新能源汽車正面碰撞安全性分析

摘 要：由于新能源汽車的結構布置和結構特點與傳統燃油車不同，文章對國內新能源汽車的法規和標準進行了說明，并對新能源汽車的正面碰撞進行安全分析，揭示了新能源汽車在正面碰撞中的特點和可能存在的問題。

關鍵詞：新能源;汽車;正面碰撞;安全

中圖分類號：U467

文章編號：2095-624X（2019）10-0026-01

一、國內外新能源汽車碰撞研究現狀

目前，國內外對新能源汽車的碰撞安全研究在不斷增大，新能源電動汽車的碰撞問題也得到了人們的大量關注。

就碰撞安全法規來說，歐美國家對新能源汽車的碰撞安全意識比較強烈，例如美國安全法規FMVSS305規定，車輛在碰撞后，其安全性應滿足以下規定：在汽車發生碰撞后的30min內，車輛不得溢出超過5L的動力電池電解液。另外，當成員艙內安裝電池系統時，碰撞后電池要保持在原來的位置。發生碰撞后要求電池系統不得侵入乘員艙，并且車輛與電池系統要保證絕緣。對于交流電和沒有絕緣系統的直流電，其電阻值不能低于500Ω·V-1，對有隔離檢測系統的直流電，其電阻值規定不能低于100Ω·V-1。

國內2018版C—NCAP，對主動安全、被動安全和新能源車評價進行了3個方面的說明。除了通過碰撞標注和法規來保障新能源汽車的安全，國內的相關企業也對新能源汽車進行了一系列的安全測試。

由此可見各國標準雖然有所不同，但對于新能源汽車的防觸電保護和電解液泄漏以及電池箱的移動方面的要求也基本一致。新能源汽車碰撞安全除了注重電氣安全，對于車身結構耐撞性和成員約束系統同樣也不能落下，對此要引起一定的重視。新能源汽車由于具有質量較大的電池模塊，且車身結構在布局上與常規動力車型有較大不同，使得電動汽車的碰撞安全設計成為一個新的難題。而車身結構方面的碰撞安全研究在一定程度上是可以通過計算機仿真技術得以解決的。

二、新能源汽車結構特點

新能源汽車以鋰電池作為動力源，通過控制系統、驅動系統驅動車輛，其結構主要由這三大系統組成。其中電池由幾十個動力電池共同供電，質量往往超過整車質量的20%，一般都設置在車輛的靠背板后下方或者備胎位置，車載充電器、電動機控制器也安裝在行李艙中。所以，新能源電動車輛后部具有較大的質量，而前碰撞變形吸能空間非常緊張，這使得新能源汽車在發生正面碰撞時安全性能受到威脅，其結構也是正面碰撞分析的重點。

三、有限元模型的建立

本文研究對象為國內某新能源電動轎車，首先建立整車的有限元模型，在建立的過程中一定要保證每一步驟的精度和準確性，這樣才能準確地得出碰撞仿真計算結果，真實地對車輛安全性做出評價。本車型通過軟件建立有限元模型共有1006645個單元。

四、新能源汽車碰撞仿真分析

當車體與剛性墻接觸開始，車輛變形歷程為：首先在巨大撞擊力下前防撞橫梁被壓平，水箱散熱器被擠壓，前縱梁逐漸變形吸收碰撞產生的能量。其次隨著碰撞進一步深入，發動機罩變形突出，前艙收到擠壓;最后當發動機罩變形更加明顯，前輪與剛性墻接觸，前艙空間被極度壓縮，隨后的20ms變形情況較之前變化不大，隨著下個時間段可見車體前輪已經發生回彈并已脫離剛性墻，整車變形達到最大。在整個變形過程中吸能的關鍵部件為前縱梁，其前端出現較大變形，而后段出現一定程度的壓潰變形，能量吸收徹底。在整個正面碰撞過程中，前排司乘人員的空間收到擠壓，由于身體上部有安全氣囊的保護對司乘人員威脅不大，但腿部由于前圍板的侵入勢必會造成侵入性損傷，所以后期一定要對新能源汽車的結構進一步優化。

本文從工程應用出發，對新能源汽車碰撞安全現狀進行了研究，并建立了比較完善的數值仿真模型，同時還模擬了正面碰撞，為進一步優化提供了強有力的支撐。

參考文獻：

[1]王凱，李向榮，白鵬.電動汽車在碰撞試驗中的電氣安全[J].汽車安全與節能學報，2012（1）.

[2]汪俊，陳金華.新能源汽車后面碰撞試驗技術研究[J].新技術新工藝，2013（4）.

作者簡介：張曉旭（1982—），女，黑龍江哈爾濱人，講師，碩士，研究方向：車輛工程。