EDR低速碰撞試驗承載板車結構設計與優化

栗晉杰 柳沛 趙準

摘 ?要：文章針對EDR低速碰撞試驗的要求設計了一款試驗用承載板車，通過加工及試驗驗證，對其車身、轉向機構及試驗車輛固定裝置三個方面的不足進行了結構優化，結構優化后的板車兼容性、靈活性及耐撞擊性能均有顯著提高，對EDR測試技術的研究和行業發展具有重要意義。

關鍵詞：EDR;低速碰撞;結構設計;優化

中圖分類號：U463 ? ? ? ? 文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2019）28-0079-03

Abstract： In this paper， according to the requirements of EDR low speed impact test， a load bearing plate car for test is designed. Through processing and test verification， the structure of its body， steering mechanism and test vehicle fixing device are optimized. The compatibility， flexibility and impact resistance of the plate car after structural optimization are significantly improved， which is of great significance to the research of EDR testing technology and the development of the industry.

Keywords： EDR; low speed collision; structural design; optimization

隨著汽車智能化、電子化的安全技術發展和應用，車輛在駕駛和安全保護上進行了更多干預，造成事故相關因素的收集和分析愈發復雜，責任界定存在很大困難[1]。EDR（Event Data Recorders）正是在這一技術背景下出現的。

EDR是整合于車輛氣囊控制模塊內部，用來記錄碰撞發生前、碰撞中及碰撞后動態時間序列數據的裝置[2]。它可以記錄碰撞前5s的速度、加速度變化、制動踏板狀態、安全帶使用情況等數據，這些數據將為交通事故的準確重建提供重要依據[3]。

1 EDR低速碰撞試驗

試驗室條件下的EDR低速碰撞試驗是驗證碰撞事件發生前EDR記錄數據（駕駛操作信息及車輛電子電器系統狀態數據）的準確性和有效性的重要手段。

試驗中，車輛的發動機處于運轉狀態（純電動汽車及混合動力電動汽車處于上電狀態），EDR所記錄的車輛電子電器系統應設置并保持在開啟狀態，制動踏板和加速踏板應保持一定行程，避免處于空行程位置。

轉向盤應固定在一定角度，避免處于空行程位置;安全帶帶扣應處于鎖止狀態;要求記錄的燈具應處于開啟狀態。

為了在試驗中觸發碰撞閾值而又能盡量降低對試驗車輛的破壞，需要將試驗車輛固定在板車上，通過撞擊板車，將撞擊傳遞給試驗車輛，EDR系統觸發并記錄相應數據。

低速碰撞承載板車作為試驗中的重要試驗裝置，對其進行結構設計和優化對于EDR測試技術研究和行業發展具有重要意義。

2 EDR低速碰撞試驗承載用板車結構設計

為了滿足低速碰撞試驗需求，設計了一款用來固定試驗車輛的承載板車，板車結構設計包括板車車身，轉向機構，試驗車輛定裝置三部分。

2.1 板車車身設計

由于板車需要承受瞬時加速度10g的沖擊，同時板車還需要能夠兼容市面上常見的M1類車型，滿足不同車輛的實驗需求。因此在設計時需要同時考慮板車的耐撞擊性能和兼容性，板車車身主體采用槽鋼進行焊接，車輛承載面采用沖壓鋼板焊接，出于輕量化和便于工裝和夾具安裝的考慮，在沖壓鋼板上均布直徑21的槽孔。在板車承受撞擊的部位，加裝合適的彈性聚氨酯板，起到一定的緩沖作用。圖1為板車車身結構示意圖。

2.2 轉向機構設計

在進行低速碰撞試驗時，板車受撞擊后需要沿直線方向進行直線運動，但是為了便于日常板車的移動及調整位置，板車在移動時需具備轉向功能，因此需設計一種帶鎖止的轉向機構實現相應功能。

如圖2所示，采用四個聚氨酯輪作為板車的輪子，通過掛車轉向盤連接板車車身和車輪實現板車的轉向，采用彈簧銷作為轉向的鎖止機構，當進行試驗時插入彈簧銷，轉向機構鎖定，確保板車受撞擊后能夠沿直線進行直線運動。當試驗結束后，拔起彈簧銷，使板車具備轉向功能，便于移動。

2.3 試驗車輛固定裝置

EDR低速碰撞試驗的目的是為了通過碰撞板車將碰撞能量傳遞到試驗車輛，觸發EDR系統并進行記錄，因此將試驗車輛固定于板車之上是試驗中重要的一個環節。

考慮到不同車輛的輪距和尺寸均不相同，設計了如圖3所示的工裝對車輛的四個輪胎進行固定，工裝的安裝間距可以通過板車車身上的槽孔進行調節，實現多種車輛試驗的兼容性需求。

3 EDR低速碰撞試驗承載用板車驗證過程中的結構優化

在完成EDR低速碰撞試驗承載用板車的初步設計后，對其進行了加工并完成了試驗驗證，通過試驗發現板車存在一些結構上的不足，為了提高試驗的準確性和穩定性，從板車車身、板車轉向機構和車輛固定裝置三個方面對其進行了結構優化。

3.1 板車車身兼容性的提高

最初板車車身設計時尺寸考慮不足，當進行中大型車輛試驗時，車輛輪胎部分會懸空，無法進行車輛輪胎的固定，導致試驗無法進行。通過調研多種大型乘用車的尺寸及輪距等參數，如圖5所示，在現有板車主體兩側通過螺栓連接型材進行加寬，并在其上面加裝活動翻板，當試驗車輛尺寸較小時，翻板可收起，當試驗車輛尺寸較大時，翻板放下，可以滿足不同車輛試驗需求。

3.2 轉向機構優化

最初板車的轉向機構通過帶鎖止機構的掛車轉向盤實現，當需要試驗時將鎖止機構激活。在使用過程中發現，由于板車整體質量較重，尤其當試驗車輛放置于板車上時，板車的移動和轉向將會非常費力，需要多人共同努力才能將其移動，對工作效率的提高造成了很大阻礙。

為了解決轉向靈活性的問題，通過多方調研和討論，最終將原有的掛車轉向盤移除，在板車的前端加裝帶有液壓功能的萬向輪裝置，當需要移動車輛時，將萬向輪裝置放下，通過萬向輪實現板車的靈活轉向。當需要進行碰撞試驗時，通過液壓裝置將萬向輪升起，激活鎖止機構，此時板車還通過原有的四個聚氨酯輪實現直線運動。轉向機構的優化不僅降低了板車的整體重量，還大幅度提高了轉向的靈活性。

3.3 試驗車輛固定裝置優化

最初通過四對工裝對車輛四個輪胎進行固定，在試驗過程中發現，當碰撞產生的一瞬間，由于車輛懸掛系統以及車輛固定不牢等多方面因素影響，試驗車輛的車身與輪胎之間會發生較大的晃動，造成工裝與車身碰撞，損壞車輛。為了更好的固定板車與試驗車輛，設計了一種夾緊裝置，通過液壓千斤頂實現固定裝置高度的調節，以適應不同高度的車輛，在千斤頂端部加裝液壓鉗，通過液壓鉗對試驗車輛底部凸起進行夾緊，實現板車與試驗車輛的固定。

同時為了優化原有固定車輪的裝置，在原有裝置上加裝了阻車器及間距調整機構，提高了輪胎固定裝置操作的便捷性和穩定性，如圖7所示。

4 結束語

隨著EDR技術的大規模推廣應用，EDR在事故調查、車輛改進等方面發揮了越來越重要的作用。相信隨著我國EDR相關標準的出臺，EDR系統的相關開發測試及驗證試驗將會越來越多，本文針對EDR系統駕駛操作數據的低速碰撞試驗設計了一款試驗用承載板車并對其進行了結構優化，提高了低速碰撞試驗測試穩定性及精確度，對EDR測試技術的研究和行業發展具有重要意義。

參考文獻：

[1]朱鵬.汽車事件數據記錄系統的發展現狀[J].汽車實用技術， 2019（2）：218-220.

[2]馮家豪，梁健民，等.基于EDR的自動駕駛汽車事故調查分析[J].時代汽車，2019：47-63.

[3]谷陽陽，柴智勇，全寶強.事故數據記錄系統EDR在車輛質量司法鑒定中的應用[J].電子測量技術，2018，41（18）：133-138.