在純電動汽車的碰撞事故中，動力電池受到撞擊和擠壓引起變形，電池芯體有可能發(fā)生熱失控起火；電池包內部其它部件在碰撞中也可能會受到擠壓和沖擊，有發(fā)生短路甚至起火爆炸的危險；電池包內部高壓線纜和高壓器件在碰撞時容易被刮破或者扯斷，有可能短路起火，也有可能造成電擊傷害。

為提升續(xù)駛里程，當前的純電動車大都將動力電池布置在地板下方，電池面積很大，幾乎覆蓋整個地板，其周邊到車身邊緣的距離通常不會很大，在碰撞或托底時容易被擠壓；近年來電池單體的能量密度突飛猛進，高能量密度伴隨著電芯穩(wěn)定性的降低，在機械載荷下發(fā)生熱失控的風險加大。因為補貼政策有動力電池系統(tǒng)能量密度的要求，為提升整包能量密度，國內的純電動汽車傾向于將電池包殼體結構做的盡量輕巧，導致對內部模組和高壓器件的防護不足。

最近幾年發(fā)生過多起電動車起火事故，相當大一部分是碰撞導致的動力電池包起火，其中特斯拉就已經(jīng)發(fā)生了數(shù)十起電池包起火事故。動力電池的碰撞安全防護已經(jīng)成為亟待解決的問題。

對于布置在地板下的動力電池，其四周或多或少都會受到車身和底盤結構的保護，唯獨底面缺少防護，所以電池底部是最薄弱的環(huán)節(jié)。我們在設計電池包碰撞安全防護策略時，不僅要考慮傳統(tǒng)車的正碰、偏置碰、側碰、追尾等工況，還應考慮整車托底工況。

2、動力電池防護策略

碰撞時的加速度理論上會造成電池芯體沖擊過載，在電池芯體不發(fā)生明顯變形的情況下也有熱失控的可能。但實際上絕大多數(shù)動力電池碰撞起火事故都不是由碰撞加速度峰值導致，而是因為碰撞導致電池包結構變形，使內部電芯或者高壓器件受到擠壓或穿刺，造成短路和破裂，最后引起著火。

所以動力電池碰撞防護的關鍵在于控制碰撞時電池包殼體結構的變形，盡量避免內部元件受到撞擊和擠壓，另外電池芯體和高壓元器件自身也應具備一定的耐擠壓耐穿刺能力。近年來有一些研究者在研究一些緩沖結構，在碰撞時能夠吸收部分撞擊能量，以緩和電池包所受的加速度沖擊。這樣做對于電池包的耐久性或許有積極作用，但對于電池包碰撞防護的意義并不大。

對于動力電池包的碰撞安全防護，我們應該從三個層級來考慮。

第一個層級是整車結構防護。要求車體結構本身對電池包形成良好的防護。能夠保證在一般的碰撞工況和刮底工況下，碰撞載荷幾乎全部由整車結構承擔。電池包殼體結構無可見變形，內部無任何損傷，功能正常，可以繼續(xù)使用。

第二個層級是電池包殼體結構防護。電池包的殼體和支架要形成完整的框架結構能力，側邊和底部都要具有一定的承載能力。

在高速碰撞和惡劣的托底工況下，車體結構無法承擔全部碰撞載荷，一部分載荷需要由電池包殼體承擔。此時電池包殼體允許發(fā)生一定量永久變形，但變形量必須控制在安全范圍，保證內部電池芯體不受到擠壓，高壓線纜和元器件不發(fā)生斷裂和短路。

第三個層級是電池單體和其他內部高壓器件本身的結構性能。它們應該具有一定的抗擠壓、沖擊和穿刺能力。某些極端惡劣的工況下，即使車體結構和電池包殼體無法提供充分防護，電池單體和高壓元件在承受一定程度的機械載荷后也不應發(fā)生起火和爆炸。