小鹏汽车饶建鹏:电动车安全设计存在难点,也有巨大优势

2019-07-17 09:18:06     来源:第一电动网

7月13日,中国新车评价规程(C-NCAP)发布了最新的测试成绩,今天,造车新势力三强——蔚来、小鹏、威马等三家车厂的首款车型都参与了测试。


从测试结果来看,小鹏G3以综合得分率92.2%获得C-NCAP测试五星评价,排名榜首;蔚来ES8 七座版,综合得分88.4,排名第二;威马EX5 400 Extra创新版,综合得分83.6,排在最后。


小鹏G3为何能获得这样的好成绩?第一电动跟小鹏汽车仿真分析与整车安全开发总监饶建鹏约了一场专访,请他从架构设计层面详细“解剖”了小鹏G3。并且,饶建鹏告诉第一电动,从安全架构设计方面来说,与传统燃油车相比,电动车存在更多难点,但也有巨大优势。

小鹏汽车饶建鹏:电动车安全设计存在难点,也有巨大优势

第一电动:G3采用多传递路径和多环状球笼式结构,请详细讲解一下这两种设计?


饶建鹏:多路径:前纵梁、前副车架以及上纵梁是前碰的三条主要传递路径,每一条路径都能将前碰撞力逐步分散传递到车身后端。


多环状:三条主要力传递路径,通过螺栓、连接支架、前围横梁、地板横梁、门槛梁、A柱相连,形成多环形网状结构。


环形结构,互为支撑,刚性强,结构稳定。无论来自前碰、侧碰、后碰等各种碰撞,碰撞力通过各个网状节点,迅速分散,有效降低局部集中受力过大,阻止碰撞事故车体的侵入。


第一电动:在安全架构的设计方面,小鹏G3 2019款和2020款是完全一样的吗?


饶建鹏:G3 2020款基于G3 2019款的多传递路径和多环状球笼式结构,采用相同的高强度车身材质,并且对底盘进行优化,提高乘员保护能力,从而在G3 2019款的基础上进一步提升了整车安全水平。


随着后续OTA持续升级,G3(包括2019和2020款)的主动安全能力将快速进化,不断提升整车安全水平。在即将发布的Xmart OS 1.5版本的OTA升级后,G3将成为首批实现L2.5级自动驾驶的汽车。


第一电动:在C-NCAP最严苛的64公里40%偏置碰撞中,G3驾驶员脚部最大侵入量仅为8mm。那么请问,小鹏G3有哪些设计可以保证后排乘客的安全(比如安全带限力装置)?车辆发生碰撞后,后排乘客会出现位移吗?


饶建鹏: 在G3碰撞开发过程中,不管是正面碰撞还是更为严苛的偏置碰撞,后排乘客的都能获得满分评价。后排乘员的安全保护,主要通过提高约束系统安全配置以及结构防护来实现。G3后排都配置了预紧限力安全带,这样的配置只有在高端合资品牌车型才会使用。为了防止后排乘客在碰撞过程中出现滑移,在后排座椅下方设计了防滑移支架,在碰撞过程中,该支架可以较好的阻止乘客的腿部和臀部的向前移动,并在垂直方向起到较好座椅支撑作用,防止乘员发生下潜现象。高安全配置,更低的整车碰撞减速度,以及合理的防护设计,可以最大化的保护后排乘客的安全。


第一电动:对于吸能,动力总成与前壁板之间的溃缩空间也是非常重要的,小鹏G3有为了保证溃缩空间去牺牲动力总成前方的吸能空间吗?如何权衡二者的?


饶建鹏: G3的电驱总成尺寸非常紧凑,相对于同尺寸级别的燃油车,前机舱溃缩空间可以增加200~300mm,这对于整车安全设计具有巨大优势,实现吸能、溃缩空间的理想平衡。只要设计合理,纯电动车前碰的减速度相对于燃油车,可以降低25%~40%,大大降低对乘员的伤害。


第一电动:请站在产业的角度谈谈,和传统燃油车相比,新能源汽车在安全架构设计上会有哪些不同?


饶建鹏:对于安全架构设计,不管是纯电动车、还是传统的燃油车。其主要的设计理念都是一致的,尽量降低车体的侵入以及尽量降低车体的减速度,小的侵入和低的减速度,存在一定的对立,只有通过合理设计,才能化对立为统一。与传统燃油车相比,电动车安全设计存在难点,也有巨大优势。


电动车碰撞安全的难点:


1、前纵梁与乘员舱的连接设计。


燃油车驾驶员脚步空间更足,可以设计较大截面(约80mm)的地板加强梁,将前纵梁和地板横梁牢固连接。对于电动车,电池包布置在前地板下,侵占了地板Z向高度,无法布置较强的地板加强梁(约10mm),造成前纵梁后端没有足够强的支撑,前碰时,容易造成较大的车体侵入。因此电动车的车体设计必须采用全新的设计架构。


面对这个难点,G3设计全新球笼式整车架构,不但很好解决这个难题,也将整车安全设计推向一个全新的高度。G3采用多传递路径和多环状球笼式结构,前纵梁、前副车架以及上纵梁是前碰的三条主要传递路径,每一条路径都能将前碰撞力逐步分散传递到车身后端。三条主要力传递路径,通过螺栓、连接支架、前围横梁、地板横梁、门槛梁、A柱相连,形成多环形网状结构。环形结构,互为支撑,刚性强,结构稳定。无论来自前碰、侧碰、后碰等各种碰撞,碰撞力通过各个网状节点,迅速分散,有效降低局部集中受力过大,阻止碰撞事故车体的侵入。

小鹏汽车饶建鹏:电动车安全设计存在难点,也有巨大优势

G3前碰碰撞力传递路径

小鹏汽车饶建鹏:电动车安全设计存在难点,也有巨大优势

G3前碰碰撞力传递路径


电动车碰撞安全的优势:


纯电动车电驱总成尺寸相对于燃油车更小,这对于整车安全设计具有巨大优势。对于前驱布置的电动车,相对于同尺寸级别的燃油车,前机舱溃缩空间可以增加200~300mm,因此前纵梁的截面尺寸可以更大,设计自由度更大,可以完全抛开燃油车由于发动机和变速箱尺寸过大带来的诸多设计约束。电驱总成尺寸小,纯电动车更容易设计为后驱布置。对于后驱布置的纯电动车型,前机舱溃缩空间可以增大600~800mm,整个前机舱就是巨大的溃缩吸能空间。只要设计合理,纯电动车前碰的减速度相对于燃油车,可以降低25%~40%,大大降低对乘员的伤害。


电池包布置在地板下方,虽然给前碰结构设计带来挑战,同时也对加固乘员舱起到较大作用。电池包与车身门槛梁通过较多螺栓连接,融为一体,大大增强整车的防撞性能。


相对于燃油车,虽然电池的布置给安全性能设计带来了不小的挑战。只要整车结构设计合理,充分发挥纯电动车溃缩空间大的优势,纯电动车相对于燃油车可以更安全。


第一电动:纯电动汽车的碰撞安全性能除了要考虑乘员,还要考虑动力电池包这个关键点。请问在动力电池的安全防护层面,小鹏G3是如何做的?


饶建鹏:小鹏汽车从化学、电气、机械、功能四个维度进行安全防护设计。电芯层面采用隔离膜涂层、Fuse、泄压阀等安全设计;模组层面选用带安全缓冲的busbar电连接,高热阻隔热材料,以及采样通道Fuse安全设计 ;PACK层面具有完善的监控与BMS控制系统,内置高温防火隔层,高强度箱体安装机械式防爆阀有效的起到平衡压力隔绝空气的作用,同时具有国内首家量产实现汽车行业内防水性能最严苛的lP68标准。


第一电动:动力电池布置在底盘下方,电池的前后和两侧都需要设计充分的防护结构和缓冲空间,这方面小鹏G3做得如何?


饶建鹏:为了实效整车对电池模组较好的防护,电池组的布置非常关键,在设计前期,充分考虑前碰、侧面、柱碰以及后碰的各个工况下,车体的侵入边界,电池组必须布置在该安全边界之内。


对于前碰,设计前副车架中部弯折变形,加强副车架后安装点保证不脱落,可以防止副车架整体后移,且前副车架与电池包初始安全距离为185mm,再恶劣的工况都可以保证电池包不受撞击。


对于电池包侧面防护,侧面柱碰确实是对电池包安全性最严苛的考验。在G3侧面柱碰开发过程中,首先需要定义门槛梁到电芯之间的距离,距离越大,碰撞缓冲空间就越大,电芯受挤压的概率就越小。利用仿真技术,需要对电池包侧面边界,多个位置进行分析,找出最薄弱点。侧面柱碰优化存在两个难点:1、焊点开裂 2、碰撞位置受力集中导致侧围侵入量较大。面对这两个挑战,G3首先通过加大门槛梁截面,并采用超高强度钢材,为柱碰构建第一道坚实的防线。再通过加强座椅安装前横梁与后横梁,与门槛梁连接形成牢固的环状结构,这是侧面柱碰的第二道安全防线。电池包侧面采用铝型材,通过多个螺栓直接与门槛梁直接连接,同时电池包内置多个侧向支撑铝型材,大大提升了电池包本体的抗变形能力,这是侧面柱碰的第三道坚实防线。在三道坚实防线的保护下,G3电池包完全经受住了最严苛的侧面柱碰实验。整个G3开发过程中,共进行了三轮(ET1、ET2以及PT)侧面柱碰测试,电芯没有丝毫损伤。


第一电动:对于动力电池包来说,相较于其它路况而言,可能侧面柱碰工况尤其重要,因为纯电动车在事故中与路边树木和电线杆相撞的后果会更加严重,会造成电池包的剧烈挤压、变形,导致起火爆炸。在小鹏G3的进行的1000多次超过30000小时的结构仿真优化中,有多少比例是给侧面柱碰工况的呢?


饶建鹏:柱碰优化总时间超过9000小时。


第一电动:截至目前,你认为,在安全架构的设计上,小鹏G3还有哪些需要改进的地方?


饶建鹏: G3在2018版C-NCAP 正式测试中,获得92.2%的高得分率,是所有纯电车中唯一得分率超过90%的五星车型。乘员保护得分率为96.5%,是自从C-NCAP 2006年实施以来,总分排名第二位车型,力压高端合资品牌(宝马X3、奥迪Q5L等)。


另外,偏置碰撞单项得分为19.758分,是自C-NCAP实施64公里偏置碰撞实施以来的最高得分(涵盖所有燃油车,纯电动车,PHEV车型)。高得分,印证了G3的高安全。


说到G3有哪些需要改进的地方,我认为这与企业对碰撞安全的目标直接相关。如果只是为了获得C-NCAP五星评价,我们已经足够优秀。但对于小鹏汽车,C-NCAP五星是最低要求,我们的最终目标就是为了保护消费者的生命安全,实现零伤亡。


G3作为智能汽车,拥有领先的电子电器架构,核心ECU 100%联网,具备整车OTA的能力,后续将通过OTA快速迭代,不断进化,提升整车智能安全。在即将发布的Xmart OS 1.5版本的OTA升级后,G3将成为首批实现L2.5级自动驾驶的汽车。

注:文章内的所有配图皆为网络转载图片,侵权即删!

我来说几句

* 获取验证码
最新评论

还没有人评论哦,抢沙发吧~

为您推荐

排放门“如影随形” 韩国对大众保时捷处以950万美元罚款
排放门“如影随形” 韩国对大众保时捷处以950万美元罚款
08月21日 16:30   大众  保时捷  排放门
长城汽车子公司常有好车顺利完成二手车出口首单业务
长城汽车子公司常有好车顺利完成二手车出口首单业务
08月21日 16:16   长城汽车  二手车  出口业务
邓州新增一家机动车检测机构,将于9月1日正式运营
邓州新增一家机动车检测机构,将于9月1日正式运营
08月21日 16:14   机动车检测站  检测
了解日本工业设计史!传统和科技的双轨道并行
了解日本工业设计史!传统和科技的双轨道并行
08月21日 16:09   工业设计史  科技
吉利汽车更新董事名单 上半年净利润40.1亿元 同比下降40%
吉利汽车更新董事名单 上半年净利润40.1亿元 同比下降40%
08月21日 16:08   吉利  董事会名单  业绩报告
奥迪Q4 e-tron样车即将下线 首款搭载上汽大众MEB平台的电动车
奥迪Q4 e-tron样车即将下线 首款搭载上汽大众MEB平台的电动车
08月21日 15:49   上汽大众  MEB平台  奥迪
宝马插混版3系或将于明年上线 作为宝马电气化过渡路线
宝马插混版3系或将于明年上线 作为宝马电气化过渡路线
08月21日 15:37   宝马  3系  插电混动
上海工业投资连续15个月保持两位数增速的秘密
上海工业投资连续15个月保持两位数增速的秘密
08月21日 15:08   工业投资  增速
2019世界机器人大会开幕,机器人的概念盘继续上升
2019世界机器人大会开幕,机器人的概念盘继续上升
08月21日 14:57   世界机器人大会  股份
​汽车安全性能排名,汽车安全性怎么看?
​汽车安全性能排名,汽车安全性怎么看?
08月21日 14:55   ​汽车安全
零部件供应商业绩普遍大跌,裁员、转型不可避免
零部件供应商业绩普遍大跌,裁员、转型不可避免
08月21日 14:44   汽车零部件  大陆集团
物流配送机器人展示看家技能 全无人场景尚远
物流配送机器人展示看家技能 全无人场景尚远
08月21日 14:39   物流配送机器人  无人
19家全球大型汽车零部件企业2019第二季度业绩
19家全球大型汽车零部件企业2019第二季度业绩
08月21日 14:24   汽车零部件  业绩报表  
大数据时代 卡特彼勒为数据中心提供备电保障
大数据时代 卡特彼勒为数据中心提供备电保障
08月21日 14:23   卡特彼勒  大数据
如何实现无人机悬停姿态模式?
如何实现无人机悬停姿态模式?
08月21日 14:18   无人机  悬停
礼赞30年!诞生于徐工的中国首台双轮铣槽机
礼赞30年!诞生于徐工的中国首台双轮铣槽机
08月21日 14:14   徐工  铣槽机
强光下如何用无人机拍出慢门效果的图片?
强光下如何用无人机拍出慢门效果的图片?
08月21日 14:11   滤镜  慢门
徐工工厂开放日 探秘铣刨机械精工品质的生产奥秘
徐工工厂开放日 探秘铣刨机械精工品质的生产奥秘
08月21日 14:01   徐工  铣刨机械  精工品质
​儿童安全座椅排名、分类、选购要点
​儿童安全座椅排名、分类、选购要点
08月21日 13:52   ​儿童安全座椅
雷萨起重机出色完成福建省跨度最长ETC门架吊装任务
雷萨起重机出色完成福建省跨度最长ETC门架吊装任务
08月21日 13:51   雷萨  起重机  吊装