張曉旭

重慶電子工程職業(yè)學(xué)院汽車工程學(xué)院 重慶 401331

現(xiàn)在我國對汽車規(guī)定了嚴(yán)格的碰撞安全規(guī)章,強(qiáng)制規(guī)定汽車制造和研發(fā)一定要經(jīng)過嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)來篩選。但新能源汽車碰撞電安全的研究與汽車強(qiáng)國相比還較落后,在開拓能力和自主研發(fā)方面也較世界強(qiáng)國有一段距離,因此加強(qiáng)對新能源汽車的碰撞電安全研究就很重要。

隨著新能源汽車成為汽車產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展的一大產(chǎn)業(yè),其安全問題也日漸凸顯尤為重要。本文將就我國新能源汽車碰撞后電安全的基本法規(guī),結(jié)合我國新能源汽車碰撞后電安全技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展需求,探討新能源汽車碰撞后的電安全問題。

1 新能源汽車碰撞安全法規(guī)

新能源汽車在發(fā)生碰撞后,重量大、能量高的儲能電池可能會導(dǎo)致會電池位置變化、電解液泄流和絕緣失效等問題。對相關(guān)問題的考察和研究,可以對碰撞后的車輛和人員進(jìn)行相關(guān)安全防護(hù),進(jìn)一步確保人員和車輛安全。

電安全測試的法規(guī)關(guān)注點主要在三個方面(見表1),其中對防觸電保護(hù)方面,FMVSS305對絕緣電阻做出相應(yīng)規(guī)定,更有其他法規(guī)對碰撞后的安全電壓限值、電能量限制、物理接觸防護(hù)等幾方面做出了規(guī)定,GB/T 31498－2015增加了碰撞后車輛不得爆炸、起火的要求,其具體要求見表1;

表1 新能源汽車碰撞后電安全測試項目及要求

2 新能源汽車碰撞后電氣防護(hù)策略研究

新能源汽車在進(jìn)行車輛碰撞后的電氣防護(hù),可能會造成以下兩種問題：一、不要過分強(qiáng)調(diào)對高壓系統(tǒng)的防護(hù),否則會增加車輛的體積與質(zhì)量,并增大不必要的費用;二、更不能防護(hù)不足,否則會造成安全隱患。不管是以上哪種情況都會妨礙市場化推廣,所以防護(hù)的策略研究才更重要。

2.1 防觸電保護(hù) 防觸電保護(hù)包括：低壓電、低電能、物理防護(hù)、低壓電阻這四個方面,只要能夠滿足其中一項,即可保證車輛在碰撞后仍能保持其安全性能,防止觸電的發(fā)生。

對于低壓電的防護(hù)策略,可在車輛設(shè)計時,在車輛的前部、側(cè)面及后部可能發(fā)生碰撞的區(qū)域安裝碰撞傳感器,并在動力電池和電力系統(tǒng)的負(fù)載之間安裝高壓自動斷電裝置即可。這樣當(dāng)碰撞發(fā)生時,傳感器檢測到碰撞信號,車輛控制單元接收到信號發(fā)出切斷高壓指令,使人員免于觸電。

對于低電能防護(hù)策略,主要考慮在車輛碰撞后,車內(nèi)人員逃離現(xiàn)場的緊迫性,贏保證在短時間(一般5S內(nèi))對新能源車輛執(zhí)行斷電操作。同時還要保證在技術(shù)范圍內(nèi)盡量減小各電容值、降低電能,從根本上杜絕由于碰撞多點失效而引起的人員傷害。

對于物理防護(hù)方面,為了防止人員直接接觸到高壓帶電部件,對高壓裸露線束或者高壓運行部件使用高機(jī)械強(qiáng)度和耐久性的障壁或者護(hù)套外殼等,從而進(jìn)行機(jī)械保護(hù)。

對于絕緣電阻的防護(hù)策略,絕緣電阻在一定程度上可以防止車內(nèi)人員發(fā)生傷害,因為當(dāng)碰撞發(fā)生后車輛發(fā)生了單點失效,但由于絕緣電阻足夠大,人體分的的電壓足夠小,就不會發(fā)生觸電危險。但絕緣電阻防護(hù)只能對碰撞導(dǎo)致的單點失效進(jìn)行防護(hù),對發(fā)生的多點失效則不能保證用電安全性。

2.2 電解液泄露要求 電解液一般含有有害的化學(xué)物質(zhì),如果電解液濺入到乘客室,就會對其造成腐蝕性傷害。所以對電解液的要求有：1、碰撞后30min內(nèi),不允許有電解液溢出到乘員室;2、電解液泄漏量進(jìn)不應(yīng)不超過5L;3、盡量選用耐高溫、不易揮發(fā)以及熱穩(wěn)定性能好的溶劑。這樣在一定程度上可以降低碰撞過程中由于電解液產(chǎn)生的傷害。

2.3 REESS安全要求 對于新能源汽車在碰撞過程中,高壓電池的安全性非常重要,因為在碰撞事故中,重要部件發(fā)生損壞或者防護(hù)保護(hù)失效,電池也不應(yīng)損壞,否則作為能量的聚集體,一旦損壞將造成不可估量的危險。

REESS的安裝位置有多重方式,但要保證在碰撞中及碰撞后位于乘客室的REESS應(yīng)保持在安裝位置,其內(nèi)部部件應(yīng)保持在外殼內(nèi),任何部分都不應(yīng)進(jìn)入到乘客室。

新能源汽車的動力電池應(yīng)安裝在車輛碰撞變形入侵小的區(qū)域,電池可安裝在車輛底盤下,這樣設(shè)計是由于乘客室的堅固設(shè)計,再加上車門的外圍護(hù)欄的作用,就可以很好的保護(hù)電池不收到損壞。并且電池也可滿足REESS不應(yīng)安裝在車輛前段向后的420mm 以內(nèi),或者車輛后端向前300mm 以外的法規(guī)要求,以提高新能源汽車的碰撞電氣安全。

對于電池安裝位置,已有一些車輛將高壓動力電池安裝在乘員室地板上,如德國奔馳公司A級純電動汽車和Smart汽車的高壓動力電池集成在乘員下的地板上;

3 結(jié)論

本文從新能源車輛的碰撞安全法規(guī)出發(fā),重點分析新能源車輛防觸電保護(hù)的策略,防電解液泄露的策略以及分析REESS安全要求。得出以下結(jié)論：高壓觸電防護(hù)即防觸電保護(hù)共分為四個方面,四個防護(hù)方法只需要滿足一個即可保證車輛碰撞后的高壓電安全。并分析了REESS的重要性,針對其重要性闡述其安裝位置,對碰撞的安全性進(jìn)行防護(hù)。