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电动车侧面碰撞安全防护技术浅谈

2018-03-27 11:51:02·  来源：上汽安全与CAE技术  
　
电动化快速发展的今天，新能源车辆的电安全防护成为汽车安全开发工程师面临的新的挑战。
新的问题

电池系统作为电动汽车的储能单元，其本身的稳定性相比传统能源（燃油）较差，因此动力电池在碰撞事故中不能受到挤压，否则就会面临起火甚至爆炸的危险。并不鲜见电动车碰撞起火甚至自燃事件无时无刻不在为安全开发工程师敲着警钟。



电动化带来的变化

1、大多数整车厂的第一代电动车或油电混动车一般都是基于传统燃油车型开发，因此在电池布置方面会受到诸多限制，如车内空间，车辆通过性等等，这种矛盾在纯电动车型中尤为明显。



2、电动车续航能力的要求导致动力电池一般比较大，其布置形式也千差万别。常见的有矩形电池，如特斯拉，宝马i3电动版，ERX5等。也有“T型”或“工型”电池，如宝马之诺等。不同的布置形式，车体结构的的设计思路也会有差异。

3、储能单元（电池VS燃油）的稳定性差异导致防护的设计思路变化。
如何应对

1、传力路径完善及强化。不论是基于传统车型架构还是全新电架构开发的电动车，结构稳定性设计都是首要的。在碰撞工况下，车辆的可变形区域应控制在动力电池之外。



2、 变形模式控制及优化。侧面横向传力路径失稳往往会导致电池Z向受到严重挤压，因此需要优化侧面横向传力结构不同区段的刚度匹配，控制传力结构在变形区域压溃变形吸能，在电池区域则不变形



3、电池框架设计。电池框架作为电池系统部件的重要载体，其本身强度也要满足一定要求。一方面可以满足安装强度，另一方面在受到外界冲击时能够吸收一部分冲击能量，保护内部电池系统不受挤压。



4、CAE快速优化。运用CAE工具可以实现整车耐撞性的快速迭代优化。电安全防护最终还是要回归到对电池系统的安全指标监控。通过合理的子系统试验，提取电池模组及系统的安全性能指标，并以此为基础建立电池系统的详细有限元模型，帮助工程师在CAE分析中准确监控电池损伤情况，为设计开发提供依据。



5、多安全层级开发。除了法规及NCAP标准碰撞工况以外，一些危害极大的恶劣工况（如针对车辆最薄弱位置的侧面高速柱撞）以及比标准工况速度更高的碰撞也需要考虑。



6、断电与报警提醒。一旦侧面碰撞事故发生，侧面碰撞传感器信号会以毫秒级速度转化为高压断电动作，同时报警提醒功能激活，通过声音，文字等等多种形式提醒乘员尽快离车，避免次生灾害给乘员带来威胁。

汽车行业电动化已然是未来之趋势，安全开发工程师在电安全防护的道路上注定将任重而道远。上汽安全团队在电动车安全开发中始终秉承全方位安全防护的设计理念，最大程度的保护乘员人身安全，将电安全防护做到极致。
 
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电动汽车 安全防护 侧面碰撞
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