新能源汽車安全相關(guān)設(shè)計(jì)

潘詩(shī)怡+余晶晶+孫夢(mèng)圓+黃琪

【摘 要】近年來，我國(guó)新能源汽車發(fā)展迅速，提高汽車安全性是未來新能源汽車技術(shù)設(shè)計(jì)發(fā)展的主題之一。本文闡述了未來汽車安全及其設(shè)計(jì)的發(fā)展方向，并且集成化、智能化、系統(tǒng)化以及安全指數(shù)高的汽車將是未來新能源汽車設(shè)計(jì)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

【關(guān)鍵詞】新能源汽車安全性；主被動(dòng)安全技術(shù)；設(shè)計(jì)方向；發(fā)展

引言

在新能源汽車近年的發(fā)展過程中，除了遇到價(jià)格、續(xù)航里程和基礎(chǔ)設(shè)施等方面的困難，其安全是新能源汽車發(fā)展過程中永恒的課題。汽車誕生和發(fā)展的百余年來，汽車安全一直受到汽車制造企業(yè)、汽車消費(fèi)者以及各國(guó)政府的普遍關(guān)注[1]。我國(guó)的汽車保有量每年以驚人的速度激增，交通事故數(shù)量和萬車死亡人數(shù)均居世界首位，是世界上交通事故最嚴(yán)重的國(guó)家。作為交通事故客觀因素中的一個(gè)重要內(nèi)容——汽車安全性，已成為我國(guó)汽車工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)重要影響因素。因此，對(duì)新能源車輛主被動(dòng)安全性進(jìn)行研究在我國(guó)意義更加重大[2]。

一、未來新能源汽車的主動(dòng)安全技術(shù)

（一）駕駛員警示系統(tǒng)

該系統(tǒng)能夠記錄汽車在道路上的行駛情況并向注意力分散的駕駛員發(fā)出警示，避免或減少因疲勞駕駛導(dǎo)致事故的發(fā)生。該系統(tǒng)使用儀表板處安裝的小型攝像機(jī)及夜間紅外掃描裝置，監(jiān)視駕駛員的臉部表情。通過微機(jī)處理來判斷駕駛員是否打瞌睡或注意力不集中，當(dāng)駕駛員打瞌睡或注意力不集中時(shí)會(huì)進(jìn)行干預(yù)發(fā)出警報(bào)。

（二）視覺增強(qiáng)系統(tǒng)

該系統(tǒng)能迅速去除風(fēng)擋玻璃上的雨水、霧氣、或其他液體污漬，使駕駛員有良好的視覺效果[3]。其結(jié)構(gòu)有三種：一是采用除水防護(hù)薄膜，使水膜不易形成；二是采用的一種斥水玻璃，使水珠快速結(jié)成大水滴流走；三是利用超聲波技術(shù)使吸附在風(fēng)擋玻璃上的水膜霧化消散。

（三）距離警示系統(tǒng)

該系統(tǒng)可以幫助駕駛員保持與前車的安全距離。當(dāng)距離警示系統(tǒng)啟動(dòng)后，駕駛員可以預(yù)先設(shè)定本車與前車的時(shí)間間隔。汽車行駛時(shí)，系統(tǒng)探測(cè)到本車與前面的汽車時(shí)間間隔低于本車的設(shè)定值時(shí)，會(huì)在前擋風(fēng)玻璃發(fā)出警示，同時(shí)發(fā)出警示聲。如若駕駛員還沒有采取任何安全措施，這個(gè)系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)剎車維持安全距離。

（四）電子制動(dòng)輔助系統(tǒng)（EAD）

該系統(tǒng)利用傳感器感知駕駛員對(duì)制動(dòng)踏板踩踏的速度和力度大小，以此判斷駕駛員此次制動(dòng)的意圖。如果屬于非常緊急的制動(dòng)，EBA 就會(huì)指示制動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生更強(qiáng)的制動(dòng)力，使 ABS 發(fā)揮作用，從而使制動(dòng)力快速產(chǎn)生，減小制動(dòng)距離；而對(duì)于正常情況的制動(dòng)，EBA 則會(huì)通過判斷不予啟動(dòng) ABS。通常情況下， EBA 的響應(yīng)速度都會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于駕駛員。這對(duì)縮短制動(dòng)距離增加行車安全性非常有利。

二、未來新能源汽車被動(dòng)安全技術(shù)

（一）智能安全氣囊

該系統(tǒng)具有一般安全氣囊所具有的部件和功能外，它所配備的氣體發(fā)生器都是多級(jí)的，具有更多的傳感系統(tǒng)，可以自動(dòng)地感測(cè)到乘員的體重大小、乘員的身材高矮、乘員的坐姿、座椅移動(dòng)情況、乘員離位情況以及乘員是否佩帶安全帶等信息[4]，以此來確定安全氣囊打開時(shí)采取的不同充氣級(jí)別，避免乘員被爆炸的氣囊擊傷，以達(dá)到最佳的保護(hù)效果。

（二）防撞型安全轉(zhuǎn)向柱

該系統(tǒng)除了能保證汽車正常行駛時(shí)傳遞轉(zhuǎn)向扭矩外，當(dāng)汽車發(fā)生正面碰撞，碰撞力達(dá)到一定值時(shí)，轉(zhuǎn)向柱的中間軸可以伸縮、彎曲或斷開，達(dá)到隔絕一次碰撞影響的目的，減少對(duì)車內(nèi)乘員的二次傷害。

（三）防撞吸能車廂

該系統(tǒng)采用高強(qiáng)度合金材料以及增加乘員車廂材料尺寸，從而獲得汽車中部剛性車身結(jié)構(gòu)，還采用中間有泡沫填充物的夾層鋼板[5]。這樣減少了駕駛室在事故中的變形，保證車內(nèi)乘員有足夠的生存空間。

（四）事故自動(dòng)呼救系統(tǒng)

該系統(tǒng)是一項(xiàng)較新的被動(dòng)安全技術(shù)，它是基于安裝了全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的車輛[6]。當(dāng)車輛發(fā)生嚴(yán)重的交通事故后，它會(huì)立即自動(dòng)向救援中心呼叫，報(bào)告事故車輛所在的準(zhǔn)確位置，車輛事故的狀態(tài)，并能向救援人員趕赴現(xiàn)場(chǎng)的途中轉(zhuǎn)發(fā)傷員身體方面的重要信息，可以測(cè)出車內(nèi)微小的振動(dòng)和微量的二氧化碳，能測(cè)出車內(nèi)是否有人，以爭(zhēng)取盡早地、更準(zhǔn)確地發(fā)出求救信息以獲得及時(shí)救援。

四、未來新能源汽車安全技術(shù)及其設(shè)計(jì)方向

未來新能源汽車安全技術(shù)中的主動(dòng)安全和被動(dòng)安全是相輔相成的，是相互補(bǔ)充的，兩者缺一不可。它們的有機(jī)結(jié)合，同步發(fā)展，才能給駕乘人員和行人帶來最大的安全保證。因而，未來的主動(dòng)安全技術(shù)和被動(dòng)安全技術(shù)必將協(xié)調(diào)發(fā)展。未來的新能源汽車安全技術(shù)及其設(shè)計(jì)將向著集成化、智能化和系統(tǒng)化設(shè)計(jì)方向發(fā)展。

（一）集成化設(shè)計(jì)

新能源汽車主動(dòng)安全技術(shù)與被動(dòng)安全技術(shù)將集成一體，協(xié)同發(fā)揮作用。將近距離雷達(dá)、遠(yuǎn)程雷達(dá)、影像傳感、轉(zhuǎn)向及翻滾角度傳感、穩(wěn)定控制電子傳感等諸多技術(shù)結(jié)合在一起，對(duì)駕駛環(huán)境實(shí)施全面監(jiān)控，集中比較、分析多方面的數(shù)據(jù)，自動(dòng)地或輔助駕駛者采取正確的防護(hù)措施。集成的主、被動(dòng)系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)更采取正確的防護(hù)措施。集成的主、被動(dòng)系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)更的安全，其價(jià)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了各自獨(dú)立、互不相干的防護(hù)系統(tǒng)。

（二）智能化設(shè)計(jì)

智能技術(shù)將在新能源汽車安全系統(tǒng)上得到了廣泛應(yīng)用，安全技術(shù)正走向智能化。智能車載導(dǎo)航系統(tǒng)、智能避撞系統(tǒng)、智能駕駛系統(tǒng)、智能輪胎、智能懸架、智能安全氣囊、智能不停車收費(fèi)系統(tǒng)等，形成車載智能裝置一元化系統(tǒng)。

（三）系統(tǒng)化設(shè)計(jì)

“人–車–環(huán)境”將作為一個(gè)系統(tǒng)來分析研究，讓三者相互協(xié)調(diào)。由于人的因素較為復(fù)雜，將來的研究在一定時(shí)期內(nèi)還會(huì)主要集中在新能源車路協(xié)調(diào)控制方面。也就說，除自主式的車載安全裝置外，還輔之以車路協(xié)調(diào)合作方式，即通過車車以及車路通信技術(shù)獲取道路環(huán)境信息，從而更有效的評(píng)估潛在危險(xiǎn)并優(yōu)化車載安全系統(tǒng)的功能。

五、結(jié)束語(yǔ)

在實(shí)踐過程中，隊(duì)伍了解到我國(guó)新能源汽車的發(fā)展障礙還有很多有待解決，其中最主要的還是科學(xué)技術(shù)上的不成熟，從而人們對(duì)新能源汽車的信任度不夠，特別是汽車安全性。文中分別介紹了幾種未來新能源汽車主動(dòng)和被動(dòng)安全技術(shù)，使當(dāng)代汽車安全技術(shù)和安全性能有了飛躍性的發(fā)展，僅依靠某一項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)很難滿足人們對(duì)汽車安全性的要求，未來新能源汽車安全技術(shù)及其設(shè)計(jì)將向著集成化、智能化、系統(tǒng)化設(shè)計(jì)方向發(fā)展。

輔導(dǎo)老師：黃琪

參考文獻(xiàn)：

[1]陳丁躍.現(xiàn)代汽車控制及其智能化[M].西安：西安交通大學(xué)出版社，2011.

[2]陳丁躍，王汝成，徐忠誠(chéng).現(xiàn)代汽車電工電子設(shè)計(jì)與智能化技術(shù)[J].現(xiàn)代制造工程，2008，1：134-137.endprint