9月29日的天津车展上，北汽极狐技术人员为我们生动讲述了如何在电池安全设计和结构设计进行PFEMA（失效分析）以及其解决方案，展现出了极强的工程师意识。

一、车身安全

纯电动汽车从设计之初，就不仅要关注乘员舱安全，还要特别关注车身对动力电池的安全保护。可以说，电动车平台的正向研发，是以动力电池为核心开展的。

极狐汽车诞生在IMC平台架构基础之上，IMC平台是我们与麦格纳联合打造、正向开发的整车平台架构，它在保证底盘优秀性能的基础上，最大限度提供电池布置设计空间，可实现不同轮距、轴距的拓展，满足多车型规划；同时，IMC平台架构匹配高性能与高安全的三电等关键技术与关键系统，拥有高智能的电子电器架构与可升级的OTA云端服务，保障了极狐快速的新产品迭代研发能力。

总之，得益于正向开发的IMC平台架构，极狐汽车有了更安全的电池和车身。下面，就由我来为大家介绍一下车身安全。

1、钢铝混合车身的优势

在车身结构选材的技术路线上，我们极狐品牌选择的是钢铝混合、上钢下铝的车身结构。

为什么会做这样的一个选择呢？大家都知道钢材料有着均衡的强度、韧度、塑性以及相对低的成本，这都是它的优势；铝合金材料最大的特点就是轻。所以在设计之初，我们极狐的工程师综合了钢铝的优缺点，选定了钢铝混合的技术路线，在下车体采用多种形式的铝合金材料，实现轻量化的同时保证碰撞吸能和压力传递；上车体采用不同强度的钢材，在减小体积的同时实现了高强度、高安全的碰撞性能。

2、极狐是如何设计钢铝车身架构的

极狐的产品车身设计针对不同区域特性采用不同的材料及制造工艺，量材适用，同时实现重量与性能的平衡。

1） 在A柱、B柱及门槛梁等位置应用了强度高达1500MPa的热成型钢，形成了几个结构环保证了碰撞过程中乘员舱的完整性。

2） 车身门槛采用了分载梁创新概念，把一段铝型材嵌入到钢的门槛梁内部，在不增加空间的情况下，满足了侧柱碰撞的要求。

3） 前后轮包总成采用了高压铸铝工艺，实现了多零件一体化设计，不仅减少了零部件数量，同时也增加了整个车身的精度和强度。材料力学告诉我们，拼接越多，越容易出现应力集中，应力集中就意味着危险区。

4） 前纵梁采用了屈服强度更高、溃缩性能更好的全新铝合金材料，它的碰撞溃缩折弯角度达到了110°以上，让车辆在碰撞过程中有更好的吸能表现，保证了人员的安全。

5） 特别值得一提的是，车身碰撞时保证对电池包的“零侵入”。

由于铝合金材料与钢制材料的特性不同，连接也需要特殊工艺。为解决这一问题，极狐车身应用SPR、FDS与高强度结构胶相结合的工艺，让材料之间的连接更加稳固，实现了钢铝材料完美链接。以极狐阿尔法S为例，这款车的车身上应用了1276颗SPR锁铆螺钉、430颗FDS流钻螺钉和超过150米的高强度结构胶。除了提升车身强度以外，也使阿尔法S的整车气密性达到58立方英尺每分钟的泄漏量，确保了整车涉水800mm时车内不进水。

二、电池安全

1）设置不可变形区域

预留的“不可变形区域”又称为安全冗余，就是多设计一点，多操一点心，防止意外来临时的惊慌。

为了防止碰撞时的整车变形传递到电池系统、进而导致着火等重大问题出现，极狐汽车在车身和底盘设计开发过程中就考虑动力电池布置方案，把电池包定义为和乘员舱一样的安全、不可变形的区域，设置重重防护。当车辆遭遇追尾、侧碰时，通过电池包周围设计的缓冲区和可变形区来吸收外力，降低碰撞对电池包的伤害。说白了，就是碰到电池之前，先问问“冗余答不答应”。

 

2） 四横一纵加强梁，给电池包安上“龙骨”

缓冲区和可变形区保护的是电池箱体，电池箱体保护的则是电芯。所以，高强度箱体设计也是关键一环。

围绕电池模组（能源模块），极狐在设计时布置了四横一纵加强梁结构，如同给电池包装上了龙骨壳体，横纵交织的立体结构，将来自外界的碰撞能量分解吸收，保护电池包内的电芯免遭碰撞力伤害。举个例子，在挤压头纵置条件下，极狐的电芯满足20吨挤压电芯无漏液。把电池装在高强度金属笼子里，撞击先撞笼子，能量都被吸收，可以最大限度降低伤害。

3）干湿分离一体式集成热管理系统，确保用电安全

行业首创“干湿分离”热管理设计，省地儿、高效又安全。目前，行业的热管理硬件方案普遍为，在系统箱体内设置口琴管和液冷管道接头，外力作用下一旦破损，易引发失效。那极狐是怎样做这个PFEMA（失效模式分析）的呢？

极狐汽车的动力电池系统，在业内首创使用电池箱体底板结构件集成液冷板的设计方案，每块水冷板通过胶焊复合连接工艺，集成为一体式具有结构强度的箱体底板，即在箱体底板内形成冷却液管道，实现零部件“一件两用”，这样的设计，较市面常见口琴管式液冷板，安全性换热面积可提升30%以上。电池冷却液进出水口设计有碰撞泄流槽，当整车发生激烈碰撞时，泄流槽能够率先开阀，将热管路回路中的冷却液进行外部泄流，避免了在电池系统内部漏液引发的安全风险。这种细微之处的安全设计，极狐都有着自己的知识产权。

 

4）陶瓷纤维的防火毯，给电池穿上防火衣

以上种种措施，都是为了让电池包不变形、不起火，此外，还有办法将火阻断。

国内电池厂或主机厂的常规做法是，将云母板贴于盖板之上，利用云母耐高温的特性实现火烧阻断。而极狐汽车的做法是，动力电池上盖选用铝合金材料，并在上方布置达到V0级阻燃的陶瓷纤维防火毯，800℃高温环境下30min电池无失效，比云母板的防火效果更好。

2、安全测试

设计的成果要靠实战来检验，这就需要仔细研究用户驾乘场景，琢磨电池工况，从各种刁钻角度，以苛刻的测试方法去考核我们的设计。安全怎么保证？要最大限度的复现危险情况下的系统的响应，才能对安全二字进行验证。

以密封性能测试为例，电池包的密封性能需要保障用户使用周期内不进水。为此极狐独创了全生命周期振动 IPX7的测试方法。极狐测试所用的振动谱源于30多种典型工况的综合，强度高于国标十余倍，经历过振动测试后的电池包可以等效视为已经到达使用周期末期，再对这个状态下的电池包进行IPX7试验，浸入到水下1米，观察有无密封失效。密封不失效，才能初步证明是安全的。

同理，极狐还有全生命周期湿热 IPX7试验，模拟车辆全生命周期温湿度载荷下，验证电池系统密封性、BMS功能等是否符合设计要求。讲一个测试细节，对于南部地区和中西部地区经常出现的夏天骤降冰雹冻雨天气，橡胶密封材料将遭受大跨度的冷热冲击。为保证电池系统在这种极端天气的使用安全，我们设计了浸没式温度冲击试验，验证我们的电池密封、BMS控制功能是否可以应对。具体试验方法是，将电池系统放到55℃，60%湿度的环境中搁置8小时，然后快速转移到0℃冰水中浸没5分钟，如此反复20次，试验要求电池系统不出现任何故障。

高热高寒高湿等极端环境下电池系统的工作，尤其需要对电池性能的深入精细标定，但受限于场地和季节，难以做到完美。我们开发了电池系统全气候模拟台架，具备电池全气候BMS标定、研发及测试能力，全面集成了各种复杂工况，可进行动力电池系统在不同环境下的电性能、热管理性能以及BMS功能测试及标定工作，做到对电池状态了如指掌。

3、安全制造，设计的产品合格，制造不行，仍然是0！

1) 国际一流安全电芯，自主装配电池包

开发动力电池不仅仅是电池厂家的工作，也是整车厂的重要工作。与很多品牌整体采购电池包的方式不同，极狐汽车是全面从0正向开发电池包结构。现在，能做到行业最高的电池包能量密度、实现超过行业水平的电池安全，既得益于世界一流电池企业SKI提供的电芯，也依靠我们先进的电池包整体设计、制造、验证能力。

2）多道工序把关，实现百万公里零故障

生产方面，北汽极狐自主设计开发的动力电池系统，电芯车间全线自动化率达到95%，电池模组车间全线自动化率达到83%，电池PACK车间全线自动化率达到53%。此外，极狐还有11大项58小项目来把控来料质量，有6大项28小项目来把控过程质量，5大板块把控下线前终检质量。这些生产措施，与设计环节一起，带来了百万公里零故障的高品质电池包。

3）重重验证严防死守，交出来的都是精品

走下生产线的产品，还要经历“九九八十一道”验证，每个验证环节都堪称“地狱级”。在国内投资规模最大、投资额达到20亿元的实验验证中心，极狐试验验证中心有200多项关于电池的测试项目，确保每一轮安全验证都做到极致。整车还要经历20余种碰撞工况，1000 小时仿真测试，100 轮次实车测试，确保每位消费者拿到的，都是安全的出行工具。

4、安全运营

车端预警精度高，但算力有限，漏报率高；云端预警算力充足，但精度差，误报率高。极狐电池工程师们建立了利用数据驱动原理以及失效机理定量标定的双校验识别算法，对电池数据进行实时离群筛选，并将数据回传至车端，结合高精度定量分析后再传至云端形成闭环，形成了云车互联架构下的早期预警技术，并在极狐车上进行了工程化推广，在早期失效控制上起到了积极的作用。

在这些失效机制分析和应对措施之下，极狐汽车在保证电池组电池包的安全的前提下，又通过比行业均值高20%，194Wh/kg能量密度的储能材料实现最大程度的轻量化，高效电驱动 高回收能量管控，不浪费每一度电的高效率以及依赖于先进的热管理技术，实现低温环境照样能跑的精准控制，实现了目前708公里的最长续航里程。

三、 好设计需要有好制造

前面说到，钢铝混合车身在生产上有着较高的技术要求。极狐产品是由蓝谷麦格纳工厂生产的，而对于麦格纳，大家一定有所了解，它是奔驰、宝马、捷豹等众多国际一线高端品牌汽车的生产商。蓝谷麦格纳工厂是麦格纳在国内的首个合资工厂，全面引进麦格纳MAFACT生产体系，将麦格纳百年制造核心工艺与管理技术进行100%复制，为极狐汽车良好品质和做工打下了坚实的基础。

总结：

通过高集成、轻量化手段，极狐已经可以为用户提供600/700km续航的车型，可以满足大部分用户的需求。下一代产品升级，我们将进一步提升动力电池充电性能，不断追求更安全更可靠，使电动出行更加便利无忧。