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专利揭秘上汽“躺式”电池安全设计

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PostTime:28-3-2024 10:29
刚刚过去的2022年随着电动汽车在中国突破20%市场占有率,逐渐成为大家买车的首选。而与此同时电动汽车作为新鲜事物,在各种日常驾驶情况下的安全性成为消费者最关心的问题。小星就来借着相关专利聊一聊上汽MG MULAN ...

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刚刚过去的2022年随着电动汽车在中国突破20%市场占有率,逐渐成为大家买车的首选。而与此同时电动汽车作为新鲜事物,在各种日常驾驶情况下的安全性成为消费者最关心的问题。小星就来借着相关专利聊一聊上汽MG MULAN在躺式电芯、折弯式副车架等安全设计背后的技术细节。

从电池专利看安全性设计



↑电芯站立式布置和躺式布置

“躺式”电芯设计让电池更安全,乘坐更舒适。在传统的新能源汽车电池设计中,电芯都是站立式排布的。所以有很多朋友第一次接触电动汽车坐进后排就会觉得地板相比油车要高不少。以特斯拉电池结构和专利为例,电芯站立就像挤地铁一样紧挨排布,有助于在有限的空间塞进更多的电芯。同时不同容量和铁锂/三元不同材料兼容时就会出现空间和重心上的偏移。如果能够“躺下”就能让电芯处在更舒服的环境下,后排地板高度也能有所降低。



↑特斯拉电池结构和专利

由上汽电池专利CN216054967来看,MG MULAN就采用了这种躺式电芯布局来发挥它在安全性和模块化上的优势。如之前提到的 “躺下”能够让电芯处在更舒服的环境下,后排地板高度也能有所降低。创新性的躺式电芯设计方案既发挥大容量电芯的能量密度优势,又兼顾了热失控防护安全性。



↑MG MULAN采用上汽电池专利CN216054967

超薄设计:MG MULAN电芯躺式设计降低了电池高度,让利于车内空间设计乘坐更舒适。同时每个电芯就像待在各自有恒温空调的公寓一样舒适,它背后就是出色的电池热管理系统。再结合服务管家式7天24小时全天候远程整车和电池安全监控体系,基本上可以实现整车安全始终处于可控状态。同时“躺式”电芯布局能够通过电池高度和容量模块化设计来满足消费者的不同需求。



↑MG MULAN电池安全监控体系

热失控防护:“躺式”电芯让危险远离乘客而更安全。就像烟花点燃会向上喷出耀眼的烟气,电芯的热失控是安全防护中首要考量的因素。得益于“躺式”布局,MG MULAN电芯泄压阀侧向布置远离乘客舱。热失控场景下高温高压喷溅不会直接朝乘员舱底部,安全性更高。同时,“躺式”电芯布局加上电芯与电芯之间布置的高温瓷化隔热阻燃材料能避免单颗电芯热失控后温度传导到隔壁的电芯,即能有效阻止热扩散。



↑MG MULAN“躺式”电芯布局空间利用

从车身结构看安全性设计

除了电池设计外,车身结构也在安全性设计中扮演了重要的角色。这方面新能源汽车业界的设计思路各不相同。比亚迪CTB车身结构,采用车身下方结构镂空与电池上盖结合的方式进行减重,减少了部分车身结构,却能够将电池“三明治”结构进化到整车“三明治”结构。而MG MULAN则在设计中采用了CTP+类似于橄榄球头盔的铝合金框架防护设计,在碰撞测试中表现更为出色,防护更为全面。



↑CTB整车“三明治”结构和CTP加铝合金防护

那么MG采用的这种车身结构安全效果怎么样呢?MG MULAN的欧洲市场姐妹车型MG4的EURO NCAP碰撞安全最高五星评级的优异成绩得以验证。欧洲五星相比中国五星更加难得,因为EURO NCAP测试项目更多且更严格。沃尔沃XC40和宝马iX等少数纯电车型能够通过相关欧洲五星测试。



↑MG MULAN获得EURO NCAP五星碰撞安全评级

结构紧凑碰撞安全性高:MG MULAN依托超薄电池设计兼顾了车身和电池结构保护,并且采用多层隔音来提升舒适性。它独特的结构设计具体包括:

折弯式副车架的设计理念-车辆前撞吸能保护

电池包铝合金框架设计-电池全方位保护

高强度铝合金侧梁-车辆侧撞保护

大刚性铝合金框架-电车身全方位保护

电池结构及车身一体化设计-电池与车身结构强化

总结来说,这样的设计能够给用户带来更全方位的碰撞保护,保证碰撞事故中不起火,能开门。



↑MG MULAN采用可折弯副车架安全设计

结构上MG MULAN倾向于使用多零部件结构去共同抵抗碰撞,而不是使用较为强壮的单一零部件结构去抵抗碰撞。这点在前部碰撞测试结果中尤为明显。MG MULAN使用上中下三路平推式防撞结构全方位防护。同时可折弯副车架的加入使得碰撞又多了一份吸能。就像橄榄球头盔的吸能构造保护运动员头部一样,这样的全方位铝合金防护结构也有效保护了乘客和电池系统。目前正逢国补退坡新能源汽车涨价,而MG逆势承担了国补差额让MULAN成为15万售价内首个不涨价的纯电车型。可以说是一份不容错过的贴心春节大礼吧。



↑MG MULAN双保险回路设计

具体来看电池的防护上MG MULAN引入360度电池防护结构以及CTP技术,与高强度B柱、门槛梁一起保护电池包内部电芯,而不是单独依靠车身结构强度。MG MULAN在电池包防护设计上使用了更高的铝合金比例。最后MG MULAN采用CPM超级电容双保险回路设计。就像车内安全系统多了一个UPS应急电源一样,当高压电池系统因碰撞而紧急断电时,CPM超级电容能够通过特殊的电源管理电路为整车刹车、转向、车门控制和紧急通信系统提供有效的电源支持。

综上所述,电池安全和整车碰撞安全是消费者越来越看重的重要购车因素。它们需要电池和车身等细节设计的全方位安全性提升。有趣的是MG MULAN不同于传统电芯站立“挤地铁”式紧密布局,通过独特专利“躺式”水平电芯布局让电池在碰撞测试中更安全。这点在MG MULAN的碰撞相关测试也得以验证。设计能够给用户带来更全方位的碰撞保护,保证碰撞事故中不起火,能开门。


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