2018年此后,各品牌电动汽车起火事情接连产生,外洋电动汽车品牌特斯拉、国内制车新气力代表蔚来均干连此中,新能源汽车迅速生长背后危殆重重。
考核显示,特斯拉自燃车辆的动力电池曾境遇托底。而据蔚来官方微博颁布,蔚来自燃车辆正在送修前底盘一经遭遇过紧要撞击,即产生托底,导致动力电池左后部外壳与冷却板大面积变形,电池包内部布局正在被挤压的形态下历程一段功夫后变成短道,最终激励火情。
目前,行业内一般采用整车刮底试验和动力电池底部球击试验对电池体系实行托底安乐性验证,哀求试验后不起火不爆炸,动力电池的托底耐久性并没有取得充沛评估与担保。
托底,是指汽车底盘零件与地面或地面的突起物产生接触,汽车的底部受到撞击。汽车过减速带、撞击道沿、上坡顶、走坑洼道以及压过道面上的石头或砖块,都恐怕产生托底。
图1所示几种托底事情较为常睹,即使动力电池频仍产生损坏或激励安乐事情,会给消费者带来牺牲与困扰,继而会对公司品牌酿成负面影响,因次,产生此类托底事情时,既要担保电池的安乐性,不行浮现起火爆炸地步,也要担保电池的托底耐久性,电池可能不绝应用,不行存正在安乐隐患。
对守旧燃油车,托底的危急重要是油底壳变形、排气管变形、悬架部件变形和传动机构毁伤,一样不会对乘员酿成人身侵害,因而,守旧燃油车的碰撞安乐职能开辟中凡是不探求托底工况,只是将托底举动气囊标定的误效用工况来磋商。
对电动汽车,动力电池部署正在乘员舱的下方或者偏后方,电池底面不受车身布局的维护,是全部电池体系最亏弱的个别,托底的危急重要是剐蹭或撞击动力电池,酿成安乐隐患。凡是而言,电动汽车比守旧燃油车更重,车身悬置压缩量更大,整车离地间隙更小,更容易产生托底,而托底酿成的毁伤正在电池底部,不易察觉,具有荫蔽性,有些托底事情固然当时未产生起火,车辆还能不绝行驶,但电池包已紧要变形,即使未实时觉察管制,电芯和高压器件继续处于挤压形态,电池包正在一段功夫后恐怕产生自燃。
托底重要有两种形式,一种是刮底形式,一种是撞底形式。刮底是指动力电池的前端和底部受到前后倾向的剐蹭,载荷以程度倾向为主,也有极少垂向因素,凡是会酿成电池前边框和电池底壳前半部变形,紧要时以至会将电池壳体畴昔到后划开。撞底是指动力电池底面受到向上的挤压或撞击,以笔直倾向载荷为主,可使车轮一轮或众轮离地,一样会酿成电池底壳垂向变形,紧要时会将电池底壳顶穿落后而刺破内部电芯。一样景况下,撞底事情对电池包毁伤尤其紧要。
托底重要有刮底和撞底两种形式,相应的,正在电动汽车和动力电池打算历程中,整车企业和电池供应商凡是采用整车刮底和电池包底部球击两个模范工况来模仿。
正在地面固定一金属刚性块,高度修设为与动力电池壳体下底面正在Z向有30mm安排的重叠量。整车采用基准质料(整备+100kg),以不低于每小时30公里的速率驶过刚性块。刮底试验共实行三次,刚性块分散瞄准电池包的左侧、右侧和核心线。哀求试验后电池包无爆炸、起火、析气、冒烟、漏液等紧要风险地步。
用直径150mm的金属球头,以不高于1mm/s的挤压速率,挤压电池包底部亏弱地方,挤压力抵达20kN或者测试对象对应车型满载重量110%的载荷后(以最低值为准),逗留挤压并维系1min。
电芯/模组正在测试历程中无外部短道、无内部短道,承诺电芯/模组外形布局产生变形,但无危急地步发作。承诺电池体系发作布局职能转移(如模组、固定布局、支架、衔接排、箱体布局与原形态比产生破损、断裂;冷却管道破损除外),但无危急地步发作。测试后哀求绝缘电阻值不小于500Ω/V。
动力电池底面不受车身布局的维护,正在整车刮底和底部球击工况下,容易产生较大变形并发作危急地步,为满意工况调查目标哀求以及整包轻量化哀求,可能探求加添电池包防护梁和底护板。
整车刮底工况导致的电池包毁伤重要鸠集正在电池包前部区域。正在动力电池包前部署一道防护梁(防护梁装置正在车身上,其最下缘比电池包底面低10mm以上,与电池包前端的X向隔断担任正在100-150mm安排),或许有用维护电池。防护梁有圆管截面、矩形截面、三角形截面安好板型等众种体式,此中圆管梁工艺大略,本钱低廉,刚毅度好,该当是电池包防护梁的首选。
底护板凡是采用1.2mm安排厚度的钢板或者2mm安排厚度的铝板,必要涂装防石击涂层,也可采用非金属资料,如玻纤复合资料,料厚一样必要正在3mm以上。
为担保防护效益和整车NVH对底护板模态的哀求,还必要正在底护板上打算合理的巩固筋,且底护板两侧和前后都应有固定点,中部还应有不低于4个的固定点与电池底壳相衔接。其它,底护板与电池包之间需装置密封圈以满意IPX7水密哀求,不然底护板应打算众个泄水孔,以担保正在渡水工况下底护板不产生破损。
文中所述的整车刮底试验和动力电池底部球击试验,都是哀求试验后电池体系无爆炸、起火、析气、冒烟、漏液等紧要风险地步浮现,这只是对电池体系实行了托底安乐性验证与哀求,而电池的托底耐久性并没有取得充沛评估与担保。
从用户角度开拔,产生轻细托底事情时,既要担保动力电池的安乐性,不行浮现起火爆炸地步,也要担保动力电池的托底耐久性,电池要可能不绝应用,不行存正在安乐隐患。
对常睹的、较为轻细的托底事情举动耐久工况维护,提倡将整车刮底和电池包底部球击工况的调查目标设定如下:
b)电池包壳体无昭彰变形(提倡加载历程中壳体最大侵入量小于25mm,卸载后壳体永世变形量小于3mm)。
准静态加载是目前行业内一般采用的试验技巧,固然分别厂家的评议目标各有不同,但基础相同,凡是采用直径150mm的金属球头,以不高于1mm/s的挤压速率,挤压电池包底部亏弱地方,当挤压力抵达20kN或者其它厂家设定的值时,逗留挤压。
提倡正在目前本原上,加添挤压球头位移范围:采用直径150mm的金属球头,以不高于1mm/s的挤压速率,挤压电池包底部亏弱地方,当挤压力抵达20kN时,逗留挤压,或者当金属球头位移量抢先25mm时,逗留挤压,此时应讯断试验不足格。
改善后的试验技巧对动力电池的底面刚度提出显然哀求,对电池底面抵达必然承载力时的变形量加以束缚。
准静态加载试验技巧大略,可反复性强,但与现实托底事情有较大不同。现实托底事情以刮底和撞底为主,而一样撞底事情对电池包损害更大,因而,提倡电池包底部球击试验由准静态加载改为刚性球挫折加载。
此外,汽车产生托底时,动力电池分别部位被撞击的概率分别,如图9示意,A区被撞击的恐怕性较小,B区被撞击的恐怕性较大,C区和D区最容易被撞击(本图仅为示企图,遵照被撞击概率的分别实行区域划分,必要以洪量的事情统计举动本原)。提倡遵照分别区域被撞击的概率分别,制订分别的试验技巧和评议模范。
刚性球挫折加载全部试验技巧是,应用一个直径150mm,质料10kg的刚性球,以初速率V0和撞击角度α,撞击电池包底部,对分别的区域,如表1所示,撞击能量、初速率、撞击角度各不无别。
老例托底事情较为常睹,产生事情时,既要担保电池的安乐性,不行浮现起火爆炸地步,也要担保电池的托底耐久性,电池可能不绝应用。
汽车测试网-创始于2008年,报道汽车测试时间与产物、趋向、动态等 闭系邮箱 marketing#auto-testing.net (把#改成@)