充电模式在新能源领域毫无疑问是主流中的主流,在多年的技术沉淀后,充电的安全性也相比最初提高了不少。但之前和朋友们聊起新能源车的时候,大家普遍都觉得换电是更加科学的模式,主要理由是以下几点:
1. 换电速度比快充快
2. 对家里没固定车位的消费者更友好,完全可以像燃油车一样一到两周跑一次
3. 电池的损耗和折旧费用等于由企业承担,对消费者来说少了一个后顾之忧
但也有人(尤其是学工科的朋友)提出了担忧——可拆卸的电池有没有脱落之类的安全隐患?会不会影响整车的刚性,进而影响整车的安全性呢?
其实我们能想到的,工程师早就为我们想到了。由于现阶段采用换电模式的主流品牌只有蔚来一个,我们就用蔚来举例,盘一盘换电模式到底安不安全。
问题一:电池有没有脱落风险?
普通新能源车的电池是固定在底盘上不需要拆卸的,而换电车型的电池是需要经常拆卸的。拆卸意味着连接件的磨损,在数百次的拆卸后,也许会出现松动,产生安全隐患。而在连接件开发的过程中,厂商有三个最大的挑战:
1. 可靠性:整车在全生命周期内正常行驶,动力电池不松动,即使在50倍重力的冲击下电池也不会脱落
2. 方便性:能在几分钟之内完成换电
3. 耐久性:满足数千次安全装卸,实现全生命周期可靠换电
为了攻克这三个难点,蔚来的工程师选择了螺栓。螺栓的优点是便于拆装且非常紧固,除非断裂几乎不可能脱落,可以说螺栓完全可以满足第一、第二点。但它并不是一种特别耐用的零件,一般我们生活中常用的螺栓拧个几次螺纹就会失效,而好一些的工业螺栓也就20次的寿命,几千次的装卸可以说是一个非常“荒诞”的想法。
蔚来的工程师做了大量的理论测算、材料实验和超过60万次的耐久实验,成功研制出了可以安全拆装3000次的换电螺栓。而这样的螺栓在蔚来的电池上一共布置了18个(10个M10和8个M18),其中单颗M18可以提供3吨的锁紧力,也就是说这一颗螺栓就可以轻松承受一台ES8的重量!同时蔚来的工程师也设计了防松机构,当螺栓发生松动时,特殊的机构会把螺栓卡死,让螺栓和螺母在任何情况下都不会发生脱落。
问题二:换电会不会影响车身结构强度?
有人说电池可拆卸的结构意味着车子的地盘上空了一块,哪怕加上电池也可能会影响车身的刚性造成碰撞时车身容易变形。那么事实究竟如何呢?还是让专业机构来评判吧。
早在2019年,蔚来ES8就拿到了C-NCAP五星评价,也许有朋友会对C-NCAP的公信力提出质疑,但在去年,蔚来ES8又拿到了E-NCAP五星安全评价。这也使得ES8成为了拿下C-NCAP E-NCAP双五星的唯一纯电车型(当然也是唯一支持换电的车型),这个成绩还是比较有说服力的。
那么为什么说E-NCAP的成绩有说服力呢?E-NCAP全称欧盟新车安全评鉴协会,它最经典的“战绩”是在1997-2001年之间,没有任何一款测试车辆拿到五星,甚至有很多车企抱怨说E-NCAP的标准根本无法达到,简而言之,E-NCAP的标准很高。
E-NCAP的另一个特点是“一年比一年难”,标准本来就苛刻,而且还会与时俱进,比如21年相比19年侧面碰撞的速度从50公里/小时提高到了60公里/小时,看似不多,但碰撞能量整整提高了44倍!而近些年E-NCAP还加入了主动安全系统的测试,这样的改变也迫使厂家提高车身强度、增加硬件标准,可以说E-NCAP是真正站在消费者这边的测试机构。
在2021年的碰撞测试当中,除了传统安全项目全五星之外,ES8在安全辅助系统测试中也取得了92%的好成绩。成绩白纸黑字放在这里,那么蔚来是如何做到的?
居功至伟的毫无疑问是ES8的全铝车身,96.4%的铝合金应用率,保证车身的轻量化,而多处抗扭加强设计也让ES8实现了44140N.m/deg的抗扭刚度,什么概念呢?这个成绩是宝马5系的1.37倍,是奥迪A6L的1.6倍。简单来说,ES8的车身强度足够在常规碰撞下完全保障电池仓的安全以及乘员的安全。
再夸张一点,如果出现了更极端的情况,比如电池被磕碰、划伤,高压模块会在0.011秒内切断高压电路,同时在2.4秒后放空电容内电量,这样车内乘员和救援人员就不用担心高压电的风险了。