电动车和燃油车,在车身碰撞安全上会有什么不同?

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很多人会质疑电动汽车的安全性,尤其是由于电动车高压电池组的存在,在发生碰撞后,会对整车安全性造成进一步挑战。

 

而前日,中保研公布了2021年最新一批的车型碰撞结果,其中就包括作为造车新势力的蔚来EC6和理想ONE,不过两台车在碰撞测试中的结果都不错,甚至还有一些惊喜。

 

那么是如何做到的呢?带着这个问题,我们探访了蔚来的第二实验室,通过实地观察测试完成后的蔚来EC6试验车,或许可以得到更详细的答案。

 

 

其实对于任何一辆汽车来说,碰撞发生时安全性保障主要体现在两方面,一是约束系统,二是车身结构设计。

 

在安全约束系统上,不管是传统燃油车还是电动车在设计上基本是相同的,区别只在于配置高低,带来的约束系统多少的问题,比如多一个膝部气囊或少一个侧气帘。

 

而纯电动车和燃油车最大的区别是在于车身结构设计上存在很大的不同,这是由于在动力系统上的巨大差异性导致的。

 

 

纯电动车相比燃油车没有体积较大的发动机及变速箱系统,但拥有尺寸和质量更大的电池组,所以在碰撞发生时,纯电动车会如何通过不同的车身结构设计,来保障自身安全性呢?

 

和燃油车不同,纯电动车的整体车身结构安全设计,其实基本就是围绕着电池组展开的,车身结构安全设计是整车被动安全的重中之重,而高压电池组的安全性,则又是车身结构安全设计的重点。

 

在蔚来实验室内,工程师在介绍中表示,在车身结构安全设计上,电动车会更加侧重通过溃缩区的设计,来保障车身乘员舱以及电池组的安全性。

 

 

而作为一台换电车型,蔚来EC6的车身结构设计上其实会更具代表性,因为换电的存在,需要考虑一定程度碰撞后,电池组还能做到不变形可拆卸。

 

而在一辆汽车上,从A柱到C柱的部分属于车身乘员舱,在碰撞发生时理论上这是不可撼动的区域,而A柱和C柱以外则属于溃缩区,在碰撞发生时主要起到吸收碰撞能量的作用。

 

以蔚来EC6为例,电动车由于在A柱前方的溃缩区由于没有发动机等大型部件存在,相比同尺寸级别的燃油车,不仅会拥有更好的溃缩吸能空间,而且更方便对于参与碰撞吸能的前纵梁和副车架结构进行设计。

 

实验室内图片资料有限,仅供参考

 

通过在现场观察实车可以看到,蔚来EC6在前机舱采用了一个体积的硕大的弓形前防撞梁以及一个4层横截面的吸能盒,体积同样不小,上图红框位置。

 

在前防撞梁背后,蔚来EC6这里还采用了一个上纵梁,且在左右机舱两侧竟然均有,足以形成一个环抱式的结构,理论上可以说,蔚来EC6在进行副驾驶一侧小角度碰撞时同样可以保证乘员舱安全性。而且整个不管是前防撞梁、吸能盒以及前纵梁,均使用会起到对碰撞动能产生更好吸能效果的了铝合金材质。

 

而在前机舱靠后的位置与门槛梁之间,蔚来EC6还设计了一个铸造的加强部件,名字叫“Torque Box”,同样铝合金材质,这是蔚来EC6白车身结构安全设计中非常关键的一个部位,如如图红框部分。

 

 

这个铸造件内连A柱内板与车底的雪橇版,并与门槛梁形成了一个垂直夹角,在传统燃油车上这也是比较少见的设计,它起到主要作用就是阻挡前方溃缩区的剩余能量对A柱背后空间的侵入,同时也将能量分散传递至门槛梁以车身后方,以保护中间乘员舱和车底的电池组。

 

而在来自车身后方的追尾碰撞中,也是一样的设计思路,即碰撞能量经过后方的Torque box传递至门槛梁,以绕过乘员舱和电池组,实现最大化的安全防护。

 

 

这里插句题外话,看到前机舱使用了这么多铝合金材质,一定以为蔚来EC6修起来一定很贵吧。但实际上蔚来EC6在中保研低速碰撞测试中,耐撞性与维修经济性指数竟然拿到了A,这在中保研测试的豪华车中还是首次,这其中在蔚来在前机舱的结构设计采用了一些策略,这里就不展开说了。

 

不过,对于一台电动车来说,最考验车身结构对电池组保护能力的碰撞并非小角度碰撞或者前碰,而是侧面柱碰,因为车身侧面是最脆弱的地方,而柱碰的受力点较小,对高压电池组的侵入危害性会更大。

 

 

这是E-NCAP的测试内容,国内暂时还未引入,但这个测试目前蔚来也已经做了,底盘下方内侧电池组中间,蔚来EC6在这里设计6条不同尺寸的贯穿式加强梁,通过与B柱和门槛梁形成立体式闭合结构,同时门槛梁的尺寸和强度也会有所不同,其目的都是用来保证电池组的不受侵入,这也是和传统燃油车结构设计略微不同的地方。

 

对于电动车整体安全性来说,其实除了“碰撞结构安全”,电动车还会多出“三电布置安全”以及“高压电路安全”两项内容,也就是除了要在车身结构设计上做文章,对于电池系统本身的控制也是重点。

 

比如需要在碰撞发生时毫米级的时间内实现整车高压线束下电,以及在碰撞后数秒内动力电池组需要做到完全放电,蔚来EC6是在11毫米内可以完成高压电路断电,2.4秒内完成整车放电,而这些内容在目前的碰撞测试中也是已经纳入考核的部分。

 

 

其实总的来说,通过对蔚来实验室的一个探访,可以得到一个非常清晰的结论是,尽管电动车带着高压电池组这个大的包袱,但只要不是基于油改电平台的产品,而是在纯电动平台下正向开发的车型,通过合理有效的车身结构设计和电池安全策略,是可以做到在同等碰撞测试环境取得不输于燃油车的被动安全性。

 

而且某种程度上由于电池组的存在,电动车在被动安全结构上往往比传统燃油车需要做更多的设计,使其在整体车身结构刚性上其实还略强于同等级燃油车,进而在碰撞安全上反而会比一般燃油车表现更好一些。

 

 

比如结合国内中保研、C-NCAP的碰撞测试结果来看,纯电动车型在碰撞测试中至今鲜有“翻车”的情况,甚至基本上都拿到了五星最高评级。

 

在国外E-NCAP、IIHS等权威碰撞机构的测试结果中,纯电动车型在碰撞中的安全表现同样也不输于传统燃油车,成绩差的基本没有,所以关于纯电动车的安全性如何,其实真的不用再多虑了。

 

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