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1. 小米電池包底護板開裂 近期看才神道的網上直播小米SU7 Pro神行電池和小米SU7 MAX麒麟電池的拆解，發現一個有趣的現象：兩個拆解的電池包都是底護板托底開裂，麒麟電池包底護板已經使底護板粘貼的云母板產生了形變，FPC和電芯Busbar變形，電芯防爆閥處漏液，并且電芯電壓為0.156V，表明電芯已經失效，小米神行電池包底護板同樣也開裂。查詢某寶，還有不少采用3.5mm鋁鎂合金電池下護板改裝售賣。
圖1 小米麒麟電池包底護板磕碰情況
圖2 小米麒麟電池包內部磕碰情況
圖3 小米麒麟電池包電芯內部磕碰情況
圖4 小米神行電池包底護板磕碰情況 2. 小米電池包的底部防護結構 小米宣傳CTB電池配置8層底部防護結構：
可以看出底護板采用高強鋼鈑金，外涂防石擊PVC層。由于麒麟和神行電池包均采用大面液冷，液冷板不在底部，在異物底部沖擊時，電芯沒有液冷板的緩沖保護，電池比較容易受到傷害。 3. 其它同類麒麟和神行電池底部防護 麒麟和神行電池均為寧德時代提供，其它車企也有應用，理想MEGA麒麟電池包同樣大面液冷，底護板則采用雙層高強度擠壓鋁板，極氪001神行電池包是底部液冷，雙層底護板。
圖5 MEGA麒麟電池包雙層底護板
圖6 極氪001神行電池包雙層底護板 4.新國標征求意見稿電池包底部防護測試 （GB 38031電動汽車用動力蓄電池安全要求征求意見稿編制說明） 近年來，新能源汽車底部撞擊導致的動力電池起火事故中占比較高，現行標準中并無針對該場景的測試項目。目前，行業內廣泛認可的底部碰撞工況分為兩類，即刮底工況（X向）和托底工況（Z向）。刮底工況對應車輛正面撞擊障礙物的場景，托底工況主要是對應飛石、地面障礙物等異物從車輛下方撞擊的場景。刮底工況試驗結果與整車底部護板、懸架、離地間隙、防撞梁等因素強相關，建議通過整車級別測試實施，在后續相關整車標準修訂中進一步研究?；谕械坠r的底部撞擊試驗可允許制造商選擇在電池包或整車級別實施。 1）底部撞擊球頭尺寸 通過搜集的不同車型（共317例）電池包底部損傷數據，發現電池包底部損傷位置直徑≥30mm的比例超過80%，具有較高的集中度，因此將球頭定為直徑30mm的半球形，材質為鋼。
圖7 電池包損傷寬度統計 2）撞擊能量 底部撞擊坑深與能量有直接關系，也是影響電池安全的重要因素。根據圖7中損傷能量統計情況，設定底部沖擊能量為150J。
圖8 電池包損傷能量統計 3）底部撞擊位置 整車在實際行駛中路面環境復雜多樣且電池包底部占整車底盤區域大，各部位均會受到底部撞擊。原則上應當以電池包或系統薄弱的位置作為撞擊點，而不同產品設計存在較大差異，因此由制造商提供的薄弱點作為撞擊目標點位。
圖9電池包底部損傷位置統計 4）豁免條件 考慮到部分車型的電池包未在車輛底部安裝，不涉及底部撞擊風險因素，因此標準明確對此類車型及電池包無需進行底部撞擊測試。 針對離地間隙較大車型是否豁免底部撞擊測試，現階段尚無充足數據支撐，計劃通過收集更大范圍事故案例情況開展進一步研究。 5）判定條件 基于現有數據，以上底部托底測試工況屬于可靠性測試范疇，因此通過判定條件設定為應無泄漏、外殼破裂、起火或爆炸現象。試驗后的絕緣電阻應不小于100 Ω/V。若有交流電路，絕緣電阻應不小于500Ω/V。 6）試驗方法 試驗對象為安裝在車輛底部的電池包或系統，或其對應的整車。試驗對象為電池包或系統時，允許對電池包或系統起到保護作用的車身結構參與試驗。 按下列條件進行試驗(如圖13所示）： a)撞擊頭形式：撞擊頭前端為直徑30 mm的半球形，撞擊頭材質為鋼； b)撞擊方向： z方向（汽車行駛方向為x軸方向，另一垂直于行駛方向的水平方向為y軸方向, 同時垂直于x和y方向為z方向）； c)撞擊位置：制造商提供的3處底部防護風險點位作為沖擊位置（涵蓋電池前部、中部、后部）； d)撞擊能量：150 J。 完成上述試驗步驟后，在試驗環境溫度下觀察2 h。
圖10 底部撞擊示意圖 5.團標電池包底部抗碰撞測試 中國汽車工程學會標準《T/CSAE 244-2021純電動乘用車底部抗碰撞能力要求及試驗方法》： 整車托底試驗：整車按下列條件進行試驗： a） 撞擊頭形式：撞擊形式如圖 4 所示，撞擊頭前端為半球形，尺寸為Φ25mm，撞擊頭質量 10kg， 材質為#45 鋼； b） 撞擊方向：沿 Z 方向垂直向上； c） 撞擊位置：根據主機廠提供的電池包或系統布置示意圖，隨機選定薄弱點進行撞擊； d）
撞擊能量：120±3J； f） 車輛監測：電池包或系統底部殼體溫度。完成上述試驗步驟后，在試驗環境溫度下觀察 2h，監控電池包或系統泄漏情況。觀察結束后測 量底部變形量。
圖11撞擊臺架示意圖 1：待測整車 2：沖擊頭 3：發射裝置4：測試臺架 5：地面 6. 行業底部球擊試驗標準 行業內部分企業電池包球擊試驗選用的球頭直徑為150mm，試驗金屬球擊頭的材質為45#鋼（60HRC~65HRC），設置擠壓力為25kN，擠壓速度≤2mm/s，擠壓方向為豎直向上。球擊點的位置選擇電池包底部薄弱的位置。 7.底部防護設計 新能源汽車底部撞擊導致的動力電池起火事故中占比越來越高，新國標也提出了要求，按照底部沖擊能量為150J，如果采用10kg的撞擊頭，推算行車速度大致為20km/h。 電池包底部防護以保護擠壓碰撞電芯不漏液為基礎要求，電芯防護通過防護空間和結構強度來保證。一般防護空間為15-20mm，空間間隙由導熱膠 冷板 MPP 底護板共同構成。 底護板設計 1）鋼板 PVC 由于鋼板的底部直接露出于車身底部，因此需要在鋼板朝向地面的一側噴涂0.5-1.2mm的PVC層起到耐石子沖擊的作用。但是，現有的電池包底部防護結構中，鋼板受到沖擊產生的振動容易導致鋼板與PVC層分層，影響鋼板的防腐效果，同時也容易導致鋼板開裂，進而影響對于電池包的防護效果。 2）鋼板 復合材料 部分采用纖維樹脂 鋼板 纖維樹脂、鋼板 纖維樹脂 蜂窩板等結構。 3）單層鋁板或者雙層鋁板 整張單層鋁板材或者多塊型材通過FSW焊接形成下殼體的整塊底板。 雙層底板采用具有型腔的雙層斷面型材來保證強度型材，內部筋垂直或者斜45°設計。 完成底護板設計后，需進行Z向擠壓力25kN結構或者120J沖擊仿真。球擊位置選取電池包冷板接頭、模組、匯流排排、熔斷器、BDU，BMS等薄弱位置，考察底護板、液冷板、電芯殼體的塑性應變是否超標，如有有開裂風險，需加強設計。樣品下線后進行臺架試驗和實車試驗驗證。 |
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