新能源汽车正面碰撞安全性分析

来源:用户上传      作者:

　　摘 要：由于新能源汽车的结构布置和结构特点与传统燃油车不同，文章对国内新能源汽车的法规和标准进行了说明，并对新能源汽车的正面碰撞进行安全分析，揭示了新能源汽车在正面碰撞中的特点和可能存在的问题。
　　关键词：新能源;汽车;正面碰撞;安全
　　中图分类号：U467
　　文章编号：2095-624X（2019）10-0026-01
　　一、国内外新能源汽车碰撞研究现状
　　目前，国内外对新能源汽车的碰撞安全研究在不断增大，新能源电动汽车的碰撞问题也得到了人们的大量关注。
　　就碰撞安全法规来说，欧美国家对新能源汽车的碰撞安全意识比较强烈，例如美国安全法规FMVSS305规定，车辆在碰撞后，其安全性应满足以下规定：在汽车发生碰撞后的30min内，车辆不得溢出超过5L的动力电池电解液。另外，当成员舱内安装电池系统时，碰撞后电池要保持在原来的位置。发生碰撞后要求电池系统不得侵入乘员舱，并且车辆与电池系统要保证绝缘。对于交流电和没有绝缘系统的直流电，其电阻值不能低于500Ω·V-1，对有隔离检测系统的直流电，其电阻值规定不能低于100Ω·V-1。
　　国内2018版C—NCAP，对主动安全、被动安全和新能源车评价进行了3个方面的说明。除了通过碰撞标注和法规来保障新能源汽车的安全，国内的相关企业也对新能源汽车进行了一系列的安全测试。
　　由此可见各国标准虽然有所不同，但对于新能源汽车的防触电保护和电解液泄漏以及电池箱的移动方面的要求也基本一致。新能源汽车碰撞安全除了注重电气安全，对于车身结构耐撞性和成员约束系统同样也不能落下，对此要引起一定的重视。新能源汽车由于具有质量较大的电池模块，且车身结构在布局上与常规动力车型有较大不同，使得电动汽车的碰撞安全设计成为一个新的难题。而车身结构方面的碰撞安全研究在一定程度上是可以通过计算机仿真技术得以解决的。
　　二、新能源汽车结构特点
　　新能源汽车以锂电池作为动力源，通过控制系统、驱动系统驱动车辆，其结构主要由这三大系统组成。其中电池由几十个动力电池共同供电，质量往往超过整车质量的20%，一般都设置在车辆的靠背板后下方或者备胎位置，车载充电器、电动机控制器也安装在行李舱中。所以，新能源电动车辆后部具有较大的质量，而前碰撞变形吸能空间非常紧张，这使得新能源汽车在发生正面碰撞时安全性能受到威胁，其结构也是正面碰撞分析的重点。
　　三、有限元模型的建立
　　本文研究对象为国内某新能源电动轿车，首先建立整车的有限元模型，在建立的过程中一定要保证每一步骤的精度和准确性，这样才能准确地得出碰撞仿真计算结果，真实地对车辆安全性做出评价。本车型通过软件建立有限元模型共有1006645個单元。
　　四、新能源汽车碰撞仿真分析
　　当车体与刚性墙接触开始，车辆变形历程为：首先在巨大撞击力下前防撞横梁被压平，水箱散热器被挤压，前纵梁逐渐变形吸收碰撞产生的能量。其次随着碰撞进一步深入，发动机罩变形突出，前舱收到挤压;最后当发动机罩变形更加明显，前轮与刚性墙接触，前舱空间被极度压缩，随后的20ms变形情况较之前变化不大，随着下个时间段可见车体前轮已经发生回弹并已脱离刚性墙，整车变形达到最大。在整个变形过程中吸能的关键部件为前纵梁，其前端出现较大变形，而后段出现一定程度的压溃变形，能量吸收彻底。在整个正面碰撞过程中，前排司乘人员的空间收到挤压，由于身体上部有安全气囊的保护对司乘人员威胁不大，但腿部由于前围板的侵入势必会造成侵入性损伤，所以后期一定要对新能源汽车的结构进一步优化。
　　本文从工程应用出发，对新能源汽车碰撞安全现状进行了研究，并建立了比较完善的数值仿真模型，同时还模拟了正面碰撞，为进一步优化提供了强有力的支撑。
　　参考文献：
　　[1]王凯，李向荣，白鹏.电动汽车在碰撞试验中的电气安全[J].汽车安全与节能学报，2012（1）.
　　[2]汪俊，陈金华.新能源汽车后面碰撞试验技术研究[J].新技术新工艺，2013（4）.
　　作者简介：张晓旭（1982—），女，黑龙江哈尔滨人，讲师，硕士，研究方向：车辆工程。
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-14983253.htm