每一條路徑都能將前碰撞力逐步分散傳遞到車身后端。三條主要力傳遞路徑,通過螺栓、連接支架、前圍橫梁、地板橫梁、門檻梁、A柱相連,形成多環(huán)形網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。環(huán)形結(jié)構(gòu),互為支撐,剛性強(qiáng),結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。無論來自前碰、側(cè)碰、后碰等各種碰撞,碰撞力通過各個(gè)網(wǎng)狀節(jié)點(diǎn),迅速分散,有效降低局部集中受力過大,阻止碰撞事故車體的侵入。

圖片 1.png

G3前碰碰撞力傳遞路徑

2.png


G3前碰碰撞力傳遞路徑


電動(dòng)車碰撞安全的優(yōu)勢(shì):

純電動(dòng)車電驅(qū)總成尺寸相對(duì)于燃油車更小,這對(duì)于整車安全設(shè)計(jì)具有巨大優(yōu)勢(shì)。對(duì)于前驅(qū)布置的電動(dòng)車,相對(duì)于同尺寸級(jí)別的燃油車,前機(jī)艙潰縮空間可以增加200~300mm,因此前縱梁的截面尺寸可以更大,設(shè)計(jì)自由度更大,可以完全拋開燃油車由于發(fā)動(dòng)機(jī)變速箱尺寸過大帶來的諸多設(shè)計(jì)約束。電驅(qū)總成尺寸小,純電動(dòng)車更容易設(shè)計(jì)為后驅(qū)布置。對(duì)于后驅(qū)布置的純電動(dòng)車型,前機(jī)艙潰縮空間可以增大600~800mm,整個(gè)前機(jī)艙就是巨大的潰縮吸能空間。只要設(shè)計(jì)合理,純電動(dòng)車前碰的減速度相對(duì)于燃油車,可以降低25%~40%,大大降低對(duì)乘員的傷害。

電池包布置在地板下方,雖然給前碰結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來挑戰(zhàn),同時(shí)也對(duì)加固乘員艙起到較大作用。電池包與車身門檻梁通過較多螺栓連接,融為一體,大大增強(qiáng)整車的防撞性能。

相對(duì)于燃油車,雖然電池的布置給安全性能設(shè)計(jì)帶來了不小的挑戰(zhàn)。只要整車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理,充分發(fā)揮純電動(dòng)車潰縮空間大的優(yōu)勢(shì),純電動(dòng)車相對(duì)于燃油車可以更安全。

第一電動(dòng):純電動(dòng)汽車的碰撞安全性能除了要考慮乘員,還要考慮動(dòng)力電池包這個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。請(qǐng)問在動(dòng)力電池的安全防護(hù)層面,小鵬G3是如何做的?

饒建鵬:小鵬汽車從化學(xué)、電氣、機(jī)械、功能四個(gè)維度進(jìn)行安全防護(hù)設(shè)計(jì)。電芯層面采用隔離膜涂層、Fuse、泄壓閥等安全設(shè)計(jì);模組層面選用帶安全緩沖的busbar電連接,高熱阻隔熱材料,以及采樣通道Fuse安全設(shè)計(jì) ;PACK層面具有完善的監(jiān)控與BMS控制系統(tǒng),內(nèi)置高溫防火隔層,高強(qiáng)度箱體安裝機(jī)械式防爆閥有效的起到平衡壓力隔絕空氣的作用,同時(shí)具有國(guó)內(nèi)首家量產(chǎn)實(shí)現(xiàn)汽車行業(yè)內(nèi)防水性能最嚴(yán)苛的lP68標(biāo)準(zhǔn)。

第一電動(dòng):動(dòng)力電池布置在底盤下方,電池的前后和兩側(cè)都需要設(shè)計(jì)充分的防護(hù)結(jié)構(gòu)和緩沖空間,這方面小鵬G3做得如何?

饒建鵬:為了實(shí)效整車對(duì)電池模組較好的防護(hù),電池組的布置非常關(guān)鍵,在設(shè)計(jì)前期,充分考慮前碰、側(cè)面、柱碰以及后碰的各個(gè)工況下,車體的侵入邊界,電池組必須布置在該安全邊界之內(nèi)。

對(duì)于前碰,設(shè)計(jì)前副車架中部彎折變形,加強(qiáng)副車架后安裝點(diǎn)保證不脫落,可以防止副車架整體后移,且前副車架與電池包初始安全距離為185mm,再惡劣的工況都可以保證電池包不受撞擊。

對(duì)于電池包側(cè)面防護(hù),側(cè)面柱碰確實(shí)是對(duì)電池包安全性最嚴(yán)苛的考驗(yàn)。在G3側(cè)面柱碰開發(fā)過程中,首先需要定義門檻梁到電芯之間的距離,距離越大,碰撞緩沖空間就越大,電芯受擠壓的概率就越小。利用仿真技術(shù),需要對(duì)電池包側(cè)面邊界,多個(gè)位置進(jìn)行分析,找出最薄弱點(diǎn)。側(cè)面柱碰優(yōu)化存在兩個(gè)難點(diǎn):1、焊點(diǎn)開裂 2、碰撞位置受力集中導(dǎo)致側(cè)圍侵入量較大。面對(duì)這兩個(gè)挑戰(zhàn),G3首先通過加大門檻梁截面,并采用超高強(qiáng)度鋼材,為柱碰構(gòu)建第一道堅(jiān)實(shí)的防線。再通過加強(qiáng)座椅安裝前橫梁與后橫梁,與門檻梁連接形成牢固的環(huán)狀結(jié)構(gòu),這是側(cè)面柱碰的第二道安全防線。電池包側(cè)面采用鋁型材,通過多個(gè)螺栓直接與門檻梁直接連接,同時(shí)電池包內(nèi)置多個(gè)側(cè)向支撐鋁型材,大大提升了電池包本體的抗變形能力,這是側(cè)面柱碰的第三道堅(jiān)實(shí)防線。在三道堅(jiān)實(shí)防線的保護(hù)下,G3電池包完全經(jīng)受住了最嚴(yán)苛的側(cè)面柱碰實(shí)驗(yàn)。整個(gè)G3開發(fā)過程中,共進(jìn)行了三輪(ET1、ET2以及PT)側(cè)面柱碰測(cè)試,電芯沒有絲毫損傷。

第一電動(dòng):對(duì)于動(dòng)力電池包來說,相較于其它路況而言,可能側(cè)面柱碰工況尤其重要,因?yàn)榧冸妱?dòng)車在事故中與路邊樹木和電線桿相撞的后果會(huì)更加嚴(yán)重,會(huì)造成電池包的劇烈擠壓、變形,導(dǎo)致起火爆炸。在小鵬G3的進(jìn)行的1000多次超過30000小時(shí)的結(jié)構(gòu)仿真優(yōu)化中,有多少比例是給側(cè)面柱碰工況的呢?

饒建鵬:柱碰優(yōu)化總時(shí)間超過9000小時(shí)。

WechatIMG2523.png

第一電動(dòng):截至目前,你認(rèn)為,在安全架構(gòu)的設(shè)計(jì)上,小鵬G3還有哪些需要改進(jìn)的地方?

饒建鵬: G3在2018版C-NCAP 正式測(cè)試中,獲得92.2%的高得分率,是所有純電車中唯一得分率超過90%的五星車型。乘員保護(hù)得分率為96.5%,是自從C-NCAP 2006年實(shí)施以來,總分排名第二位車型,力壓高端合資品牌(寶馬X3、奧迪Q5L等)。

另外,偏置碰撞單項(xiàng)得分為19.758分,是自C-NCAP實(shí)施64公里偏置碰撞實(shí)施以來的最高得分(涵蓋所有燃油車,純電動(dòng)車,PHEV車型)。高得分,印證了G3的高安全。

說到G3有哪些需要改進(jìn)的地方,我認(rèn)為這與企業(yè)對(duì)碰撞安全的目標(biāo)直接相關(guān)。如果只是為了獲得C-NCAP五星評(píng)價(jià),我們已經(jīng)足夠優(yōu)秀。但對(duì)于小鵬汽車,C-NCAP五星是最低要求,我們的最終目標(biāo)就是為了保護(hù)消費(fèi)者的生命安全,實(shí)現(xiàn)零傷亡。

G3作為智能汽車,擁有領(lǐng)先的電子電器架構(gòu),核心ECU 100%聯(lián)網(wǎng),具備整車OTA的能力,后續(xù)將通過OTA快速迭代,不斷進(jìn)化,提升整車智能安全。在即將發(fā)布的Xmart OS 1.5版本的OTA升級(jí)后,G3將成為首批實(shí)現(xiàn)L2.5級(jí)自動(dòng)駕駛的汽車。

來源:第一電動(dòng)網(wǎng)

作者:安小曼

本文地址:http://www.healthsupplement-reviews.com/news/jishu/94934

返回第一電動(dòng)網(wǎng)首頁 >

收藏
66
  • 分享到:
發(fā)表評(píng)論
新聞推薦
熱文榜
日排行
周排行
第一電動(dòng)網(wǎng)官方微信

反饋和建議 在線回復(fù)

您的詢價(jià)信息
已經(jīng)成功提交我們稍后會(huì)聯(lián)系您進(jìn)行報(bào)價(jià)!

第一電動(dòng)網(wǎng)
Hello world!
-->