【特约研究员 冰封之城】上期周报着重关注并提出了整车电气安全方面的布置建议，详细参见：
“研究周报|低速电动车安全布置锂电池组 必须考虑的关键点有哪些？”
本期则着眼于四轮低速电动车的碰撞安全问题，报告从常见的微型电动汽车的尺寸和布置特点出发，对正面碰撞中车身重要部件变形问题进行详细分析，寻找碰撞过程中车身结构的薄弱点，针对碰撞测试中结构薄弱环节，有针对性地提出改进建议和措施，旨在为相关企业不断增强车辆安全性的工作提供技术指导。
电动汽车正面碰撞试验如下图一所示。GB 11551-2003(乘用车正面碰撞的乘员保护)对壁障的尺寸和安置有明确的规定，要求宽度不小于3m,高度不小于1.5m,壁障前表面应铅垂，其法线应与车辆直线行驶方向成0°夹角，如果有必要，须使用定位装置将壁障固定在地面以限制其移动。
图1正面碰撞试验
一、 着眼于安全角度的车身结构区域划分及设计要求
在车辆的碰撞过程中，整个车身结构从安全角度可划分为三个部分，即前撞吸能部分、乘员舱部分和后撞吸能部分。各部分的设计要求不尽相同，具体要求如下：
(1) 乘员舱部分必须尽可能的保持完整，以保证车内乘员有足够的生存空间；
(2) 碰撞吸能部分要尽可能多地吸收碰撞能量，以降低加速度和碰撞力至合
理范围内；
(3) 车身前部吸能构件，在碰撞中产生变形应逐级发生，并使其具有合理的失效模式和压塌顺序，如下图2所示。
图2车身前部结构分级
二、车辆正面碰撞载荷的传递路径设计与优化
汽车前舱在正面碰撞时的主要承载路径有以下三条，如下图3所示：
a. 上前纵梁—A柱—车顶梁；
b. 前端吸能梁(盒)—纵梁—纵梁延伸梁；
c. 副车架—纵梁地板延伸—中央通道、门槛梁。
图3正面碰撞的载荷传递路径示意图
常见的电动汽车动力系统及电池布置，会使得车辆整体重心位置相对燃油车偏下，如图4所示：
图4 电动汽车动力系统及电池布置
针对电动汽车的布置特点，提出的载荷路径传递建议有以下两点：
(1)载荷承载结构布置下移：载荷传递路径的设计思想是通过独特的结构设计来实现对碰撞能量的良好吸收和分散，其主要依据是载荷传递路径的加权高度与整车重心高度相当。当电动汽车因携带动力电池而使重心下移时，其承载结构的布置也需要相应地下移，如图5所示：
图5下移载荷路径
(2)增加载荷传递路径：不同于燃油车的机械传递，电动汽车采用柔性的电线传递能量，使得其空间布置具有一定的灵活性,这也为增加载荷路径创造了有利条件。通过增加载荷传递路径，可以使整个车身结构参与到碰撞吸能中，有利于碰撞能量的迅速吸收和发散，提高承载效率。
三、前舱吸能结构的变形与吸能分析及改善措施
在汽车发生正面碰撞时，车身前部结构的变形形式和能量吸收情况对驾驶员所受的冲击和变形影响很大。在不同的车型当中，虽然主要吸能构件的几何形状、所受约束等情况不尽相同，但普遍地利用薄壁梁作为主要吸能构件，通过薄壁梁的塑性变形来耗散大量的碰撞能量。
如图6的有限元仿真模型所示，在整个碰撞过程中，防撞梁、前围和前底板发生了严重的变形，而两侧纵梁没有发生明显的塑性变形和位移。这说明有大部分碰撞产生的撞击力经纵梁传递到了前围和前底板上。
