“电动汽车碰撞不合格率相对传统车来说较高,其中以N1类车型为最,其初次不合格率达30.2%。”重庆车辆检测研究院有限公司碰撞研究室主任颜长征透露2018年1月-7月其部门电动汽车碰撞试验不合格率情况。
重庆车辆检测研究院有限公司
碰撞研究室主任颜长征
7月20日,2018第二届中国新能源汽车测试评价技术发展高峰论坛在深圳坪山盛大开幕。本届论坛由深圳市坪山区科技创新服务署指导,重庆车辆检测研究院有限公司与电动汽车资源网联合主办,围绕新能源汽车产业政策解读、新能源汽车整车/动力电池/电机电控及其他核心零部件测试评价、新能源汽车出口认证等内容展开探讨。重庆车辆检测研究院有限公司碰撞研究室主任颜长征做题为“电动汽车碰撞安全测试评价”的报告,讲述电动汽车典型特征及碰撞安全问题、电动汽车碰撞安全标准及测试方法、电动汽车碰撞安全测试项目和改进等。电动汽车资源网整理颜长征演讲主要内容如下:
一、电动汽车典型特征及碰撞安全问题
颜长征指出,电动汽车具有四个典型特征:(1)高能量,储能装置能量密度高;(2)高电压,电压一般在300V-500V;(3)高腐蚀,含有大量腐蚀性液体;(4)大质量,相对传统车辆,质量增加大概300kg-500kg。
以上四个特征可能引起一些碰撞安全问题。(1)高能量:碰撞过程中储能装置可能挤压变形、被穿刺,同时受高g值惯性冲击,可能发生短路情况,导致冒烟、起火、爆炸等。(2)高电压:主要是高压带电体、高压母线,碰撞后漏电,有可能发生人员触电。(3)高腐蚀性:碰撞过程中储能装置可能发生破裂、腐蚀性液体流出来,发生腐蚀性损伤。(4)大质量:储能装置碰撞中受高g值惯性冲击,会发现移位脱落情况,造成乘员舱挤压,或撞击车外行人、车辆。
二、电动汽车碰撞安全标准及测试方法
根据GB/T 31498,电动汽车碰撞试验后需满足防触电要求(电压要求、电能要求、物理防护、绝缘电阻),电解液泄露要求(30分钟内不溢出乘员舱,30分钟内溢出不超过5L),REESS要求(移位安全、不起火、不爆炸)。
充电要求:
(1)纯电动汽车和可外接充电式混合动力汽车按GB/T 18385-2005标准5.1条款进行完全充电 。
(2)不可外接充电混合动力电动汽车按车辆正常运行状态准备试验。
(3)纯电动汽车和可外接充电式混合动力汽车碰撞试验应在车辆充电结束24小时内进行。
防触电要求:
(1)电压要求。在碰撞后5s~60s之间测量Vb、V1、V2的电压,其最小值应不大于30V(交流)或60V(直流)。在车辆的REESS与电力系统负载主动断开的情况下,电力系统负载不适用本程序。
(2)电能要求。在碰撞后5s~60s之间测量Vb、Ie高压母线上的总电能TE应小于0.2J。在车辆的REESS与电力系统负载主动断开的情况下,电力系统负载不适用本程序。
(3)物理防护。碰撞后IPXXB测试指不能与高压带电部位接触,并且所有外露可导电部件与电平台之间的电阻应<0.1Ω。
(4)绝缘电阻。高压母线与电平台之间的绝缘电阻对于直流母线来说,最小值应为100Ω/V;同时对于交流母线来说,最小值应为500Ω/V。如果乘客舱内有2个或2个以上带电电位没有受到IPXXB级别的保护,则本条款不使用。
电解液要求:
(1)从碰撞结束起至30分钟时间内,不应有电解液从REESS中溢出到乘员舱。
(2)不应有超过5.0升的电解液从REESS中溢出。
REESS要求:
(1)位于乘员舱里面的REESS应保持在安装位置,REESS部件应保持在其外壳内。
(2)位于乘员舱外面的任何REESS部分不应进入乘员舱。
(3)碰撞结束30min内,REESS不应爆炸、起火。
三、电动汽车碰撞安全测试项目和改进
颜长征在演讲时介绍,电动汽车的碰撞测试有四种,分别为电动汽车正碰、电动汽车侧碰、电动客车倾翻、电动客车侧碰。
1. 电动汽车正碰(M1/N1)
依据标准有GB 11551 汽车正面碰撞的乘员保护、GB/T 31498 电动汽车碰撞后安全要求。
从假人伤害指标要求、乘员舱结构完整性要求、约束系统功能性要求、电防护要求四方面进行评价。
2. 电动客车倾翻(M2/M3)
依据标准有GB 17578 客车上部结构强度要求及试验方法、GB/T 31498 电动汽车碰撞后安全要求。电动客车倾翻的试验条件是有效质量的客车从800 mm高的试验平台上,以不超过5°/s的速度侧向翻下试验台。
技术要求:(1) 结构:通过试验前安装在车内用于模拟乘员生存空间的变形规,检测客车倾翻过程中上部结构的变形情况,同时还要检查试验过程中车内附件失效情况。(2)电防护:试验后,满足GB/T 31498中第4.2-4.4条要求。
3. 电动客车侧碰(M2/M3)
相关标准有正在制定的GB XXXX 电动客车安全要求、GB/T 31498 电动汽车碰撞后安全要求。送审稿中指出,若有可充电储能系统其最低点距地面不超过1米(车辆空载状态),则必须试验。
颜长征在演讲中还披露了2018年1月-7月电动汽车碰撞试验统计情况。前7月共进行碰撞试验172次,其中电动汽车正碰31次,电动汽车侧碰10次,电动客车侧碰111次,电动客车倾翻20次。对电动汽车正碰侧碰(M1,N1)不合格类型进行统计:乘员舱结构完整性不合格8次,其中假人无法取出2次;约束系统功能要求方面,正常功能失效2次;乘员损伤要求方面,不合格共6次;电防护方面,不合格3次。
电动客车侧碰(M2,M3)中,纯电动不合格5次。电动客车倾翻(M2,M3)中,不合格3次。不合格问题类型:电动客车侧碰中,防触电不合格5次,电动客车倾翻中,生存空间不合格3次,附件失效1次。
电动汽车碰撞不合格率相对传统车来说较高,其中以N1类车型为最,其初次不合格率达30.2%。
结构完整性方面主要问题车门无法打开,碰撞中车门锁上,乘员无法正常取出。乘员损伤方面主要问题是头部超限值,其次是大腿力超限值。约束系统功能性方面主要问题是座椅滑轨失效,座垫下潜较大。电防护要求方面,主要问题是支架断裂,电池包和高压带电部件被挤压,存在短路、起火、爆炸风险。
针对以上问题,颜长征提出对应的改进建议(M1,N1):
(1)车身。建议乘员舱采用笼式车身设计,将整个车身分为“碰撞吸能溃缩”区以及“高强度乘员舱”区。合理设计碰撞力传递路径,保证碰撞力的有效传导,以确保乘员舱基本不变形。
(2)纵梁(非承载式)。需要保证纵梁材料有足够的抗弯强度,使其在碰撞过程中不发生明显的折弯变形。如:更改材料以增加抗弯强度;增加加强筋等。
(3)车头。平头轻型客车/货车前部结构可改进的空间很小,很难满足正碰安全性能要求。短鼻突头结构的车辆相对于平头车而言,充分兼顾了碰撞安全性、货箱空间利用率和前后轴荷分布。
(4)座椅及安全带。整车碰撞前,要求座椅及安全带供应商先采用模拟正碰对其产品进行考核。
对于优化约束系统,建议如下:
(1)安装安全气囊。需进行匹配试验,才能起到最佳保护效果。
(2)安全带固定点加强。使用预紧式安全带,在碰撞过程中乘员尚未向前移动时它会首先拉紧织带,立即将乘员紧紧地绑在座椅上,然后锁止织带防止乘员身体前倾,有效保护乘员的安全;可在安全带上、下固定点处增加焊点、加强板等,保证固定点不失效。
(3)采用溃缩式转向管柱。尽可能采用具有二级及以上溃缩方式的的吸能式转向管柱。
对于货箱(N1类),建议如下:
(1)适当增加货箱与乘员舱的距离,在空隙间增加斜撑,防止碰撞时货箱前倾挤压前部乘员舱。
(2)增加底部连接螺栓的强度。
对于电池包,提出3个建议:
(1)避免电池包位于碰撞大变形区域,尽量避免高压电缆途径可能发生大变形和具有尖锐结构的零部件附近。
(2)确保电池包安装支架及固定点强度,避免电池包产生较大的移动量。
确保电池包本身在至少40g的减速度冲击下,其内部单体的稳定性,不发生短路现象。
(来源:电动汽车资源网 焦点)
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