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华南理工大学学报(自然科学版)
第39卷第11期
JournalofSouthChinaUniversityofTechnologyVol.39No.11
2011年
11月(NaturalScienceEdition)
November2011
文章编号:1000-565X(2011)
11-0138-06
HEV后碰撞安全性仿真和试验研究
*
叶子波1符兴锋2周斯加
3
(1.华南理工大学机械与汽车工程学院,广东广州510640;
2.广汽集团汽车工程研究院,广东广州510640;3.温州大学机电工程学院,浙江温州325035)
摘要:针对国内某款混合动力电动汽车(HEV)的结构特点,建立了车辆后碰撞有限元
仿真模型,利用有限元理论分析和优化车辆的安全性能方案,对比新能源车和原型车的弯
曲模态、扭转模态和扭转刚度,并通过控制动力电池箱的X向位移和后排座椅靠背上部
的Z向挂钩位移,对现有的结构方案和整车后碰撞安全性进行优化和改进.结果表明,该
HEV的弯曲和扭转模态、扭转刚度等接近或达到常规车辆标准.实车后碰撞试验证明,改
进的安全结构完全可以满足设计要求
.
关键词:混合动力电动汽车;后碰撞试验;安全性;有限元分析;试验研究
中图分类号:U467.1doi:
10.3969/j.issn.1000-565X.2011.11.025
近几年来,随着新能源汽车的快速发展,新能源置,高压动力电池箱布置在后排座椅和后备胎之间
汽车的设计、演示和可持续发展评估等越来越引起的位置,并保留了原型车约40%的行李箱空间,见
[],新能源汽车的安全性能要求也越来
人们的关注
1
[]
2
越接近传统车辆
.
图
1.
但是,由于新能源汽车的结构有别于传统汽车,
因此新能源汽车的被动安全性也明显地有别于传统
[]
3
汽车.新能源汽车的安全性主要包括
3个方
[]:结构安全,高压安全和化学安全
4-5
面.文中主要
针对国内某款新能源汽车的结构特点,运用有限元
[
6-7
],进行针对性的分析和研究,并优化结
仿真技术
[],对于危害性能可能最大的后碰撞安
构布置方案
8
图
1HEV电动四驱车的基本结构
全性进行实车碰撞研究,以此来验证和研究车辆后
相比原型车,该新能源汽车动力总成结构的变
Fig.1Basicstructureoffour-wheeldrivehybridelectricvehicle
碰撞的结构安全性
.
1混合动力电动汽车的基本结构
化主要是在后驱动轴,新增加的两个电机控制器
、
DC/DC和高压动力电池都布置在行李箱里面,并且
考虑到散热的要求,行李舱里面增加了相应的冷却
文中研究的对象是在某款原型乘用车的基础上
风道和水管.相比原型车,该款HEV的后碰撞安全改造而成的电动四驱结构混合动力电动汽车
(HEV).主要的变化是在发动机舱的发动机和离合
性能最有可能受到结构变化的影响,因此对于该电
器之间增加了前电机,后轴增加了后驱电机和差减动四驱结构HEV的后碰撞安全性进行研究是非常
总成.前电机和后电机的控制器都放置在行李舱位必要的
.
收稿日期:
2011-04-06
*基金项目:国家军品配套科研项目(JPPT-115-5-1805);浙江省公益技术应用研究项目(2011C31SA300038)
作者简介:叶子波(1980-),男,博士后,主要从事汽车碰撞CAE分析研究.E-mail:
meyezibo@scut.edu.cn
第11期叶子波等:HEV后碰撞安全性仿真和试验研究
139
2HEV有限元模型的建立3后碰撞安全性防护结构的仿真计算
该款HEV相比原型车,发动机舱变化不大.前整个HEV后碰撞试验仿真完全参照
GB
电机重约20kg;发动机舱去除了发电机、飞轮和皮15083—2006《汽车座椅、座椅固定装置及头枕强度
带轮等装置,重约
17kg;前悬基本上没有改动,与碰
要求和试验方法》附录
[]
10
F部分的要求进行.碰撞
撞性能有关的纵梁和副车架也基本上保留原貌;后后要求是:(1)后排座椅及其锁止机构必须保持在
轴增加了后驱电机和差减总成,燃油箱容积减少,后原来位置;(2)座椅靠背变形后不超过距离R点前
轴增加了约30kg的重量;后悬部分和后副车架部分方100mm平面,头枕不超过R点前方150mm平面
进行了重新设计.HEV发动机舱的正面碰撞性能仿(中间扶手不作要求)
.
真分析的结果相比于原型车变化不大,因此重点
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