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认知全新安全内涵 解密极狐汽车电池的硬核技术

  • 原创
  • 作者: 吕怀中
  • 2021-09-30 10:57
  • 2252

在9月29日开幕的天津车展中,极狐汽车举办了极“智”安全——极狐技术日电池安全解密活动。通过对车辆架构以及汽车电池硬核技术的一系列解读,让用户重新认知了ARCFOX极狐赋予产品的全新安全内涵。

三电优势及电池安全

续航焦虑和电池安全是消费者对电动车提及最多的问题,那么极狐汽车在这两个用户最关心的问题上,是怎么做到让大家开得安全、用得放心的呢。首先,关于续航里程。阿尔法S的长版NEDC续航达到了708公里,这是目前市面上续航最长的量产车型,为了这一目标,极狐并没有一味在电池数量上做加法,而是通过追求能量的极致利用,用“轻量化,高效率,精控制”组合拳来达到超长的续航

轻量化方面,极狐汽车采用上钢下铝车身,阿尔法T车身轻量化系数1.78,阿尔法S车身轻量化系数1.6,为行业领先水平。而电池包的轻量化水平,可以用系统能量密度这个指标来评价。极狐汽车的电池包能量密度最高达到194Wh/kg,如果和行业平均水平160Wh/Kg相比,同样的93.6kWh的电池组,极狐的电池包能够节约100kg的重量,能增加约30公里。高能量密度的实现,要得益于280Wh/kg电芯单体能量密度、高比强度铝型材结构件以及集成方案的减重策略。

高效率方面,极狐的电驱系统对电磁设计、传动方案、润滑仿真、耦合集成进行了多轮迭代优化,来保证同样的一度电,极狐可以以更高比例转换为车辆行驶的动能,其最高工作效率大于93.5%,同样电量情况下,续航能够提升3%。One-Pedal(单踏板模式)与Ibooster则是能够实现高效能量回收,综合工况下能量回收率达到26%。

同时极狐的车辆还搭载了全新一代IBTC智能仿生热管理系统,该系统能够动态跟随用户用车时间习惯、行车距离习惯、环境温度等变化,智能计算保温加热开启时机及阈值,在快充或慢充后进行动力电池恒温保护。电池系统自身也有良好的低温性能。在-7℃的低温环境下,极狐电池能量保持率为常温时的92%;即使是在-20℃的极限低温环境下,电池放电量仍大于85%。

我们都知道,发生碰撞时,强烈冲击和车体变形会给驾乘者造成伤害,而相比于燃油车的“物理伤害”,纯电动汽车还有化学伤害和电伤害的风险,所以,对于电池包的安全,极狐同样非常重视。为了防止碰撞时的整车变形传递到电池系统、进而导致着火等重大问题出现,极狐汽车在车身和底盘设计开发过程中就考虑动力电池布置方案,把电池包定义为和乘员舱一样的安全、不可变形的区域,设置重重防护。当车辆遭遇追尾、侧碰时,通过电池包周围设计的缓冲区和可变形区来吸收外力,降低碰撞对电池包的伤害。

缓冲区和可变形区保护的是电池箱体,电池箱体保护的则是电芯。所以,高强度箱体设计也是关键一环。围绕电池模组(能源模块),我们布置了四横一纵加强梁结构,如同给电池包装上了龙骨壳体,横纵交织的立体结构,将来自外界的碰撞能量分解吸收,保护电池包内的电芯免遭碰撞力伤害。

我们都知道,发生碰撞时,强烈冲击和车体变形会给驾乘者造成伤害,而相比于燃油车的“物理伤害”,纯电动汽车还有化学伤害和电伤害的风险,所以,对于电池包的安全,极狐同样非常重视。为了防止碰撞时的整车变形传递到电池系统、进而导致着火等重大问题出现,极狐汽车在车身和底盘设计开发过程中就考虑动力电池布置方案,把电池包定义为和乘员舱一样的安全、不可变形的区域,设置重重防护。当车辆遭遇追尾、侧碰时,通过电池包周围设计的缓冲区和可变形区来吸收外力,降低碰撞对电池包的伤害。

缓冲区和可变形区保护的是电池箱体,电池箱体保护的则是电芯。所以,高强度箱体设计也是关键一环。围绕电池模组(能源模块),我们布置了四横一纵加强梁结构,如同给电池包装上了龙骨壳体,横纵交织的立体结构,将来自外界的碰撞能量分解吸收,保护电池包内的电芯免遭碰撞力伤害。除此之外,干湿分离一体式集成热管理系统能够确保用电安全。陶瓷纤维的防火毯则是相当于给电池穿上防火衣,阻断火源。

作为基于正向开发的纯电架构打造的产品,极狐产品的动力电池整体设计融入到车身和底盘设计开发中。通过26个连接点,动力电池与整车紧密连接在一起,保证了车身整体刚度,也提升了电池安全。在20余种碰撞工况的1000余小时仿真测试及100余轮次的实测验证中,动力电池均未受到损伤,确保了即使极狐品牌产品在发生碰撞的情况下,电池也不会因碰撞发生变形,进而导致着火,失效等重大问题的出现。

车身安全

目前汽车车身材料有三大主流流派,分别是全钢车身、全铝车身与钢铝混合车身。

全钢车身的优势是车身架构足够坚固,且方案成熟,成本相对低廉;全铝车身结构则在车身轻量化方面表现优异,极大提升了重视续航的新能源车型对它的友好度,然而由于自身材料特性原因,全铝车身碰撞后维修成本过高,且无法满足更高强度的安全追求;钢铝混合车身融合了以上二者的全部优势,通过合理的材料应用和分布,下车体全部采用铝合金材料,实现轻量化同时保证碰撞吸能和碰撞力传递,上车体采用不同强度的钢材,实现高强度和碰撞安全性能,最终钢铝混合车身继延续了全铝车身轻量化特点又让车身结构更加安全,也平衡了全铝车身的生产成本和维修成本。

极狐汽车诞生在IMC平台架构基础之上,它在保证底盘优秀性能的基础上,最大限度提供电池布置设计空间,可实现不同轮距、轴距的拓展,满足多车型规划;同时,IMC平台架构匹配高性能与高安全的三电等关键技术与关键系统,拥有高智能的电子电器架构与可升级的OTA云端服务,保障了极狐快速的新产品迭代研发能力。

极狐的产品是基于全新打造的IMC平台架构开发,应用了大量优秀设计及先进理念。车身设计针对不同区域特性采用不同的材料及制造工艺,量材适用,同时实现重量与性能的平衡。A、B柱及门槛等位置应用强度达到1500MPa的超高强度热成型钢,通过“结构环”的设计,形成“笼式框架”车身结构,整个结构参与承载碰撞能量,保证碰撞过程中乘员舱的完整性。

在车身侧面,极狐运用了门槛分载梁创新概念,采用了钢门槛与铝挤出型材结合的设计。在侧柱碰后,电池安全距离为3.7,远高于国标≥0的要求。在前副车架位置,极狐加入了碰撞吸能结构设计,前副车架的全框式结构配合纵横梁上的多处溃缩引导槽结构,让前副车架在车辆碰撞时参与吸收碰撞能量。

针对前纵梁位置,极狐首次开发了出屈服强度更高、碰撞溃缩折弯角110°以上的新铝合金材料,远超国标要求,满足了工程师对车辆中前纵梁折叠吸能的要求。

由于铝合金材料与钢制材料的特性不同,是没办法通过传统的焊接工艺进行连接的。为解决这一难题,极狐的蓝谷麦格纳工厂应用了SPR(自冲铆接工艺)、FDS(热熔自攻螺接工艺)和胶接等先进连接工艺相结合,让材料之间的连接更加稳固,实现了钢铝材料完美连接。以极狐阿尔法S为例,这款车的车身上应用了1276颗SPR锁铆螺钉、430颗FDS流钻螺钉和超过150米的高强度结构胶。除了提升车身刚度以外,这些先进连接工艺的大量采用也使阿尔法S的整车气密性达到58SCFM。

特别值得一提的是,极狐产品的车身扭转刚度达到了极高的水平:阿尔法T车身扭转刚度达到55000Nm/°,阿尔法S车身扭转刚度更是达到60000Nm/°。高车身扭转刚度可以优化NVH性能,减少车身疲劳破坏和异响的发生,保证极狐产品在各种工况下的操纵稳定性和碰撞安全性。

前面说到,钢铝混合车身在生产上有着较高的技术要求。极狐的钢铝混合车身是由蓝谷麦格纳工厂生产。麦格纳在整车制造领域有着极高的声誉,它本身就是奔驰大G、全新宝马5系捷豹E-PACE、i-PACE等众多国际一线高端品牌汽车的生产商。蓝谷麦格纳工厂是麦格纳在国内的首个合资工厂,全面引进麦格纳Mafact生产体系,为极狐汽车良好品质和做工打下了坚实的基础。

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