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特斯拉-MODEL 3(进口)

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把电池放置地板上，会是纯电动车最好的选择吗？

2018年11月01日 12:57:11

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来源：雅斯顿

原标题:把电池放置地板上，会是纯电动车最好的选择吗？

雅斯顿原创文章 | Volador

现如今，越来越多的厂家选择将电池包安装在车身中地板上，是因为它有很多优点。比如“板式布局”能降低重心且不占空间。相比之外，油改车型沿用了很多传统车身布局方式，故而只能见缝插针，多采用“T形电池包”布置方法。

然而汽车整车设计可谓牵一发动全身，虽然勉强能将电池包布局在变速箱通道和座位下面，但除对动态体验有影响外，还会引起车内后排地台不能做到纯平、行李箱空间被压缩等问题。所以我们能看到像特斯拉、大众（MEB纯电平台）这些布局久远的平台，都会采用“电池包安装在车身中地板上”的设计方法。

注：动力电池采用全包围的形式将电池置于箱体结构中，固定于地板下方。

但我们知道，既然地板需要安装电池包（板），必然传统的传力结构就要舍弃掉，比如位于前地板处的中通道就消失了。中通道除起到避让发动机、变速箱以及分动器等动力部件外，还因为其凸起（类似“褶皱”）设计能起到强化地板抗扭强度的作用。拿宝马7系的钢铝-碳纤维混合车身来说，还特地在中通道上贴了一层碳纤维板，来进一步强化它的作用。

更有甚者，马自达最新的创驰蓝天车身（SkyActiv-Body ）技术，相比老款就是在地板结构上大做文章，比如斜交接的支撑梁起到了很好的的传力疏导作用。相信马自达去年一口气五款车型均获得IIHS TSP+与此就有直接关系。

下图是特斯拉Model 3车身布局，除前部没有发动机舱外，它的前后部与传统车身差异并不大，差异主要就体现在前地板和中底板这块了。虽然在地板处采用了多块横梁作为支撑，但对比马自达SkyActiv-Body 就能看出差别了，不论从结构的复杂程度还是板材的厚度，后者明显要占上风。

从上文聊到的，不难发现新式车身设计有利有弊。它更有利于电动汽车针对性布局，但舍弃了传统车身精髓，就好比先自废武功。比如电池碰撞挤压后，有可能引起电解液泄露，重则还可能发生起火。看看特斯拉的起火事故就知道了，起火后很难将其扑灭，危险不可小觑。

设计师都想了哪些方法

大家有没有发现，现如今很少再有电动汽车碰撞起火的事故发生，从今年IIHS对宝马i3和特斯拉Model S两款车型的碰撞测试成绩看，这二者在“25%偏置碰撞、40%偏置碰撞、侧面碰撞、车顶强度测试”四个被动安全测试指标上均获得了“Good”。这是因为电动汽车已经有不少针对性设计。今天我们就来盘点下这些平时不太能看到，但其实非常重要的设计手法。

1. 强化的门栏梁

Model 3 的车身主要由四种材料组成：铝材（灰）、低碳钢（蓝）、高强度钢（黄）、超高强度钢（红）。下图是它的侧围爆炸图，有没有发现在门栏梁处多了一道特殊设计——带有镂空结构的门栏内板加强梁，它能起到强化抵抗碰撞的能力，相比之下，传统车身就没有这种结构。

注：传统车身没有这种结构。

类似地，蔚来ES8采用了一体空腔门槛梁设计。

GB/T 31498—2015要求任何车载可充电储能系统部分不应进入乘员舱，在碰撞过程中不应爆炸、起火，所以设计要求门槛内板的相对位移量应小于这个距离，才不会导致侧面碰撞中电池包的过度挤压。这种镂空设计能有效的吸收能量，避免碰撞能量过多地传递到电池包处，进而降低碰撞变形发生的可能。

2. 改变传统的传力路径

整车载荷传递路径可以大致分解为：前舱载荷路径、前中地板载荷传递和后地板载荷路径。由于未来的电池包布置方案基本都在地板下方平铺，所以前中地板载荷传递路径设计就是重点调整方向了。一般在前中地板的上方会布置两根横梁，其主要功能是作为座椅支撑结构、防止碰撞时座椅被拉拽，同时也承载柱碰时的载荷传递。典型的比如Model 3、Model S都是采用的类似手法。

当碰撞来自前方，碰撞力会由前纵梁向后传递，这时候我们希望传输力能尽可能传递到门栏梁和A柱上。这时候在前纵梁与门栏梁和A柱结合处如何设计就显得尤为重要了。比如蔚来ES8在驾驶舱前部采用了Torque box防护枢纽采用立体格形设计，它可以对碰撞力进行分流，进而通过门槛梁、A柱继续向后传递而保障乘员舱以及电池仓的不变形。

注：蔚来ES8正面碰撞传力路径

注：蔚来ES8 Torque box防护枢纽特写

这一设计也不是蔚来独家，在更早之前的凯迪拉克CT6采用的也是类似思路，它采用了一种类似蜂窝的设计手法。除能起到吸能作用外，还能起到碰撞力疏导的作用。

3. 电池包设计

打铁还需自身硬，电池包托盘本身也需要强化结构。比如奔驰EQC的侧边梁就采用了空腔加强结构，使得整个电池包能获得很好的刚性。

除此之外，现在还提到了一种电池包主动式脱离的方法。它有点类似发动机下沉设计的思路，希望在电池包出现冒烟、起火等危险情况时，可以快速的使危险电池包脱离车体，保护乘客及车辆安全。

不过正如发动机下沉技术一样，这类设计还处在很前沿的阶段，我们短期内很难见到。但这也启发我们，汽车安全除被动安全外还有主动安全。所以很多电动汽车会设计高压系统自动断电功能，在碰撞后迅速断电，避免人员触电或车辆起火的风险。举例来说，WEY P8在碰撞后HCU能在30ms内将高压主继电器断开，并在300ms内完成高压下电。