钜大LARGE | 点击量：805次 | 2021年04月15日
低速电动汽车安全布置锂离子电池组 必须考虑的是哪几点关键？
关于低速电动汽车行业来讲，虽然最终的具体标准条款还处于激烈的争议之中，但是2017年将成为低速电动汽车的标准元年，应该是没有什么疑问的。
应对这一事实，低速电动汽车厂家除了要积极争取表达意见立场之外，更重要的是要针对标准可能的条款要求，组织研究，制定和调整下一步的产品平台方向和技术要求，做到提前布局、有备无患。
标准草案中有两条主线，即符合安全要求和使用锂离子电池。本文重要结合纯电动汽车的技术特点，分析为了达到安全要求，低速电动汽车的车身及动力锂电池布置要重点考虑的技术问题。
背景
纯电动汽车的安全系统要求涉及碰撞安全、电气安全、功能安全以及维修安全等，安全体系组成如下图所示：
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
低速电动汽车安全布置锂离子电池组必须考虑的关键点
此前的低速电动汽车标准草案中对碰撞安全的要求是：
1)车辆以40km/h速度(汽车为48km/h)，按照GB/T31498进行正面碰撞试验，碰撞结果满足GB/T31498和GB11551的规定。
2)车辆按照GB/T31498进行侧面侧碰，碰撞结果满足GBT31498和GB20071的规定。
低速电动汽车安全布置锂离子电池组必须考虑的关键点
为此，要保证动力锂电池组及相关电气件能达到碰撞后的安全要求，要重点从以下三个方面进行讨论分析：
1.承载动力总成、动力蓄电池组的车身总成；
2.动力总成、动力蓄电池组在车身总成中的安装部位；
3.动力蓄电池组自身的总成结构形式。
另外，接触保护以及最大程度地降低二次事故的发生也是低速电动汽车安全标准必须考量的因素。任何种类的现代汽车都是由动力总成、底盘、车身和车载网络四大总成组成，其中车身总成的结构形式，车身结构对车辆安全性和空车品质至关重要。
目前大部分低速电动汽车厂家采用的都是传统的汽车结构，比如在市场上常见的奔奔款车型，就是在燃油款奔奔车身结构上进行更改而成的。
典型的使用铅酸电池的低速电动汽车的车身结构图如下：
低速电动汽车安全布置锂离子电池组必须考虑的关键点
由于传统汽车结构的限制，在其基础上改装而成的低速电动汽车的总成或整体、或被分割成多块放在车的前仓、座椅下、后备胎仓等位置，对整体结构有破坏性。
低速电动汽车安全布置锂离子电池组必须考虑的关键点
目前来讲，重要的变化是低速电动汽车前舱内部布置部件的变化，相关于传统车身，动力总成所占用的空间较小，造成碰撞中假人胸部伤害指标较大。为保证碰撞安全效果，可以考虑加大变形吸能区的车辆吸能强度。
由于纯电动汽车的被动安全性在很大程度上取决于对动力蓄电池组的防护程度，因此纯电动汽车的车身除了要对乘坐人员进行安全性保护外，更为重要的是对动力蓄电池组进行防护。
长远来讲，要持续性的保证低速电动汽车研发和技术产业化，很有必要进行全新平台的开发和整车结构的重新设计，用于保障整车安全性的要求。为了最大限度地防止车辆在碰撞时对动力锂电池组造成损伤，在设计、开发纯电动汽车的车身时最好采用多重防护结构。下图为日产Leaf的多重车身防护结构：1.动力蓄电池布置在整车安全性最高的部位
蓄电池组安装的最安全部位在车架的两纵梁之间和后桥之前、前桥之后，在很大程度上可减轻或防止来自前、后、左和右方的碰撞造成的损伤。
比如FSV车的蓄电池组最初设计呈T字形，配置于后桥上在2个车轮之间和排气管通道之间。后经仿真碰撞试验证明电池组在碰撞时可能受损，于是将其改为I字形，置于排气管通道位置。从而满足了车架的两纵梁之间和后桥之前、前桥之后的要求，如下图所示。
低速电动汽车安全布置锂离子电池组必须考虑的关键点
日产Leaf车的总体布置同样遵守了蓄电池组安装在车架的两纵梁之间和后桥之前、前桥之后这一原则，如下图所示。
低速电动汽车安全布置锂离子电池组必须考虑的关键点
假如发生后撞，那么最先遭受撞击的是后保险杠-车架-备胎，其次是带车轮的后桥，冲击能量遭到很大削减后，才会传到蓄电池组。
2.动力总成布置在有刚性骨架结构保护的位置
动力总成在车身中的安装部位和安装形式的最佳化，关于整车性能，特别是安全性具有要意义。比如日产Leaf车的E动力总成(包括驱动电机+5CVT金属带式无级变速器+蓄电池组管理系统BMS+高压绝缘屏蔽电力线束/电缆)就安装在一个副车架上，带铝合金压铸件外壳的逆变器则安装在驱动电机上方的骨架上，因而得到可靠防护
