文/安炎彬 王子恒 李濤（河北省機(jī)械科學(xué)研究設(shè)計(jì)院）

新能源汽車與傳統(tǒng)燃油汽車相比因無發(fā)動(dòng)機(jī)置于車輛前部，所以車輛前部的強(qiáng)度大大下降，正面碰撞時(shí)無法起到緩沖的作用；其次，一般車型動(dòng)力電池組部分均勻布置于駕駛座底部，正是這樣的布置形式，當(dāng)車輛側(cè)面發(fā)生碰撞時(shí)將有很大的概率波及電池部分，很有可能造成電池漏電漏液從而對駕駛?cè)藛T的生命安全造成威脅；此外各種控制、傳輸線路的連接對新能源汽車車身的剛度也造成了一定的削弱，因此碰撞安全性試驗(yàn)對新能源汽車來說就顯得尤為重要。

一、碰撞試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)分析

試驗(yàn)基于我國頒布的GBT 37337-2019《汽車側(cè)面柱碰撞的乘員保護(hù)》、GB/T 31498-2015《電動(dòng)汽車安全要求》以及GB/T 19751-2005《混合動(dòng)力電動(dòng)汽車安全要求》，分別對電動(dòng)汽車各部件提出了強(qiáng)制要求，此外試驗(yàn)還將遵循《乘用車后碰撞燃油系統(tǒng)要求》相關(guān)的規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)[1]。

二、車輛側(cè)面柱碰撞試驗(yàn)設(shè)計(jì)及分析

（一）側(cè)面柱碰撞性能要求

對于電動(dòng)汽車而言，為了車上人員的安全以及保證電池包不受到擠壓從而導(dǎo)致電池與電池結(jié)構(gòu)件或者電池與電池之間發(fā)生撞擊接觸，一般要求車輛車門的變形量（侵入量）不大于28厘米。

（二）碰撞試驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)歐盟新車評價(jià)規(guī)程（Euro—NCAP）對試驗(yàn)進(jìn)行如下設(shè)計(jì)，具體如圖1側(cè)面柱工況示意圖所示。以32km/h的試驗(yàn)速度，撞擊直徑為254mm的碰撞柱。通過駕駛員模型的頭部質(zhì)心的豎直平面與駕駛員側(cè)車體形成的線為車輛碰撞速度矢量線，該平面與汽車縱向中心線呈75°角[2]。

圖1 側(cè)面柱工況示意圖

觀察側(cè)面柱工況示意圖發(fā)現(xiàn)B柱、門檻、地板縱梁及座椅橫梁為汽車側(cè)面碰撞的主要承力部件，當(dāng)碰撞產(chǎn)生時(shí)，由于側(cè)門腰線位于最外側(cè)所以首先發(fā)生產(chǎn)生形變，緊接著B柱中部、門檻部分，側(cè)門、B柱及門檻受到撞擊產(chǎn)生變形并吸收部分能量,最終碰撞力通過地板縱梁、座椅橫梁等部分傳遞到車身另一側(cè)[3]。

在力的傳遞過程中，電池包不可避免地受到?jīng)_擊，甚至還參與了一部分力的傳遞，在這過程中電池包因受到擠壓而發(fā)生變形。由于變形發(fā)生，內(nèi)部電芯模組會產(chǎn)生相互碰撞接觸，很有可能引起動(dòng)力電池的泄漏以及爆炸，線路連接部分也有可能在碰撞過程中發(fā)生斷裂破損從而產(chǎn)生漏電，此時(shí)車上人員很有可能直接與高壓電部件直接接觸，更有甚者可能引發(fā)火災(zāi)，而此時(shí)的車門因?yàn)樽冃蔚脑蚩赡軣o法及時(shí)打開，車上人員的安全將受到嚴(yán)重威脅。對于我們的新能源電動(dòng)汽車來說，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上應(yīng)盡量避免電池受到撞擊及力的沖擊，所以電池組一般放在車座下方、縱梁之間，若此時(shí)進(jìn)行駕駛室正面撞擊試驗(yàn)，新能源電動(dòng)汽車少了發(fā)動(dòng)機(jī)的保護(hù)，是否還能有效進(jìn)行乘員保護(hù)是一個(gè)問題。

三、新能源汽車碰撞后安全防護(hù)策略

通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)新能源汽車在發(fā)生碰撞時(shí)對生命安全產(chǎn)生最大的威脅便是電氣安全，這不僅是本文所敘述試驗(yàn)的重要性所在，同時(shí)也是新能源汽車發(fā)展所要克服的重大問題，安全問題也會影響新能源車的普及與發(fā)展。

（一）動(dòng)力電池安裝位置的選擇

動(dòng)力電池作為新能源汽車的“心臟”，當(dāng)汽車在碰撞過程中產(chǎn)生變形時(shí)，應(yīng)盡可能保護(hù)動(dòng)力電池組不受到損壞，因此動(dòng)力電池的安裝位置尤為重要。動(dòng)力電池安裝位置應(yīng)盡可能選在變形侵入量小的地方，或者結(jié)構(gòu)剛性強(qiáng)度大的地方，例如汽車后備廂下部后橋或者汽車右前方等區(qū)域。

（二）動(dòng)力電池的保護(hù)措施

為了最大限度保護(hù)動(dòng)力電池不受侵害，除了安裝位置外，還可以通過對動(dòng)力電池采取一定的外部保護(hù)措施，如果在后排座椅下方和后排座椅后橋上安裝動(dòng)力電池，可以采用梯形支撐來增加防撞性。如果安裝在車身左右門檻之間時(shí)，可以將地板橫梁和車身門檻分開，這樣可以阻礙從車身門檻傳遞到地板橫梁上的力[2]，此外還可以通過填充緩震材料來阻礙力的傳遞。

四、結(jié)論

本文通過對新能源汽車側(cè)面碰撞試驗(yàn)的技術(shù)分析，可以直觀反映當(dāng)側(cè)面碰撞發(fā)生時(shí)由于力的傳遞導(dǎo)致電池包受到變形擠壓從而對車上人員安全造成威脅，同時(shí)也體現(xiàn)出此項(xiàng)試驗(yàn)對新能源汽車整車安全性能的重要性，對新能源汽車整車設(shè)計(jì)尤其是純電動(dòng)汽車的設(shè)計(jì)具有一定的指導(dǎo)意義。