在电动车电池安全迈入“系统性安全”的新时代之际,吉利银河E5所搭载的“神盾金砖电池”以36吨坦克碾压实验,向行业展示其底层结构设计的韧性。
这不仅是一场营销意义上的“抗压秀”,更是一场围绕材料选择、电芯架构、热控系统、BMS策略与系统集成的工程综合展示。
从现有信息和物理表现推断,该电池包在多个层面对新国标GB 38031-2025提出了“提前响应与超纲应对”。
极限抗压背后的电池结构逻辑
在本次“36吨极限抗压试炼”中,神盾金砖电池面对的并非一般意义上的静态载荷,而是动态冲击+非均匀局部压力耦合后的系统性失效风险。
传统电池包在遭遇极限碾压时,常见故障模式包括外壳压溃、电芯短路、模组热扩散链反应以及热失控蔓延。
神盾金砖电池能在如此压力下保持功能和热稳定性,背后是一套多维度的工程防护策略,从结构、安全、热管理、智能控制和整车集成等多个维度出发,力求在提升电池性能的同时,确保极致安全性与车辆一体化表现。
● 结构设计
◎ 采用CTB构型,实现电池与车身的结构融合,选择Cell to Body(CTB)架构,是出于提升整车结构刚性与车身一致性的考虑。通过将电池包上盖作为车身地板的一部分,电池不再是简单的“挂载件”,而是成为结构承重核心。
这种一体化设计显著增强车体扭转刚度(达31000N·m/deg),等效于为整车建立“核心肌群”,提升驾驶质感与安全性。
此外,CTB构型还能降低底盘布置高度,释放垂直空间10mm,带来更舒适的驾乘体验和全平地板。
◎ 高强度双层上盖设计,提升结构与环境双重防护能力,为兼顾结构强度与环境隔离功能,电池包上盖采用“双层结构”:外层为DP980高强度钢板,内层为PCM复合材料,具备极高抗拉强度(约为DP590的两倍),也拥有良好的绝缘、防火和防腐蚀性能。结构胶的应用不仅增强密封性,也进一步提高连接可靠性,使电池包在极端环境下依然具备良好稳定性。
◎ “田字格”框架与吸能型腔结构,优化碰撞能量传递路径,内部骨架设计采用高稳定性“田字格”布局,结合四种截面结构钢形成吸能型腔,分散外力路径,还为电芯设置了溃缩缓冲区,确保在碰撞等工况下壳体不易形变,电芯安全不受损。
◎ “三明治”盔甲式底护板,应对底部石击与刮底风险,为提升底部抗冲击能力,设计了“三明治结构”:上下层为复合材料,中间夹层为DP980高强钢,整体厚度2.4mm,抗刺穿能力提升2倍以上。前部设有低于电池15mm的独立防撞梁,进一步避免非铺装道路造成的底部损伤。
● 安全防护设计思路:构建主动与被动双重防线
◎ 电池包需应对涉水、扬尘、飞石、高压清洗等多样使用工况,制定了IP68与IPX9K防护等级的目标,在结构密封、连接件防护、结构胶布置等方面做了全面提升,确保即便在恶劣环境下也具备出色的密封与防压能力。
◎ 在热失控风险设计方面,神盾电池包预设双防爆阀泄压路径,实现内外压平衡快速释放,显著降低因气压积聚引起的爆炸风险。此外,配合独立排气通道与热区隔离构造,可有效“定向导流”,防止热量和气压积聚在封闭空间。
◎ 为了构建电池包内部安全“防火墙”,采用热电双分离策略:一方面,通过集成液热模块将热管理与高压回路隔离;另一方面,电气仓与电芯分区布局,并用云母绝缘片包覆关键部件,有效防拉弧、防短路,冷却系统采用高导热结构胶与优化流道设计,实现热量快速疏散,核心温控速率达到≥0.5℃/min。
● 热管理与能效设计思路:提升电芯稳定性与能效表现
优化流道设计+结构导热胶,提升散热效率,液冷系统为一体成型冷却板,依据电芯热分布规律优化流道,使冷却效率提升20%。
导热结构胶进一步提升热传导效率30%,确保电芯始终维持在安全、稳定的温度区间,避免因热堆积造成性能衰减或热失控。
主动温控技术应对全场景温变,提升整包稳定性,BMS系统结合AI预测模型,智能识别环境温度和电芯状态,动态调整冷却强度与策略,实现在极热或极寒下的温度适配,优化电池寿命与充电效率。
在突发碰撞或电池异常情况下,系统可在39ms内完成高压断电,反应速度为行业平均的10倍。同时,融合AI多维感知算法,实现95%以上的风险识别准确率与异常预判能力,最大程度避免热失控和二次事故。
吉利“星睿智算中心”提供7×24小时云端支持,拥有102亿亿次每秒的算力,为电池健康状态分析、风险预警、故障诊断和OTA更新提供保障。该平台支持500万辆车实时在线监控,实现从“用户响应”向“故障预警”转型,打造可感知、可进化、可服务的电池系统。
从“新国标”到“超国标”
GB 38031-2025将于2026年7月正式实施,被誉为“史上最严电池安全新国标”,其核心转向之一便是对极端使用场景中“热失控前状态”的识别与抑制。
以“起火/爆炸”作为底线指标,反映出监管对于电池系统从材料、结构、集成到智控的全面安全性要求提升。
神盾金砖电池的抗压试炼,已经显著超越新国标要求。
例如,国标中对于电池包的挤压测试通常模拟的是100~120kN等级的等效压力,对应车辆底盘遭遇静态载荷或非致命性碰撞。
而59D坦克单边履带重量近18吨,叠加履带下接触面积小、动态冲击强烈,其局部单位面积瞬时载荷远高于国标设定。换言之,该测试所构建的是远超现实场景的“系统极限应力态”。
吉利并未将合格仅作为目标,而是以“技术余量”为导向进行标准外拓展:除了36项内部测试中23项超标之外,还主动引入包括底部跌落、针刺、电芯热模拟等严苛测试环节,将电池安全从“被动应对”转为“主动进攻”。
这一套安全体系,不只是通过标准,更是在标准之外提供“容错空间”,这恰恰是电动汽车行业真正迈向成熟所必须具备的安全哲学。