电动汽车碰撞有何危害？怎样对动力电池进行防护？

概述

在纯电动汽车的碰撞事故中，动力电池受到撞击和挤压引起变形，电池芯体有可能发生热失控起火；电池包内部其它部件在碰撞中也可能会受到挤压和冲击，有发生短路甚至起火爆炸的危险；电池包内部高压线缆和高压器件在碰撞时容易被刮破或者扯断，有可能短路起火，也有可能造成电击伤害。

为提升续驶里程，当前的纯电动车大都将动力电池布置在地板下方，电池面积很大，几乎覆盖整个地板，其周边到车身边缘的距离通常不会很大，在碰撞或托底时容易被挤压；近年来电池单体的能量密度突飞猛进，高能量密度伴随着电芯稳定性的降低，在机械载荷下发生热失控的风险加大。因为补贴政策有动力电池系统能量密度的要求，为提升整包能量密度，国内的纯电动汽车倾向于将电池包壳体结构做的尽量轻巧，导致对内部模组和高压器件的防护不足。

2、动力电池防护策略

碰撞时的加速度理论上会造成电池芯体冲击过载，在电池芯体不发生明显变形的情况下也有热失控的可能。但实际上绝大多数动力电池碰撞起火事故都不是由碰撞加速度峰值导致，而是因为碰撞导致电池包结构变形，使内部电芯或者高压器件受到挤压或穿刺，造成短路和破裂，最后引起着火。

对于动力电池包的碰撞安全防护，我们应该从三个层级来考虑。

第一个层级是整车结构防护。要求车体结构本身对电池包形成良好的防护。能够保证在一般的碰撞工况和刮底工况下，碰撞载荷几乎全部由整车结构承担。电池包壳体结构无可见变形，内部无任何损伤，功能正常，可以继续使用。

第二个层级是电池包壳体结构防护。电池包的壳体和支架要形成完整的框架结构能力，侧边和底部都要具有一定的承载能力。在高速碰撞和恶劣的托底工况下，车体结构无法承担全部碰撞载荷，一部分载荷需要由电池包壳体承担。此时电池包壳体允许发生一定量永久变形，但变形量必须控制在安全范围，保证内部电池芯体不受到挤压，高压线缆和元器件不发生断裂和短路。

第三个层级是电池单体和其他内部高压器件本身的结构性能。它们应该具有一定的抗挤压、冲击和穿刺能力。

3、整车结构对动力电池的防护

纯电动汽车应利用动力电池周边的结构和空间来实施防护。整车对电池包的结构防护要考虑多个碰撞工况

这些碰撞工况，我们均采用统一的评价标准，即：

动力电池包框架不出现较大变形，保证整个碰撞过程中内部模组不受到撞击和挤压。

碰撞过程中和碰撞后电池内外部接插件连接不失效，高压器件不发生短路。