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走進(jìn)試驗(yàn)室│純電動(dòng)乘用車底部抗碰撞能力驗(yàn)證方案

2021-11-23 18:54:00·  來(lái)源：通用技術(shù)中國(guó)汽研新能源中心  
　
走進(jìn)試驗(yàn)室純電動(dòng)乘用車底部抗碰撞能力驗(yàn)證方案新能源汽車在實(shí)際行駛過(guò)程中，車輛底部工況極度復(fù)雜，如掠過(guò)凹坑、凸起物或者石頭路面時(shí)車輛底部極易受到撞擊和剮
走進(jìn)試驗(yàn)室
純電動(dòng)乘用車底部抗碰撞能力驗(yàn)證方案
新能源汽車在實(shí)際行駛過(guò)程中，車輛底部工況極度復(fù)雜，如掠過(guò)凹坑、凸起物或者石頭路面時(shí)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(lái)極大的隱患。
基于調(diào)研分析，底部濫用的常見(jiàn)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(jiàn)于路面凸起障礙物對(duì)車輛底盤的刮蹭；托底類似減速后地面凹凸包對(duì)車輛底盤的沖擊；底部球擊/穿刺則對(duì)應(yīng)路面飛濺異物高速撞擊底盤的情況。
2020年6月，應(yīng)電動(dòng)汽車聯(lián)盟委托，由中國(guó)汽研牽頭，吉利汽車研究院、長(zhǎng)安新能源和東風(fēng)日產(chǎn)等單位參與，針對(duì)純電動(dòng)汽車整車安全研究制定適用于純電動(dòng)乘用車的底部抗碰撞能力測(cè)評(píng)方法和評(píng)價(jià)規(guī)范，開(kāi)發(fā)出專用測(cè)試裝備，并形成《純電動(dòng)乘用車底部抗碰撞能力要求及試驗(yàn)方法》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)已得到評(píng)審?fù)ㄟ^(guò)待正式發(fā)布。
標(biāo)準(zhǔn)主要在三維坐標(biāo)系中，從X和Z兩個(gè)方向2個(gè)層面對(duì)純電動(dòng)乘用車底部抗碰撞能力進(jìn)行測(cè)試與評(píng)價(jià)，X方向?yàn)檎嚬蔚自囼?yàn)，主要模擬純電動(dòng)乘用車在行駛過(guò)程中經(jīng)過(guò)凸起地面對(duì)底板處電池系統(tǒng)的影響；Z方向?yàn)檎囃械自囼?yàn)，主要模擬純電動(dòng)乘用車在行駛過(guò)程中底部飛濺物或者爬坡上坎過(guò)程中異物對(duì)整車底部電池系統(tǒng)的影響。

圖1 三維坐標(biāo)系
一、整車刮底試驗(yàn)
試驗(yàn)方法
刮底工裝形式：刮底工裝撞擊面為φ150mm的實(shí)心半球，材質(zhì)為#45鋼；

圖2 刮底工裝
刮底測(cè)試方向：沿著車輛三維坐標(biāo)系中的X向，依次正向、負(fù)向各一次，時(shí)間間隔2h以上；

圖3 刮底試驗(yàn)示意圖
刮底初始對(duì)準(zhǔn)位置：以動(dòng)力電池包整車安裝點(diǎn)的幾何中心為原點(diǎn)、在半徑240mm水平區(qū)域以內(nèi)選定一點(diǎn)，選擇該點(diǎn)沿X方向進(jìn)行刮底測(cè)試，根據(jù)主機(jī)廠提供的電池包或系統(tǒng)布置示意圖選擇一點(diǎn)作為刮底初始對(duì)準(zhǔn)碰撞位置；
刮底重疊量：刮底工裝頂部最高點(diǎn)相對(duì)于整車試驗(yàn)質(zhì)量下刮底初始對(duì)準(zhǔn)位置沿Z向在電池包或系統(tǒng)底部投影點(diǎn)在Z方向上的重疊量為30mm，允許誤差在+0mm ~+6mm；
刮底速度：試驗(yàn)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(shí)刻速度。
試驗(yàn)監(jiān)測(cè)
監(jiān)測(cè)車輛B柱下端X向加速度信號(hào)，電池包或系統(tǒng)底部加速度信號(hào)、殼體溫度和高速攝像；試驗(yàn)完成后下觀察2h，監(jiān)測(cè)電池包或系統(tǒng)的泄漏情況，并測(cè)量底部變形量。
安全要求
按GB/T 31498—2015標(biāo)準(zhǔn)中4.2.5章節(jié)要求進(jìn)行絕緣電阻測(cè)量，絕緣電阻相對(duì)直流母線應(yīng)不小于100Ω/V，相對(duì)交流母線應(yīng)不小于500Ω/V，按照GB/T 4208—2017進(jìn)行電池包或系統(tǒng)外殼防護(hù)等級(jí)測(cè)試，防護(hù)等級(jí)應(yīng)滿足IPX7。
二、整車托底試驗(yàn)
試驗(yàn)方法
撞擊頭形式：撞擊頭前端為Φ25mm半球形，撞擊頭質(zhì)量10kg，材質(zhì)為#45鋼；
撞擊方向：沿Z方向垂直向上；
撞擊位置：以動(dòng)力電池包整車安裝點(diǎn)的幾何中心為原點(diǎn)、在半徑240mm水平區(qū)域以內(nèi)，根據(jù)主機(jī)廠提供的電池包或系統(tǒng)布置示意圖選定一點(diǎn)進(jìn)行撞擊；
撞擊能量：120J±3J。


1.待測(cè)整車；2.沖擊頭；3.發(fā)射裝置；4.測(cè)試臺(tái)架；5.地面
圖4 撞擊臺(tái)架示意圖
試驗(yàn)監(jiān)測(cè)
電池包或系統(tǒng)底部殼體溫度，試驗(yàn)完成后觀察2h，監(jiān)控電池包或系統(tǒng)泄漏情況，并測(cè)量底部變形量。
安全要求
按GB/T 31498—2015標(biāo)準(zhǔn)中4.2.5章節(jié)要求進(jìn)行絕緣電阻測(cè)量，絕緣電阻相對(duì)直流母線應(yīng)不小于100Ω/V，相對(duì)交流母線應(yīng)不小于500Ω/V，按照GB/T 4208—2017進(jìn)行電池包或系統(tǒng)外殼防護(hù)等級(jí)測(cè)試，防護(hù)等級(jí)應(yīng)滿足IPX7。
通過(guò)大量的純電動(dòng)乘用車底部抗碰撞能力驗(yàn)證方案的試驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果表明，整車托底試驗(yàn)與整車刮底試驗(yàn)很好的重現(xiàn)新能源汽車底部濫用場(chǎng)景，新能源汽車底部設(shè)計(jì)的防護(hù)板、橫向橫梁、側(cè)欄等結(jié)構(gòu)構(gòu)件可以為電池包提供各種層次的保護(hù)，極大的提升了新能源汽車行車安全。
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