沒什么比安全更值得車企內卷了
今年6月,鋰電之父,同時也是2019年的諾貝爾化學獎得主,約翰·古迪納夫(John Goodenough)去世,這位百歲老人和鋰電池打了半輩子交道,一直致力于研發出能量密度更高、壽命更長、更安全的電池材料。
從上個世紀80年代開始,他和團隊就陸續研發出了鈷酸鋰、錳酸鐵鋰以及磷酸鐵鋰三種正極材料,極大推動了消費電子和電動車行業的發展,甚至在去世之前都還奮斗在固態電池研發的一線。
今年去世的鋰電之父:約翰·古迪納夫
(資料圖)
某種程度上,當中國連續多年成為全球第一大電動車市場,并且開始在三電以及智能化技術上反向輸出給歐美國家時,古迪納夫或許是中國人民最應該感謝的外國科學家之一,因為如果沒有他,就不會有中國在電動車這條賽道上的階段性大幅領先。
今年上半年,中國新能源車的銷量達到374萬輛,市占率超過28%,其中,新能源車出口量創新高,達到53.4萬輛,同比增長1.6倍,交出了一份漂亮的答卷。
在這份靚麗成績單背后,“安全”是一個無法繞開的話題,直到現在,仍然有很多人因為電動車的安全問題而對其持觀望甚至是否定態度。此外,包括安全在內的質量問題也將直接決定這波新能源車出口的勢頭能否一直延續下去。
過去幾十年,上到古迪納夫這樣的頂尖科學家,下到成千上萬名汽車工程師,都在努力從材料配方,結構設計、數據監測等方面來提升電動車的安全性能,為整個行業的高質量和健康發展保駕護航。
房子安不安全,要看地基穩不穩
如果把造車比作蓋房子,那么房子安不安全不是只取決于用的什么鋼筋和水泥,最重要的是地基打得穩不穩,在汽車行業里,地基指的就是“架構”。
而架構指的是一套復雜的設計制造規范,前期研發耗時耗錢,但一旦雪球滾起來,后期的產品開發、功能驗證以及零件采購都能省時省力省錢,屬于放長線釣大魚。在燃油車時代,大眾靠MQB,吉利靠CMA,豐田靠TNGA架構都造出了不少爆款車,產品的安全性也得到了檢驗。
只不過,在電動車發展初期,很多車企為了省錢省力,并沒有選擇從零開發一個純電平臺,而是選擇將原來的燃油車平臺進行魔改,拿掉發動機、變速箱和油箱,然后見縫插針裝入電池以及電驅總成,這種過渡產品也被網友們戲稱為“油改電”。
由于先天劣勢,“油改電”普遍存在續航短、空間小、操控差、安全隱患大等問題,其中,安全問題最為外界所詬病。
由于“油改電”的車身結構最初是為燃油車設計的,加入電池包之后,整車重量多了上百公斤,重心位置也發生了偏移,之前的結構強度不一定承受得住。其次,由于電池包向下凸起,某些甚至會和高壓線束一起裸露在底盤外,在發生碰撞和剮蹭時,乘員無法得到足夠的保護。
經過這些年的市場教育,“油改電”產品早已被市場打入冷宮,大家也逐漸形成了一個共識:只有正向開發的平臺架構才能打消大家對新能源車安全方面的疑慮,并且最大程度發揮電動車在續航、NVH、駕控、智能化上的潛力。
而要論架構造車,吉利堪稱一把好手,燃油車時代它就依靠BMA和CMA登頂了自主品牌冠軍寶座,在新能源車時代也推出了針對中高端純電市場的SEA浩瀚架構,以及面向中高端市場、兼容插混和純電的e-CMA架構。
專為新能源車型設計開發的e-CMA架構
和傳統油改電截然不同,e-CMA是一個真正面向新能源時代開發的架構,不僅繼承了之前CMA在安全方面的好底子和好基因,同時聚焦“電動化和智能化”,在車身結構、三電系統、電氣化架構以及全域智能安全等方面做了系統性升級,再配置全新一代的雷神電混技術,全面提升了新能源車的安全性能。
以基于e-CMA架構開發且為其量身打造了神盾電池系統的銀河系列為例,為了保證正面、側面、尾部以及底部碰撞時的安全性,吉利在材料選擇和結構設計,看得見和看不見的地方都動了很多小巧思,甚至可以說是“不計成本”。
比如在最基礎的防撞梁上,e-CMA架構就選擇了目前硬度值最高的7系航天級鋁合金,而防撞梁后面的吸能盒長度多達290mm,超過不少豪華車型;門環也采用一體式設計,整車扭轉剛度達到了23000Nm。
銀河L7的白車身骨架結構
而在消費者看不見的底盤部分,吉利不僅沒有像某些雞賊的同行一樣偷偷砍配置,反而堆了不少好料,這么做不是因為吉利人傻錢多,而是有事實依據的。
根據中國汽研《交通事故深度調查研究成果報告》對車輛起火事故的統計情況由于碰撞導致的起火事故案例中,底部磕碰造成的比例高達七成左右。
為了降低底部剮蹭導致的安全風險,e-CMA架構在電池包前加了一根2mm厚的防撞梁,且低于前者10mm,此外,還在電池包底部加了一塊1.5mm的高強度板,上面有1mm的PVC涂層,大大提升了抗拉強度,而且能顯著提升電池的隔熱能力。
銀河L7的底盤堆了不少好料
正是由于極強的安全意識以及強大的工程能力,吉利銀河的第一款誠意之作L7才能成為行業里第一個做到40km/h正向刮底、20km/h負坎沖擊都無損傷的插電混動車,良好的安全口碑也使得銀河L7上市首月就交付了近萬輛,成為今年新能源市場一匹大黑馬。
標準是用來遵守的,也是用來超越的
對于新能源車安全來說,車身結構是基礎,是地基,而三電系統則是關鍵,是命門。
和燃油車相比,新能源車最害怕的就是熱失控,而出現熱失控的原因既有可能是電芯本身的質量瑕疵,也有可能是過充過放、碰撞變形以及電池老化,而一旦出現熱失控,輕則會影響電池壽命和性能,重則會引發自燃,一旦真的燒起來,車輛在極短時間內就會被大火吞沒。
為了規范行業發展,減少因熱失控而導致的安全事故,過去十幾年,國家出臺了無數文件和標準。在2021年之前,針對電芯層面最嚴苛的測試標準莫過于針刺,這也被稱為電池測試領域里的“珠穆朗瑪峰”,2020年,比亞迪刀片電池正是靠著“針刺實驗”一戰成名。
如今,雖然新國標已經不再將“針刺實驗”作為單獨的測試項目來要求,但這并不妨礙有人想要再次挑戰這座高峰,并重塑行業新標準。
今年5月,吉利用了一根8mm粗的鋼針來做證明銀河L7的安全性,比三年前對手用的粗了3mm,更粗意味著對電池內部結構的破壞更大,短路更嚴重,而在這種地獄級的測試條件下,神盾電池在被瞬間穿透之后,不僅沒有起火冒煙,整個測試過程,電芯的溫度都沒有超過40度,比對手三年前的表現更加穩定。
而之所以能做到如此安全和穩定,主要是因為神盾電池采用了低反應活性電解液,500度都不分解的磷酸鐵鋰正極以及耐高溫、高強度的隔膜。
不過,針對電芯的“針刺實驗”并不能完全體現神盾電池的安全可靠,所以吉利在針刺之外又給自己上了難度,另外安排了電池包海水腐蝕浸泡、三面跌落重擊、外部火燒三重考驗,但結果和針刺一樣,沒有出現泄漏、起火、冒煙等情況。
對于弱者來說,標準是用來遵守的,對于強者來說,標準則是用來打破的。為了提升神盾電池的安全上限,吉利用遠超國標的標準來做測試,包括但不限于:
模擬碰撞測試:實施強度標準為2-6倍國標要求;
機械沖擊強度高于先行國標8倍;
跌落2m,高于行業標準1m要求;
浸水安全采用24h,遠超0.5h行業標準;
鹽霧采用28天環境測試,遠超于國標5倍;
濕熱循環采用240h濕熱和霜凍循環測試,遠超于國標9倍;
熱擴散24h不起火不爆炸,遠超國標5min和國際標準1h不起火不爆炸要求;
銀河L7后向刮底實驗
更值得一提的是,神盾電池首創深入細胞層級的電磁防護體系,對高壓電池包內部、高壓電纜、電池、電驅等系統,都采用了有效的降輻射措施,對“電磁敏感人群”起到有效的防護作用。
過去三年,中國新能源車銷量以每年翻番的速度增長,截至今年上半年,國內新能源車保有量已經達到1620萬輛,而隨著保有量進一步快速提高,新能源車出現安全事故的絕對數也會隨之增加,這時候更需要強大的研發體系和嚴格的實驗標準來為行業賦能。
正是在這樣的背景下,吉利挺身而出,聯合中汽研新能源汽車檢驗中心(天津)有限公司共建了五大實驗室(多域融合電控實驗室、高壓電磁防護實驗室、高壓電池安全實驗室、充電體驗開發實驗室、能量管理創新實驗室)。
雙方合作的目的為了專注攻克新能源汽車“卡脖子”技術、關鍵共性技術和前瞻引領技術,為行業的健康高質量發展提供更多安全保障。
尾聲
無論汽車行業卷不卷,有多卷,要想取得成功,沒有捷徑可走,尤其是在人命關天的安全問題上,更容不得半點馬虎和敷衍。
神盾電池的測試結果證明,原生的架構,扎實的用料,優秀的車身結構,嚴格的測試標準才能為用戶守好那道最重要的生命之門,因為無論是電動化的上半場,還是智能化的下半場,“安全”一定會貫穿全場。
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