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小型轻量电动汽车的碰撞安全性调研分析

2020-12-11阅读(221)

小型轻量电动汽车的碰撞安全性调研分析

论文摘要

论文研究了汽车纯电动化趋势对于车辆被动安全性能产生的影响，并在事故避免和碰撞防护等方面进行了调研，重点调研分析了以保证电动车具有与传统汽车相同的被动安全性能为目标所采用的设计方案。论文首先总结了一般性的汽车被动安全设计理念，以作为研究车辆小型化和电动化对车辆被动安全带来的特殊要求的基础。通过文献阅读和对现有电动汽车的调研，从总体上把握车用技术的最新发展，介绍了电驱动动力系统中与车辆安全有关的因素，评估了针对新的动力系统而做的总布置改进对车辆安全带来的可能影响，并介绍了一系列有突出特点的电动车型上为应对新的安全要求而采用的改进措施。其中，对Benz Smart ForTwo车型安全性能的深入研究发现，其特有的结构设计值得在未来小型电动汽车的碰撞安全概念设计中借鉴。在对碰撞兼容性的分析中，发现车辆的小型化对乘员舱的刚度提出了更高的要求，并在对Benz Smart ForTwo和Reva G-Wiz车型的具体分析中进一步证明了这一点的重要性。无论是在被调研的车型上，还是在一般分析中，电池组件都主要布置于位于车辆地板或地板中央通道内。在调研中也发现，在小型车领域，目前能够达到碰撞要求的车型往往在车长上超过3100毫米且质量上大于1000千克。到现在为止，Euro NCAP只对两款全电动汽车进行了测试和评分，并给予了其中的一款车型：长度3475毫米而质量为1110千克的三菱i-MIEV4星的碰撞性能评分。同时，Euro NCAP的测试结果还表明先进的乘员约束系统，尤其是安全带预紧装置和可调节的气囊是该类车达到优秀的碰撞保护性能的重要措施。对车辆碰撞吸能区的研究也进一步证明了在车辆质量增加而吸能区减小时乘员约束系统的重要性。在调研中发现，电动车总布置的灵活性可以使在汽车碰撞前部的吸能区设计更加均匀的变形响应成为可能。论文最后提出了一种活动的可单独变形吸能的电池总成支撑结构概念设计，为吸收车辆碰撞时由电池总成的质量带来的附加动能提供新的措施。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • CHAPTER 1 Introduction
  • CHAPTER 2 Motivation and research objective
  • 2.1 Need for alternative propulsion
  • 2.2 Electric Vehicle advantages
  • 2.3 Microcars
  • CHAPTER 3 Background and fundamentals of vehicle crash safety
  • 3.1 Crashworthy vehicle structure
  • 3.2 Managing impact kinetic energy: Crash pulse
  • 3.3 Occupant restraint system
  • 3.4 Crash Compatibility
  • 3.4.1 Mass effect
  • 3.4.2 Stiffness effect
  • 3.4.3 Effects on mini lightweight electric vehicle design
  • 3.5 Pedestrian safety and silent electric vehicles
  • 3.6 General crash test set-up and evaluation
  • 3.7 Legal Vehicle Safety Regulations
  • 3.8 New Car Assessment Programmes
  • CHAPTER 4 Structural design and automotive layout
  • 4.1 Body-on-frame
  • 4.2 Unit-body
  • 4.3 Aluminium for structural elements
  • 4.4 Lightweight design effects
  • 4.5 Vehicle classes and segmentation of electric vehicles
  • CHAPTER 5 Electric vehicle technology
  • 5.1 Electric motors and efficiency
  • 5.2 Battery technology
  • 5.2.1 Energy Specific Density and weight
  • 5.2.2 Range
  • 5.2.3 Charging and lifetime
  • 5.2.4 Safety issues
  • 5.3 Electric vehicle layout and packaging scope
  • 5.4 Lightweight design of electric vehicles
  • CHAPTER 6 Current electric vehicle layout and design
  • 6.1 Conversion design
  • 6.1.1 BMW Mini E
  • 6.1.2 Tesla
  • 6.2 Purpose design
  • 6.2.1 REVA i/ G-Wiz i
  • 6.2.2 Reva NXR and NXG
  • 6.2.3 Think City
  • 6.2.4 Tazzari ZERO
  • 6.2.5 BMW i
  • CHAPTER 7 Miniaturisation of vehicles
  • 7.1 Daimler Smart ForTwo Coupé
  • 7.2 Smart ED second generation
  • 7.3 Consequences in the design of mini lightweight vehicles
  • 7.4 Concept of flexible and deformable battery support
  • CHAPTER 8 Conclusion
  • LIST OF LITERATURES
  • Acknowledgement
  • Appendix

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