汽车车身碰撞仿真与安全性评估分析

・汽车安全・　

电动汽车碰撞电安全性风险及仿真分析★　

接桂利　朱西产　曹亦兴　张绍卫　马志雄　

（１．同济大学汽车安全技术研究所；２．上海东方久乐汽车安全气囊有限公司）　

【摘要】以某电动汽车为研究对象，建立了整车有限冗仿真模型，行选取ｃ—ＮＡＣＰ全宽正碰工况进行碰撞仿真，通过　

有限元仿真方法分析ｌ＿ｒ电动汽车在碰撞中高压电部件和高　电线可能存在的电安全性风险。结果表明，该电动汽车前　

舱内的ＰＣＵ、驱动电机连接失效的风险较大，ＰＣＵ外壳有被侵入的风险；多处高压电线存在挤压破坏风险，有可能导致漏　电短路；ＤＣＤＣ接口弯折变形严重。　

主题词：电动汽车碰撞电安全性仿真分析　

中图分类号：Ｕ４６７．１　４文献标识码：Ａ文章编号：１０００—３７０３（２０１５）０３—００４２—０５　

Ｒｉｓｋｓ　ａｎｄ　Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｓａｆｅｔｙ　

ｉｎ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｖｅｈｉｃｌｅ　Ｃｒａｓｈ　

Ｊｉｅ　Ｇｕｉｌｉ‘，Ｚｈｕ　Ｘｉｃｈａｎ　，Ｃａｏ　Ｙｉｘｉｎｇ。，Ｚｈａｎｇ　Ｓｈａｏｗｅｉ２，Ｍａ　Ｚｈｉｘｉｏｎｇ　（１．Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ　Ｓａｆｅｔｙ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔｏｎａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ；２．Ｓｈａｎｇｈａｉ　Ｅａｓｔ　Ｊｏｙｌｏｎｇ　Ｍｏｔｏｒ　ＡｉｒｂａｇＣｏ．，Ｌｔｄ）　【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ａ　ｖｅｈｉｃｌｅ　ＦＥ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｍｏｄｅｌ　ｉｓ　ｂｕｉｌｔ　ｗｉｔｈ　ｎｎ　ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｖｅｈｉｃｌｅ　ａｓ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｂｊｅｃｔ，ａｎｄ　Ｃ—ＮＣＡＰ　ｆｕｌｌ　

ｗｉｄｔｈ　ｆｒｏｎｔａｌ　ｃｒａｓｈ　ｉｓ　ｓｉｍｕｌａｔｅｄ．Ｗｉｔｈ　ＦＥ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，ｔｈｅ　ｒｉｓｋｓ　ｏｆ　ｃｒａｓｈ　ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｓａｆｅｔｙ　ｏｆ　ＥＶ　ｈｉｇｈ—ｖｏｌｔａｇｅ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ　ａｎｄ　ｈｉｇｈ—ｖｏｌｔａｇｅ　ｗｉｒｅｓ　ｉｎ　ｃｒａｓｈ　ａｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ＰＣＵ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｆｒｏｎｔ　ｃｏｍｐａｒｔｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｄｒｉｖｅ　ｍｏｔｏｒ　

汽车后部碰撞事故仿真研究

近年来，汽车后部碰撞事故引起了广泛的关注。这种事故在日常生活中不可避免地发生，而且会对车内乘客造成不同程度的伤害。因此，对于汽车后部碰撞事故的研究和仿真模拟，具有非常重要的意义。

汽车后部碰撞事故的特点是什么？

汽车后部碰撞事故是指一个车辆从后面撞击另一个车辆时发生的事故。这种事故常常会发生在道路上，而且不同于“头部碰撞事故”，它不同于其他碰撞事故。一般来说，汽车后部碰撞事故的特点有以下几点。

第一，这种事故的发生概率较高。因为现代社会中，汽车的数量很大，车流量也非常大，因此这种尾部碰撞事故是种很常见的事件。

第二，汽车后部碰撞的伤害较为严重。往往会造成车内乘客的颈部和头部的挫伤，症状是十分明显而且复杂的。

第三，后部碰撞事故与车辆种类、车速、车重等因素都有着密不可分的联系。这也是研究汽车后部碰撞事故非常重要的原因之一。

如何研究汽车后部碰撞事故？

要研究汽车后部碰撞事故，首先要收集相关数据。我们需要测量和记录车辆的速度、速度差、质量、撞击时间、撞击能量等，这些数据相互作用，才能构建一个完整的模型，从而更好地模拟这种后部碰撞事故的发生和车内乘客的受伤情况。

理论推导和仿真模拟是研究汽车后部碰撞事故的主要方法。 具体而言，在理论推导和仿真模拟过程中，我们需要使用一系列的数学公式和物理模型，使得模拟计算数据和真实数据之间的差距达到最小，以达到更好的仿真效果。 在研究汽车后部碰撞事故中，有一些细节问题也需要注意。比如，在模拟过程中，我们需要对车身结构、座椅、瞬间速度等参数进行细致的调整，以达到最准确的模拟效果。此外，还需要估计车内乘客在事故中所遭受到的伤害程度，例如颈部和脊柱的扭曲情况等。

汽车后部碰撞事故仿真仪器的研发

了解了汽车后部碰撞事故的特点和研究方法之后，我们可以进一步探寻汽车后部碰撞事故仿真仪器的研发过程。

在汽车后部碰撞事故的模拟过程中，必须使用高质量的仿真仪器。事实上，随着汽车科技的不断进步，这些仪器的精度也不断提高。一些最新的汽车后部碰撞仿真仪器不仅使用了一系列的高端技术，如液压技术、动态模拟干涉、紧急刹车系统等，还能够对车辆的速度、撞击能量、人工生理数据等进行详尽地分析。

模拟碰撞测试与实际碰撞测试的对比分析

在汽车安全领域，碰撞测试是一项十分重要的实验手段，可以评估汽车在不同碰撞情况下的安全性能。为了更好地了解碰撞测试的过程及结果，本文将对模拟碰撞测试和实际碰撞测试进行对比分析。

一、模拟碰撞测试

1.1 概述

模拟碰撞测试是通过计算机仿真的方式，使用数学模型对碰撞过程进行建模和模拟，以预测汽车在不同碰撞条件下的应力、变形、位移等行为。

1.2 测试方法

在模拟碰撞测试中，首先需要进行车辆的几何建模和材料特性的设置，然后通过数值计算方法，将车辆模型与碰撞障碍物模型进行相互作用，模拟碰撞过程的发生。最后，利用计算机软件对模拟结果进行分析和评估。

1.3 优点

（1）成本低：相比实际碰撞测试，模拟碰撞测试无需消耗大量的人力、物力资源，可以大大降低测试成本。

（2）时间短：模拟碰撞测试可以在较短时间内完成多次碰撞试验，加快产品开发的进程。 （3）灵活性高：通过调整不同的碰撞条件和参数，可以模拟多种不同的碰撞情况，提供更全面的测试数据。

二、实际碰撞测试

2.1 概述

实际碰撞测试是通过真实的物理碰撞过程，对汽车进行试验，观察和记录车辆在碰撞中的受力、变形等情况，以评估车辆的安全性能。

2.2 测试方法

实际碰撞测试通常使用专门的试验场地和设备，如碰撞试验器、测力仪等。在测试中，将试验车辆驶入指定的碰撞区域，在特定速度和角度下与碰撞障碍物进行碰撞，然后通过实时记录和捕捉视频等手段，来获取有关车辆受力和车身变形的数据。

2.3 优点

（1）真实性高：实际碰撞测试通过真实物理碰撞，能够更准确地反映车辆在碰撞过程中的实际情况。

（2）可靠性强：实际测试结果不受模型假设和计算方法的影响，更具可信度。

（3）提供全面数据：实际碰撞测试能够提供更多细节的数据，对于研究碰撞过程和车辆安全改进具有更大的帮助。

三、对比分析

3.1 数据比较 通过模拟碰撞测试和实际碰撞测试，得到的数据可以进行对比。模拟碰撞测试可以提供大量试验数据，全面分析车辆在不同条件下的安全性能。而实际碰撞测试的数据更加真实可信，能够直观地反映碰撞时的车辆变形、受力情况等。

‘Ｈ‘Ｈ’Ｈ‘Ｈ‘Ｈ‘｝＿｛’｝＿｛‘Ｈ’｝＿｛‘｝＿｛‘｝＿｛・｝＿｛‘｝＿｛・｝＿｛・｝＿｛・｝＿｛・｝＿｛・｝＿｛・｝＿｛・｝＿｛・｝－｛・｝＿｛・｝＿｛・｝＿｛・｝＿｛．｝　郑福荥　刘燕霞　吕浩　王柏龄　闫文亮　

（天津一汽夏利汽车股份有限公司产品开发中心）　

摘要汽车的安全越来越受到重视，各国各地区都加强了对安全法规的制定工作，尤其是碰撞安全性更是得到关　注。目前，在美国、日本、欧洲及澳洲都有称为ＮＣＡＰ的组织机构，对不同车型进行汽车碰撞安全性评估。汽车碰撞　安全性评估主要包括正面碰撞、侧面碰撞、儿童保护和行人保护４个方面。防正面碰撞的车身结构设计已经成熟，　由刚性的乘员舱与前后的吸能区组成，并注意吸能后撞击力的分流；防侧面碰撞的车身结构设计也正趋完善，重点　是放在加强车身刚性和冲击力分流２个方面；为满足保护行人法规要求，整车的造型和汽车前部结构发生了很大　的变化。　关键词碰撞安全性正面碰撞侧面碰撞儿童保护行人保护　Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｏｎ　Ｓａｆｅｔｙ　ｏｆ　Ｐａｓｓｅｎｇｅｒ　Ｃａｒ　Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ　ａｎｄ　Ｓａｆｅｔｙ　Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　Ｃａｒ　Ｂｏｄｙ　Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓａｆｅｔｙ　ｏｆ　ｖｅｈｉｃｌｅ　ｉｓ　ｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄ　ｍｏｒｅ　ａｎｄ　ｍｏｒｅ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ａｎｄ　ｄｒａｗｉｎｇ　ｕｐ　ｔｈｅ　ｓａｆｅｔｙ　ｌｅｇｉｓｌａｔｉｏｎｓ　ａｌｌ　ｏｖｅｒ　ｔｈｅ　ｗｏｒｌｄ　ａｒｅ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ　ｔｈｅ　ｓａｆｅｔｙ　ｏｆ　ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ．Ａｔ　ｐｒｅｓｅｎｔ　ｔｈｅｒｅ　ａｒｅ　ｉｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎｓ　ｃａｌｌｅｄ　ＮＣＡＰ　ｗｈｉｃｈ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｅｖａｌｕａｔｅ　ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ　ｓａｆｅｔｙ　ｏｆ　ｖａｒｉｏｕｓ　ｖｅｈｉｃｌｅ　ｍｏｄｅｌｓ　ｉｎ　Ａｍｅｒｉｃａ，Ｊａｐａｎ，Ｅｕｒｏｐｅ　ａｎｄ　Ａｕｓｔｒａｌｉａ．Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｖｅｈｉｃｌｅ　ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ　ｓａｆｅｔｙ　ｉｎｃｌｕｄｅｓ　ｆｒｏｎｔａｌ　ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ，ｓｉｄｅ　ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ，ｃｈｉｌｄｒｅｎ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｐｅｄｅｓｔｒｉａｎ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ．Ｖｅｈｉｃｌｅ　ｂｏｄｙ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｐｒｅｖｅｎｔｅｄ　ｆｒｏｎｔａｌ　ｃｏ￣ｓｍｎ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ｐｅｒｆｅｃｔ．Ｉｔ　ｉｓ　ｍａｄｅ　ｕｐ　ｏｆ　ｒｉｇｉｄ　ｏｃｃｕｐａｎｔ’Ｓ　ｃａｂｉｎ　ａｎｄ　ｆｒｏｎｔ　ａｎｄ　ｒｅａｌ＂ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｅｎｅｒｇｙ　ｒｅｇｉｏｎ，ａｎｄ　ａｔｔｅｎｄ　ｄｉｆｉｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ｃｒａｓｈ　ｐｏｗｅｒ　ｏｆ　ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｅｎｅｒｇｙ；Ｖｅｈｉｃｌｅ　ｂｏｄｙ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｐｒｅｖｅｎｔｅｄ　ｓｉｄｅ　ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ　ｉｓ　ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｌｙ　ｐｅｒｆｅｃｔｉｎｇ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ｅｍｐｈａｓｅｓ　ａｒｅ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　ｂｏｄｙ　ｒｉｇｉｄ　ａｎｄ　ｄｉｆｉｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ｃｒａｓｈ　ｐｏｗｅｒ；Ｔｏ　ａｂｉｄｅ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｌｅｇｉｓｌａｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｐｒｅｖｅｎｔｅｄ　ｐｅｄｅｓｔｒｉａｎ，ｃａｒ　ｓｔｙｌｉｎｇ　ａｎｄ　ｆｒｏｎｔａｌ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ａｒｅ　ｍａｄｅ　ｇｒｅａｔ　ｃｈａｎｇｅｓ．　Ｋｅｙｗｏｒ￣：Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ　ｓａｆｅｔｙ　Ｆｒｏｎｔａｌ　ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ　Ｓｉｄｅ　ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ　Ｃｈｉｌｄｒｅｎ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　Ｐｅｄｅｓｔｒｉａｎ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ