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走進試驗室│純電動乘用車底部抗碰撞能力驗證方案

2021-11-23 18:54:00·  來源：通用技術中國汽研新能源中心  
　
走進試驗室純電動乘用車底部抗碰撞能力驗證方案新能源汽車在實際行駛過程中，車輛底部工況極度復雜，如掠過凹坑、凸起物或者石頭路面時車輛底部極易受到撞擊和剮
走進試驗室
純電動乘用車底部抗碰撞能力驗證方案
新能源汽車在實際行駛過程中，車輛底部工況極度復雜，如掠過凹坑、凸起物或者石頭路面時車輛底部極易受到撞擊和剮蹭，由于濫用位置在車輛底部，極具有隱蔽性，給新能源汽車安全帶來極大的隱患。
基于調(diào)研分析，底部濫用的常見工況可歸納為底部刮擦、托底、及球擊/穿刺3類，其中底部刮擦常見于路面凸起障礙物對車輛底盤的刮蹭；托底類似減速后地面凹凸包對車輛底盤的沖擊；底部球擊/穿刺則對應路面飛濺異物高速撞擊底盤的情況。
2020年6月，應電動汽車聯(lián)盟委托，由中國汽研牽頭，吉利汽車研究院、長安新能源和東風日產(chǎn)等單位參與，針對純電動汽車整車安全研究制定適用于純電動乘用車的底部抗碰撞能力測評方法和評價規(guī)范，開發(fā)出專用測試裝備，并形成《純電動乘用車底部抗碰撞能力要求及試驗方法》團體標準，該標準已得到評審通過待正式發(fā)布。
標準主要在三維坐標系中，從X和Z兩個方向2個層面對純電動乘用車底部抗碰撞能力進行測試與評價，X方向為整車刮底試驗，主要模擬純電動乘用車在行駛過程中經(jīng)過凸起地面對底板處電池系統(tǒng)的影響；Z方向為整車托底試驗，主要模擬純電動乘用車在行駛過程中底部飛濺物或者爬坡上坎過程中異物對整車底部電池系統(tǒng)的影響。

圖1 三維坐標系
一、整車刮底試驗
試驗方法
刮底工裝形式：刮底工裝撞擊面為φ150mm的實心半球，材質為#45鋼；

圖2 刮底工裝
刮底測試方向：沿著車輛三維坐標系中的X向，依次正向、負向各一次，時間間隔2h以上；

圖3 刮底試驗示意圖
刮底初始對準位置：以動力電池包整車安裝點的幾何中心為原點、在半徑240mm水平區(qū)域以內(nèi)選定一點，選擇該點沿X方向進行刮底測試，根據(jù)主機廠提供的電池包或系統(tǒng)布置示意圖選擇一點作為刮底初始對準碰撞位置；
刮底重疊量：刮底工裝頂部最高點相對于整車試驗質量下刮底初始對準位置沿Z向在電池包或系統(tǒng)底部投影點在Z方向上的重疊量為30mm，允許誤差在+0mm ~+6mm；
刮底速度：試驗車速為沿行駛方向30km/h±1km/h，沿倒車方向5km/h+(0~1)km/h，刮底速度為碰撞時刻速度。
試驗監(jiān)測
監(jiān)測車輛B柱下端X向加速度信號，電池包或系統(tǒng)底部加速度信號、殼體溫度和高速攝像；試驗完成后下觀察2h，監(jiān)測電池包或系統(tǒng)的泄漏情況，并測量底部變形量。
安全要求
按GB/T 31498—2015標準中4.2.5章節(jié)要求進行絕緣電阻測量，絕緣電阻相對直流母線應不小于100Ω/V，相對交流母線應不小于500Ω/V，按照GB/T 4208—2017進行電池包或系統(tǒng)外殼防護等級測試，防護等級應滿足IPX7。
二、整車托底試驗
試驗方法
撞擊頭形式：撞擊頭前端為Φ25mm半球形，撞擊頭質量10kg，材質為#45鋼；
撞擊方向：沿Z方向垂直向上；
撞擊位置：以動力電池包整車安裝點的幾何中心為原點、在半徑240mm水平區(qū)域以內(nèi)，根據(jù)主機廠提供的電池包或系統(tǒng)布置示意圖選定一點進行撞擊；
撞擊能量：120J±3J。


1.待測整車；2.沖擊頭；3.發(fā)射裝置；4.測試臺架；5.地面
圖4 撞擊臺架示意圖
試驗監(jiān)測
電池包或系統(tǒng)底部殼體溫度，試驗完成后觀察2h，監(jiān)控電池包或系統(tǒng)泄漏情況，并測量底部變形量。
安全要求
按GB/T 31498—2015標準中4.2.5章節(jié)要求進行絕緣電阻測量，絕緣電阻相對直流母線應不小于100Ω/V，相對交流母線應不小于500Ω/V，按照GB/T 4208—2017進行電池包或系統(tǒng)外殼防護等級測試，防護等級應滿足IPX7。
通過大量的純電動乘用車底部抗碰撞能力驗證方案的試驗驗證結果表明，整車托底試驗與整車刮底試驗很好的重現(xiàn)新能源汽車底部濫用場景，新能源汽車底部設計的防護板、橫向橫梁、側欄等結構構件可以為電池包提供各種層次的保護，極大的提升了新能源汽車行車安全。
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