側面柱碰,聽著有點陌生,看著是一個不怎麼經常被提起的名詞,與它的幾位“明星兄弟”正面碰撞、偏置碰撞相比這位小老弟確實提及率還是偏低了一些,而且還是最近幾年才漸漸受到重視,最近一次成功出圈,源於ID.4 CROZZ和中汽研攜手舉辦了一場公開的碰撞測試,而這一次側面柱碰成功站穩了C位。
車身的構造決定了車側為其最“軟弱”的一面(以轎車為例),少了前後較為充裕的碰撞潰縮量,當車身側面受到了猛烈撞擊,駕駛艙受到的保護是微乎其微的。詳情你可以類比為,拳擊選手在毫無防護之下,肋部被悶了一拳,容易暈倒倒地一個道理,或者你可以看以下的動圖:
車輛在高速行駛過程中(當然這裡要強烈譴責超速行為),遇到上下坡起伏,失控產生鐘擺現象,最後在轉向過度的情況下,車輛滑移,以極高速度撞向電線杆,還是攔腰撞到車身中間,駕駛艙大幅變型,最終造成2死3傷的慘劇。
簡單來說,柱碰事故你可以理解為,要麼不發生,只要發生了的話,非死即傷。而且對於新能源車特別是純電動車來說,柱碰事故除了容易造成乘員艙的傷亡以外,由於電池包縱置於車身底部的緣故,發生柱碰事故時,電池包也容易遭受侵入式傷害,從而導致電池短路、起火、爆燃等情況。
所以綜上所述,柱碰測試對於汽車的使用安全,特別是電動車的安全效能來說有著非常重要的參考意義。今天,電哥就來帶大夥來認識一下這項“側面柱碰”測試,如果你是電動車車主,今天這篇文章可以加入“年度必看”精選了。
側面柱碰是個啥?
其實作為致死/致傷率較高的碰撞形式,早在2001年,歐洲EURO NCAP就將此項測試加入到測試專案當中,但在國內2009年才針對此項測試展開討論,並在2019年才正式釋出國家標準《汽車側面柱碰撞的乘員保護》(GB/T 37337-2019),在2021年,CNCAP才將這項測試加入到測試中來。
我們來看看ENCAP關於這項測試的介紹:
“
在 Euro NCAP 試驗中,車輛以 32 公里的時速撞向路旁的剛性細柱。車輛要與行駛方向呈直角安放,或者按照 2015 年的新規,要與行駛方向呈接近直角的角度安放。如果車輛配有防止前座乘客碰撞的中央安全氣囊,前座椅處會放置兩個中等身材的男性測撞擊假人。如果沒有中央安全氣囊,只需將在駕駛員座椅上放置一個假人即可。
這是一項非常嚴格的試驗,主要考察車輛對駕駛員頭部的保護能力。由於車輛載荷存在侷限性,因此變形可能會非常嚴重,而且柱子會深深穿透乘客艙。如果缺乏有效的保護,柱子可能會撞上頭部,從而造成嚴重傷害。頭部保護安全氣囊(通常是安裝在側窗上方的安全氣簾,也有可能是安裝在座椅上的胸部或頭部安全氣囊)已成為常用的解決方案,但是仍需格外注意確保這些裝置能夠有效發揮作用。
”
說白了,測試就是將車放到一個固定臺架上,以32km/h左右的時速將車輛平移,撞上剛性柱。碰撞過後對車上家人,車輛本體及各安全部件進行檢查,純電動/插電混動車型還要針對其三電系統進行相應的檢查。
雖然看著碰撞時車輛相對時速不算太快,但由於碰撞體是一個剛性圓柱,意思就是被碰撞的圓柱是一根幾乎不會形變的剛性柱子,整個測試你可以將柱子視作一把刀子,碰撞的過程就像是刀子切開車身一般,看起來硬朗的車身在測試的柱子面前真可謂不堪一擊。
與電動車何干?
看完上面的測試介紹,相信不少的小夥伴表示:這個測試很重要我懂,但和電動車有何關聯?
其實在電動汽車遭遇側面柱碰的過程中,碰撞力會分別沿車身和電池包傳遞。車身的部分分別為門板、車架、座椅橫樑等,而在電池包上分配碰撞力比例更大,而且柱碰不像其他測試,從車頂到車底均會遭受撞擊,電池包因此容易產生劇烈的衝擊力。這時就非常考驗車身結構吸能的能力,還有電池包自身的安全效能了。
簡單來說,對於燃油車,絕大部分情況下遭遇側面柱碰都是一次性傷害,而電動車則要面對剛性柱子對三電系統的衝擊,一不小心容易造成傷害更嚴重的二次傷害。
比如說考驗車輛高壓線路設計:
其實電動車遭受劇烈碰撞,電池包裡的電芯還不一定是最危險的部分,連線各個部件的高壓線路才是。車輛在碰撞過程中,高壓系統容易受損、高壓電線路裸露,高壓洩露、短路等,幾百伏的高壓電如果沒有及時關斷,車內乘員容易遭受電擊傷害。
考驗針對三電系統的保護:
按照ENCAP對車輛側面柱碰的要求,模擬駕駛者避無可避時撞擊到了樹木、電線杆、水泥牆體等情況,以32km/h的速度,呈75°角,碰撞直徑為254mm的碰撞柱得到試驗結果。
在碰撞力的傳遞中,車身各個部分起到分攤衝擊力的作用,但電池包獨立於車架存在,要如何避免三電系統,特別是電池包受到嚴重傷害是工程師必須考慮的因素。以一汽-大眾ID.4 CROZZ參加的這次公開測試為例,除了電池包本身的加強防護以外,工程師還在車架的底部加入了兩根2000兆帕的橫樑,門檻內設計有鋁擠出門檻防撞梁,加強對電池包的保護,避免二次傷害。
考驗電池包的安全:
假如碰撞劇烈程度突破了車架的保護,衝擊直擊電池包的話,這時,就對電池包的安全性提出了考驗,一是電池包的被動安全效能,二是電池管理系統的效率。前者非常好理解,就是電池包的設計問題,比如電池包的抗形變能力以及邊框吸能設計,再到電芯的佈局等等。後者指的是電池包確實遭受衝擊後,控制系統對其採取的斷電等操作避免電池包自身反應造成的二次傷害。
其實國標對電池包有獨立的專門測試標準,不過也僅停留在單獨電池包的測試裡,就說國標是對電池包的單獨安全效能,比如泡水、針刺、變形等都有專門的標準,但當電池包被裝入車輛後,電池包的安全就不是一個獨立個體問題,而是一個整車安全效能問題,可能會因為電池的佈局,線路等設計對其安全效能產生影響,這時候,整車的碰撞安全測試其實就能很好地補充這個空白。
針對電動車的碰撞測試麻煩儘快安排
電動車近幾年國內銷量持續走高,但關於針對電動汽車的碰撞測試卻始終沒有形成一個完整體系,中汽研與ID.4 CROZZ的這次出圈操作,希望能喚起電動車安全測試標準的儘快完善。
提到專門針對電動車的碰撞測試標準,電哥給大夥科普一個堪稱“喪心病狂”的國外測試,那就是德國檢測公司DEKRA做過的一個專門為了考驗電動車而做的“地獄難度”測試。
測試圍繞著一根固定的柱子完成,模擬汽車高速撞擊樹木或電線杆的場景。碰撞分成三組,首先是側面柱碰,測試車以60km/h的速度撞向固定柱體。你可能對這個碰撞條件沒有概念,對比一下吧,歐洲E-NCAP的側柱碰撞速度是32km/h。
這項地獄難度測試圍繞一根固定的柱子完成,模擬汽車高速撞擊樹木或電線杆的場景。碰撞分成三組,首先是側面柱碰,測試車以60km/h的速度撞向固定柱體。你可能對這個碰撞條件沒有概念,對比一下吧,歐洲E-NCAP和中國C-NCAP的側柱碰撞速度是32km/h。
你以為這就是最難了,不,接下來,他們將碰撞速度提升至75km/h再次進行側面柱碰,然後升至84km/h進行正面柱碰,這個碰撞過程可以說是堪比驚悚大片,車輛在高速碰到柱子的一刻,想被利刃切割一般。
那為何說這項測試是專門針對電動車,其實對於普通燃油車來說以這種時速撞柱,車身很難保護車內乘員,換任何汽車大概也都是相同的結果。而這項測試目的在於檢測碰撞過後,電動車在嚴重碰撞時是否會出現嚴重起火爆炸,請看下圖。
這時當時參加測試後的日產聆風,可以看到,車身乃至電池在遭受猛烈撞擊後,已經產生劇烈形變,但好在碰撞過程中高壓系統切斷速度反應迅速,車輛並沒有產生爆炸起火等反應,所以說聆風當時在全球銷量能霸榜還是有道理的。
編輯點評
從ID.4 CROZZ聯合中汽研這項測試出發,再擴充套件到德國的DEKRA做的電動車碰撞測試,其實電哥想說的是,現在電動車已經走進千家萬戶,不過國內針對電動車專門做的碰撞測試卻仍然跟不上時代發展的進度。
雖然像C-NCAP其實有碰撞後針對電動車做的安全評估,但其實常規的幾個測試,如正面碰撞、偏置碰撞等根本傷不到絕大部分電動車的電池包分毫,就連新增的側面柱碰,其實對於對品控有把關的廠家難說要透過其實難度也並不算大,它們更多是針對車內乘員安全方向去考慮的碰撞測試。
作為一名新能源汽車媒體從業者,在這裡,電哥還是呼籲,從這次側面柱碰開始,希望各相關機構可以適當加入更多專門針對電動車行駛安全的測試,畢竟中國作為電動車產銷大國,既然說了要引領市場,相關的測試標準也可以走在別人前頭,不然反過來被牽著走,發展也會被牽制。