從2021版C-NCAP開始，新能源車不再需要進行側(cè)面可移動避障的測試，改為側(cè)面柱碰試驗。而當側(cè)面撞擊能量只是集中于柱體上時，電池包似乎更容易受到側(cè)面撞擊能量的擠壓。
在如今新能源車談火色變的環(huán)境下，電池包在側(cè)面柱碰的工況下，是否更應該“獨善其身”，躲在車身框架的“呵護”下？


01  電池包能不能被擠壓？

首先我們從2021版的C-NCAP碰撞規(guī)程來看看，關于電動車的碰撞安全規(guī)程里是如何定義REESS（車載可充電儲能系統(tǒng)）的安全評價。



在2021版C-NCAP的新能源車REESS安全評價項中，對REESS碰撞后的位置和起火、爆炸都提出了明確的要求。

我們先說說REESS位置的安全評價：裝在乘員艙內(nèi)的位置應該被保持，換句話說是就是整個REESS不能被擠壓到，裝在乘員艙外的REESS不能被擠壓進入到乘員艙內(nèi)。

目前REESS布置在車內(nèi)的車型，主要是PHEV和HEV，這類車的電池包一般是布置在后尾箱或者后排座椅下，不管是側(cè)面空間還是前后的空間，結(jié)構空間都非常充足，在目前的各類碰撞測試中，都比較容易達到安全評價的要求，對車身結(jié)構的要求也不高，比如凱迪拉克CT6的PHEV車型電池包就布置在乘員艙后部行李箱中。

而REESS布置在車外的，目前其實主要是BEV（純電動）和部分PHEV車型，都是需要大容量電池包的車型，電池包安裝在乘員艙的地板下。而按照2021版C-NCAP的評價標準來解讀，實際并將沒有規(guī)定說REESS不能被擠壓，只是要求不能被擠入到乘員艙內(nèi)。換句話說，從安全規(guī)程上解讀電池包是可以被擠壓的。

但是考慮到電芯被擠壓時容易起火和爆炸，國內(nèi)很多車企在做BEV車型的安全設計時，基本都不允許REESS被擠壓，整個側(cè)面的安全防護都是依靠車身結(jié)構來支撐，畢竟目前的環(huán)節(jié)對電池是“談火色變”。

這樣的安全設計策略合理嗎？我們不妨來看看幾款歐洲車型的設計案例。

02  電池包能不能參與碰撞吸能？

既然碰撞安全評價的標準中，只是規(guī)定安裝在外部的REESS不能擠入到乘員艙內(nèi)，那么我們是否可以在保證REESS內(nèi)部的模組不被擠壓、REESS不能擠入到乘員艙內(nèi)的前提下，讓電池包參與碰撞傳遞和吸能呢？



從理論上來說，肯定是可行的。首先、大多數(shù)BEV車型的REESS殼體和內(nèi)部模組之間都存在著空間，這部分空間是可以被利用為殼體參與碰撞吸能變形。其次，REESS的殼體與車身側(cè)面之間空間也可以被充分利用，在殼體的兩側(cè)（車身Y向）上設計結(jié)構來參與吸能、同時將殼體的框架兩側(cè)通過橫梁鏈接起來參與傳力，是目前一些歐洲和北美新能源車型應對側(cè)面可移動避障碰撞和柱碰的有效解決方案。

我們不妨來看幾個案例。比如福特的Mach-E，它不僅在門檻內(nèi)設計了一個輥壓件來提升側(cè)碰和柱碰性能，還在REESS的殼體與車身門檻之間設計了一段擠壓成型的鋁合金結(jié)構來參與碰撞的吸能和傳力。


福特Mach-E

在歐洲版的沃爾沃XC40電動版上，也是類似的結(jié)構安全策略，REESS的殼體也參與了吸能和能量傳遞，電池殼體的側(cè)面是擠壓成形的合金框架，而且電池包框架在柱碰擠壓兩側(cè)（車身Y向）還做了特殊強化。




沃爾沃XC40 電動版

在大眾MEB平臺的側(cè)面碰撞結(jié)構策略上，我們一樣也看到了類似的結(jié)構設計理念，REESS的殼體也同樣被允許擠壓參與吸能。


綜合以上案例來看，電池包參與碰撞吸能理論上是完全可行的，而且目前一線的歐美車企在新能源平臺的安全策略規(guī)劃上，已經(jīng)進行了搭載驗證。

03  電池包應該扮演多重的戲份？

從上面的案例來看，REESS的殼體不僅要參與碰撞吸能和能量傳遞，而且還扮演著非常重要的角色。比如在福特的結(jié)構策略里，Mach-E的電池包殼體要承受柱碰約31.5%作用的能量，車身地板承受了約51%的能量。



而為了承受這么多能量，殼體的框架兩側(cè)不僅設計了吸能結(jié)構，殼體上還設計了四根橫梁來進行能量傳遞。車身的前地板在柱碰的撞擊區(qū)域也設計了三根橫梁來參與能量傳遞。
雖然福特的這種策略不一定適合所有車企的新能源車安全設計，但是最起碼說明了REESS的殼體在側(cè)面碰撞安全中是能扮演重要作用的，而且必須扮演重要的作用。

如果在側(cè)面碰撞安全中，只是讓車體去承受側(cè)面的撞擊能量，那么車身的門檻、地板橫梁都需要做的非常強，尤其是在柱碰中這兩個區(qū)域都需要單獨做強化。但是車身門檻如果設計的過強，會導致車輛在側(cè)面可移動避障的設計時結(jié)構失衡。B柱在側(cè)碰時的折彎點會比較高，導致側(cè)碰侵入量偏大。

而為了解決這種問題，B柱也得對應去提升結(jié)構的抗變形能力，來與門檻（被柱碰加強后）來匹配。這樣最終的結(jié)果就是導致車身在應對側(cè)碰時出現(xiàn)了明顯的過設計問題，換句話說就是車身付出了更多的重量代價。



單純的只是讓車身框架去硬抗，會造成車身結(jié)構的過設計，這顯然不利于整車的輕量化設計。而不如讓REESS的殼體與車身結(jié)構協(xié)同設計，更容易達到1+1＞2的效果。

綜合以上的分析來看，REESS在側(cè)面撞擊安全中只能“獨善其身”的結(jié)構策略顯然是不對的。而目前國內(nèi)的很多新能源車的REESS似乎都是采取“獨善其身”的策略，甚至作為企業(yè)的設計標準去執(zhí)行。這種REESS殼體過分的“談火色變”設計理念，讓車身承受了不該承受之重。