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公開課精華 | 同濟大學教授朱西產(chǎn):做好車身結(jié)構(gòu),低速電動車利于提升道路交通安全

2017年2月21日,第一電動網(wǎng)在山東德州舉辦以“低速電動車安全車身結(jié)構(gòu)設計”為主題的公開課活動,同濟大學汽車學院教授、汽車安全技術(shù)研究所所長朱西產(chǎn)作為本次公開課的主講嘉賓,結(jié)合新國標制定方向,詳細講授了低速電動車如何設計車身結(jié)構(gòu),保障碰撞測試安全。

同濟大學汽車學院教授、汽車安全技術(shù)研究所所長朱西產(chǎn)

同濟大學汽車學院教授、汽車安全技術(shù)研究所所長朱西產(chǎn)

以下為朱西產(chǎn)教授演講內(nèi)容的文字整理:

汽車的安全性是相對的,主要取決于三個方面,一是汽車安全技術(shù)發(fā)展,二是取決于國家標準,三是取決于司法實踐。在車輛設計的時候,必須非常小心地對待安全問題,在政治強制性管理里面,安全也是放在第一位的。

國家標準和行業(yè)標準,是以強制達標的方式來避免已知安全問題的發(fā)生。另外還存在著未知的安全風險。

不合理的風險:嚴重安全性能故障模式

序號

故障模式

故障說明及示例

1

制動失效

由于制動動能或制動助力功能突然失效,使駕駛員無法對車輛控制或操作,包括駐車制動突然失效。

2

轉(zhuǎn)向失效

汽車在行駛中,由于轉(zhuǎn)向功能或轉(zhuǎn)向助力功能突然失效,使駕駛員無法控制或操作汽車的行駛方向。

3

動力失效

由于動力系統(tǒng)原因?qū)е缕囃蝗蛔孕屑铀倩驘o法減速。

4

約束系統(tǒng)失效

汽車在碰撞時約束系統(tǒng)無法對駕乘人員起到應有的保護作用。如安全帶、氣囊、座椅固定裝置失效,汽車行駛中車門自開。

5

車輛火災

由于汽車的電氣故障、易燃油液泄漏或局部過熱等原因可能引起火災風險。

6

視野喪失

汽車在行駛時車外前方視野突然受阻,不能自行解除。如行駛中發(fā)動機艙蓋自行掀起等。

7

車輛姿態(tài)失控和行駛軌跡突變

汽車在行駛時由于汽車本體受力構(gòu)件如車輪、輪胎、懸架、前/后橋、動力傳動、車身等部件的質(zhì)量或構(gòu)造原因,使車輛失去保持穩(wěn)定平衡的能力,導致車輛姿態(tài)突然失控和嚴重行駛軌跡突變。

對于低速電動車,尤其要小心后輪側(cè)滑,因為低速電動車有些軸距短、重心高,軸和轉(zhuǎn)移現(xiàn)象更嚴重。并且行業(yè)里面有些車廠是不用ABS,甚至連制動力分配閥也沒有,后輪側(cè)滑風險更大,加劇危險,這是要導致交通事故的。

目前關(guān)注的是碰撞安全,一輛安全的汽車由傳統(tǒng)的主動安全和碰撞保護被動安全兩塊組成。2015年開始,NCAP已經(jīng)加進了AEB,在未來的五年、十年,甚至會要求安全的車具有自動駕駛能力,上升到智能安全。隨著時代的變化和前進,如果跟不上步伐,汽車就會被認為不安全。

正面碰撞

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正面碰撞標準一個是全重疊率的正面碰撞,一個是40%偏置的。

我們國家的標準有GB11551—2003,2003年標準用的是這種碰撞方式,只對M1類車,就是9座以下的乘用車,包括轎車、SUV等。2014年做了一個變化,對M1類和N1類車執(zhí)行。把N1類給拉進來了,所以現(xiàn)在小貨車也得進行碰撞實驗。

第二個差別,2013版就是做正面碰撞實驗,2014版可以選擇正面偏置實驗,如果滿足要求,正面實驗可以不做。所以其實碰撞方式也變了。從2014版,正面碰撞變成正面偏置碰撞。

對于車身結(jié)構(gòu)來說,40%偏置的碰撞,要比100%全重疊率的碰撞要難做,車里面最硬的部分是兩根車大梁,全重疊率碰撞,兩根前大梁都可以參與能量吸收,車體剛度是比較大的。但偏置是一半,只有一根車大梁能夠介入碰撞,對前保橫梁要求就特別高,低速電動車有很多車型,前保橫梁基本上沒有抗彎的,就是一個薄薄的薄板?,F(xiàn)在低速電動車做100%全重疊碰撞實驗可能還勉強,做40%偏置碰撞實驗基本上沒希望。

第二個變化,傷害值。2003年僅僅規(guī)定了頭部HIC、胸部的擠壓變形量和大腿骨的受力,對頸部傷害沒有規(guī)定。所以,如果做2003,不用安全氣囊,低速電動車對安全帶進行優(yōu)化以后,還能做得過去。2014,它的傷害指標里面,胸部的傷害指標增加了,膝部的傷害指標增加了,小腿的傷害指標增加了,尤其是頸部,沒有安全氣囊的保護,頸部傷害指標很難滿足要求。所以,2014比2003年從車身結(jié)構(gòu)角度來說和約束系統(tǒng)里邊,因為氣囊一加,這個費用就高了。所以,這個標準要難得多。

現(xiàn)在,在低速電動車標準起草里面在爭論碰撞的,應該是頂多執(zhí)行到2003年這個版本,還沒有人提要執(zhí)行2014版。2003年版的碰撞速度是50正負1公里每小時,現(xiàn)在標準制定組提出降到40公里每小時,這在日本是執(zhí)行過的,日本對600CC以下的輕型車輛,在九幾年執(zhí)行汽車正面碰撞實驗的時候,采用的是40公里每小時的碰撞,所以從國際上找也有依據(jù)。并且對于低速電動車來說,它的行駛速度的確不太高。有可能國標制定執(zhí)行的是GB11551—2003版,然后又把速度降低10公里每小時這樣一個情況。

但是對汽車來說,2016年9月起就開始實施GB11551—2014,新申報《公告》的多用途貨車、最大設計總質(zhì)量不大于2500kg的N1類汽車應滿足該標準要求。兩種正面碰撞方式,人體身上的頭、頸、胸、大腿、膝部、小腿,所有的傷害指標全部納入到了考核。

所以低速電動汽車的碰撞安全即便這次在規(guī)范化的過程中確定了正面碰撞要求,比現(xiàn)在的汽車還是有一個差距的,因為畢竟用戶群不一樣,這些東西的要求都跟成本是密切相關(guān)的。

在汽車開發(fā)時還要考慮,實際交通事故中,除了典型的全重疊率正碰、40%偏置碰撞以外,還會遇到其他一種情形——撞柱,包括撞到樹上、電線桿上,這也是常見的。撞柱有它的特殊性,一開始的抵抗力不大,然而擠過來以后沖擊波會突然上去。這種情形對有安全氣囊的點火是一個考驗,往往會出現(xiàn)死點火。一旦出現(xiàn)死點火,會出現(xiàn)包打人的現(xiàn)象,所以在氣囊開發(fā)的時候,柱碰撞是必須要做的。

還有一種非常常見的,就是鉆到卡車里。這是現(xiàn)在市際交通事故中,轎車的乘員發(fā)生傷亡比較嚴重的一種情形。當時我們開發(fā)了一個能夠滿足11567,也就是載貨車后下部防護裝置要求最軟的一個架子,用這個架子來考核汽車。鉆入的時候,車體是比較軟的,我們要看看氣囊在這種情況下,遇到這種比較軟的防護裝置是滿足標準的。

所以開發(fā)一輛車的時候,方方面面都要考慮到。

側(cè)面碰撞

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對低速電動車的側(cè)面碰撞提的應該是GB20071-2006標準,移動壁障重900公斤,時速50公里/h,呈90度的狀態(tài)撞到駕駛員R點的位置?,F(xiàn)在的爭論是,低速電動車先做正面碰撞,側(cè)面碰撞現(xiàn)在暫不做要求,后面再做。因為世界各國汽車標準基本上都是如此,先做正面碰撞,然后5年、6年以后才做側(cè)面碰撞。中國也是這樣,1999年實施正面碰撞CMVDR294。然后到2003年,轉(zhuǎn)化為國標GB11551。2006年才實施的側(cè)面碰撞。所以從正面碰撞到側(cè)面碰撞,汽車行業(yè)留了將近6年左右的一個過渡期。

另外有一種意見認為,低速電動車上路就會遇到側(cè)面碰撞,因此標準要求同步,同時實施正碰和側(cè)碰。也有專家建議,能不能跟正面碰撞一樣,側(cè)碰降到40公里每小時。但是標準起草組組長董揚已經(jīng)明確表示不行,因為側(cè)面碰撞的著眼點是普通汽車撞低速電動車,因此要求應與晉通汽車相同。

最后會是什么結(jié)果,我們不得而知。但是作為低速電動車的生產(chǎn)企業(yè)、設計者,現(xiàn)在肯定要考慮側(cè)面碰撞。這個標準如果能夠順利出來,讓低速電動車能夠規(guī)范,是企業(yè)發(fā)展的最好時機。不要栽在這個小問題上,只要是強制要求的,增加成本對全行業(yè)都是相同的。如果沒有規(guī)范管理,企業(yè)很難自己提高要求,這就是我們要通過強制性標準去推安全的一個原因。如果讓市場自然選擇,這個推廣速度將非常慢,市場永遠還是接受低價格的東西。所以在碰撞安全方面,國內(nèi)汽車從九幾年到現(xiàn)在已經(jīng)有了快將近20年的準備,人才、配套、鋼材、工藝都是具備的。有可能50公里每小時的側(cè)碰,有可能40公里每小時的側(cè)碰,完全不要求側(cè)面碰撞估計不大可能。

側(cè)面碰撞和正面碰撞從技術(shù)角度來說一樣,也是一個耐撞的車身和乘員保護系統(tǒng)。但不一樣的是,正面碰撞的重點在于能量吸收以及管理減速過程中車內(nèi)乘員的受力。側(cè)面碰撞的能量則不用擔心,其實側(cè)面碰撞大量的能量并不是被車體吸收掉的,而是撞了以后靠這個車在地面上摩擦消耗掉的。

側(cè)面碰撞可以理解成車門板對駕駛員的一個打擊,在加速中是駕駛員受力、受到傷害的一個過程,就車身結(jié)構(gòu)來說,侵入量,侵入速度。因為侵入量太大,這個人就沒有生存空間了。侵入速度越大,門板打擊在人身上的速度越高,傷害程度越高。

第二個保護系統(tǒng)就是門板的軟化,門板的形狀設計和剛度設計,怎么能夠跟人體接觸過程中有一個好的緩沖,這是一個側(cè)面碰撞過程我們一個簡單的描述。

在十字路口常發(fā)生典型的側(cè)碰事故,還有一類惡性事故叫做側(cè)面柱碰撞。有一種是在緊急躲避的時候,有可能車箱發(fā)生回旋,失控以后撞到路邊的電線桿或者樹上,電線桿和樹那個圓柱對車體侵入。車輛的側(cè)圍比前面要軟很多,要想抵抗住直徑在290~300毫米左右的圓柱是非常困難的。我們來看看跟柱相撞的時候,最擔心的一個事情是腦袋撞在這個柱,樹干上,電線桿子或者樹干幾乎是剛性的,這樣撞上去就完蛋了。

這個現(xiàn)在是列入ncap的測試里,以32公里每小時的速度側(cè)面撞在這個圓柱上,非常重要的一個事情是,除了車體的強度以外,使這個幕簾和把人的頭部和剛性的柱子之間隔開。如果沒有這個幕簾,腦袋就會直接撞到那個柱上,這樣駕駛員顱腦傷死亡率是非常高的。

當然,現(xiàn)在對低速電動車也還沒有提側(cè)面柱碰撞,有可能低速電動車面臨的兩個測試,一個是40公里每小時的正面碰撞,和40公里每小時的側(cè)面碰撞,或者50公里每小時的側(cè)面碰撞。這兩項技術(shù)要求對于車身結(jié)構(gòu)來說,現(xiàn)有的設計經(jīng)驗和技術(shù)應該還是成熟的?,F(xiàn)在很多新的約束系統(tǒng)在這里也不一定用到非常貴的,例如40公里每小時正碰,完全通過安全帶的優(yōu)化是可以達到標準要求的。側(cè)面碰撞,現(xiàn)在我們做過了一些改進,也還是基本上能達到。

中消協(xié)近期做了一個測試,僅僅用了32公里每小時的正碰抽查了3輛低速電動車,都有問題,這個不安全反映出來的并不是說低速車本身肯定不安全,關(guān)鍵是沒設計,你設計了就安全了。所以這個事情也促進了這個行業(yè)需要規(guī)范,因為存在安全問題的車到哪兒都說不過去。

其實不安全的“帽子”,當年也扣在自主品牌乘用車頭上。1999年起草正面碰撞標準的時候,國內(nèi)的自主品牌企業(yè)諸如吉利、力帆,奇瑞等都擔心碰撞要求出來達不到。但是到2006年側(cè)面碰撞,就好一點了。因為正面碰撞做完,這個團隊建起來,費用提高的并不多,側(cè)面碰撞也做了。現(xiàn)在看C-NCAP的得分,往往得最高分的還不是合資品牌,反而是自主品牌。當年以平頭面包為主的五菱,沒有因為碰撞把它的低端車、低價車給碰掉,人家造成年銷量近200萬輛。五菱肯定是打價格戰(zhàn)的,兩萬多的車,你現(xiàn)在看看,有了碰撞安全要求以后,三萬以下,兩萬九依然有車。

隨著批量上升以后,其實我們要滿足碰撞安全要求,最大的投入是研發(fā)隊伍的投入。所以,如果還停留在一年生產(chǎn)一萬輛車,這個碰撞安全要求是一個天價。但是有可能像長城這種一下過百萬輛,奇瑞今年也過了70萬輛,五菱這種近200萬輛,這個研發(fā)投入一分攤成本上升是非常小的。然后我們剛才說40公里每小時的正碰,肯定不用氣囊。如果不增加氣囊,成本能增加多少,我們后面重點來看車身結(jié)構(gòu),無非都兩塊鋼板。所以安全更多是理念,是必須滿足的一個要求。

從研發(fā)隊伍看,現(xiàn)在低速電動車的生產(chǎn)企業(yè)研發(fā)隊伍有六七十人、七八十人就算是行業(yè)老大了。但是這些汽車廠光一個部門至少就是兩三百人,整個研發(fā)院動輒都是六千人、八千人,更不用說都是海外還有好幾處研究地。但是一下子達到汽車級的要求,低速電動車行業(yè)可能也是吃不消的。

低速電動車總體上有利于提升道路交通安全

根據(jù)CIDAS對中國乘用車事故與人員傷亡情況的數(shù)據(jù)統(tǒng)計,弱勢道路使用者(行人和二輪車人員)事故的發(fā)生概率(81%)、重傷率(72.7%)、死亡率(68.9)最高為中國道路交通事故的主要顯著特點。

所以,對低速電動車的安全要求,這個車的屬性到底是什么?現(xiàn)在在爭論。一個認為是汽車的降級版,一個認為是電動自行車或者摩托車的升級版?,F(xiàn)在摩托車是兩輪的、三輪的,能不能升一個四輪的。

正面的觀點,如果把低速電動車看作是電動自行車的升級,那低速電動車肯定是提升了道路交通安全,因為兩輪車和行人在道路交通里邊占到傷亡的比例達到68.6%,相當高的一個數(shù)量。讓這些人如果有一個小車開開,總比他騎個自行車或者騎個電動自行車或者走在路上安全,所以,如果從這個角度來說,它提高了道路交通安全。

反面的觀點,如果把低速電動車看作是汽車的降級版,低速電動車肯定降低了道路交通安全。道路交通安全管理是公安部,公安部當然不愿意看見這個車。但是我也跟他們講這個事情,你如果不愿意看到汽車的降級版,汽車降低要求,你愿不愿意看到電動自行車升級,因為每年死掉的這些人里面,騎電動自行車占到的數(shù)量是相當大的。

所以,低速電動車的屬性到底把它定義為升級版的四輪電動摩托,還是定位為降低版的微型電動汽車。不同的視角,這個車的安全,這個車到底是提高了道路交通安全還是降低了道路交通安全會得到不同的結(jié)果。

根據(jù)這樣一個統(tǒng)計,我認為這個車是從總體上提升了道路交通安全。因為它把越來越多的騎自行車的人放到了有一定保護的車里邊,當然前提是這個行業(yè)要把車身結(jié)構(gòu)做好,要給人家提供保護。事故傷亡的總量肯定是下降的。

我個人傾向于正碰也得要求、側(cè)碰也得要求,是否都實行40公里每小時,過渡一下。因為行業(yè)等到一規(guī)范化以后,這個產(chǎn)銷量馬上就會上升,大家就敢投入了?,F(xiàn)在這個狀態(tài),法律上都沒有保障,誰敢投入,沒有投入,這個產(chǎn)業(yè)怎么發(fā)展,精品車怎么出來。

同時,對于這種低速電動車輛,也有意見認為歐洲都不做碰撞。歐洲確實現(xiàn)在L6E、L7E都沒有碰撞安全要求。但美國對低速電動車現(xiàn)在已經(jīng)要求碰撞了,歐洲Euro NCAP也在考慮這個事情,2014年6月,他們出臺了一個L6E、L7E,就是現(xiàn)在所說的低速電動車,或者叫做四輪摩托車進行了抽查,碰撞結(jié)果相當糟糕。但是他們已經(jīng)開始關(guān)注這類車的碰撞安全性,當時跟歐洲這邊的企業(yè),我們也跟他們有過一些合作,因為這個車還是便宜的,在歐洲找供應商找不著,它也想裝氣囊,它也想裝ABS,找到中國來找。但車身結(jié)構(gòu)不能保證碰撞的前提下,裝上氣囊也是沒用的。

所以,歐洲和美國其實對低速車輛的碰撞安全也已經(jīng)開始關(guān)注,所以有可能我們要早走一步,歐洲一旦有這樣的要求,我們這些車在出口歐洲的市場上也可以有一個領(lǐng)先的地位。歐洲不是不考慮,但市場一抽樣都不行,但有一個法不責眾,管理者只好作罷,Euro NCAP組織看看后邊也就不發(fā)布了,因為只有有好的、有差的,這個發(fā)布出來才有意義。所以我們?nèi)绻麑嵤┡鲎舶踩?,對低速電動車以L6E、L7E歐盟的認證出口這個市場也會有相應的優(yōu)勢。

接下來看車身結(jié)構(gòu)的要求。先看正面碰撞。我們要實施的GB11551—2003,并且把速度有可能下降。

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正面碰撞過程是一個減速過程,關(guān)鍵是怎么把速度從40公里每小時或者50公里每小時降到零,整個減速過程如何進行管理。第二個,車體要給車內(nèi)的人提供一個生存空間,這些能量在碰撞的時候,要轉(zhuǎn)化為車體變形的勢能,要被塑性能吸收掉。勢能等于F乘S,就是碰撞力乘上變形量,F(xiàn)乘S。所以,前邊一段這個沖擊力乘上變形量,要吸收它的二分之一mv方那么多動能,這是要車身結(jié)構(gòu)做到的。

前邊這個要吸能,從吸能角度來說,F(xiàn)越大肯定越好,要的空間就小。如果F小了,那S就要大了。S大了意味著什么,這個車鼻子就要好長好長。車鼻子太長,這個車又做得太大了。我們這些低速電動車其實都是打微型化的,現(xiàn)在如果再做得大一點,跟汽車廠是無法競爭的。這些車其實是作為汽車的一個補充。

現(xiàn)在的汽車,3米5左右基本上有車無市。3米以下,汽車廠根本就沒車。從這個角度來說,我們這個車是不能做太大的,所以S就不能太長。所以從能量吸收角度來說,就盡量增加它的F。

并且電動車,因為電池的問題,重量不輕。F那個ma相同的減速度下,電動車跟汽油車比,本身車重并不低。這個F比較大的情況下就有這個問題,怎么能夠把它的后邊部分別坍塌掉。所以,一個是車身結(jié)構(gòu),在正面碰撞里面,重要的是兩件事情,一個是前邊設計好它的吸能變形,在碰撞的時候不是不讓它變形,是要讓它按我設計的方式變形。在這個變形下,要把標準規(guī)定的能量吸收掉。同時,在后邊部分不能發(fā)生坍塌,如果后邊一坍塌,前面這個能量吸收就實現(xiàn)不了,所以后邊的這個支撐結(jié)構(gòu),這是一個車身結(jié)構(gòu)。

碰撞為什么難做?它面對的是減速距離很短,50公里每小時的速度或者40公里每小時的速度,要在這么短的距離內(nèi)減下來,我們看看能留給我們的設計減速的距離是多少。

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大型的轎車,車內(nèi)大概有三十厘米,外面的變形,有些大轎車的前鼻子很長很長,95厘米,這加起來就有1米二五。如果50公里每小時的速度讓你在1米二五的距離里邊減速下來,這個難度不大。

小型轎車,22厘米加55厘米,大概77厘米。面包車大概25厘米加65厘米,90厘米??ㄜ嚧蟾?5厘米加80厘米,105厘米。

所以,汽車大概有一米左右,所以一個正面碰撞面臨的問題是50公里每小時的速度在1米的距離里面,速度從50公里每小時降到零,這么一個難題。

看看低速車。我們的坐姿一般是立式坐姿,你去量一下胸部到方向盤之間的距離,估計在22厘米左右,很多車布置都是這么個狀態(tài),有些車可能會大一點,當然大了是好事。

前端的變形量,我們做過幾個車型,大概在三四十厘米。如果取個38厘米,所以低速電動車面臨的是60厘米的變形,60厘米這么一個距離速度從50公里每小時,如果標準定50公里每小時,后面有一個估算。如果我們定50公里每小時,這60厘米的減速距離是不夠的,60厘米的設計空間是不夠的,鼻子還要加長。40公里每小時,現(xiàn)在的車不需要改造型,里邊的結(jié)構(gòu)進行一些改造,能夠?qū)崿F(xiàn)。60厘米這個設計空間,這對我來說是夠的。

用安全帶來約束,胸部的剛度,安全帶對胸部的約束基本上是這樣一個狀況。它面臨的是60厘米這么一段距離,60厘米也就這么一點吧,速度從50公里每小時或者40公里每小時降到零,勻減速當然最好,但是我們找不到能夠?qū)崿F(xiàn)勻減速的約束性能。現(xiàn)在市場上能買到的安全帶對人體的約束形成的是這樣一個狀態(tài),一個前邊會有一個跑空的段。第二個,它的約束力是這樣的上升,是一個斜的,而不是一個勻減速。

按照這樣一個實際情況,如果做50公里每小時碰撞,我們的車會面臨什么問題。初速度50公里每小時,我們想控制胸部加固40個G,這是由人體的生物力學確定的,人的胸部最大承受60個G,我們以平均減速度控制40個G來做估算,我們可以看到大概S要求的距離是0.5米,就是50厘米。然后安全帶的遲滯,因為安全帶會有一個遲滯的,車感的烏標帶遲滯會小一點,國標帶或者美標帶可能遲滯會大一點,如果有預張緊可能會更好,但是我不上氣囊,就不能上預張緊。一上預張緊,就有碰撞點火,就有傳感器,傳感器標定,上來的成本都很高的。

加上這個遲滯有一段距離,26厘米就給浪費掉了,再加上26厘米。如果我們現(xiàn)在這樣一個狀態(tài),如果做50公里每小時正碰,設計空間有效的乘員約束空間大概需要76厘米。

我們做過幾個車型,現(xiàn)在的低速電動車正面碰撞能夠給我們用的設計空間大概只有六十幾厘米,所以如果要執(zhí)行50公里每小時碰撞,你現(xiàn)在的車可能全部得廢掉,鼻子不夠長。

我們這些車在設計的時候大部分是這樣,因為一開始告訴設計公司就沒有碰撞安全的要求,所以人家給你簡化了。我看到好多車是奔奔、QQ做了手術(shù)的贗車版,縮了150毫米左右,縮小了一點幾厘米,把它原來的前保橫梁的150毫米的碰撞盒給拿掉了。當然,加上那150毫米,這60再加15,大概75。所以,人家原版的車,沒有被你閹割之前,原版的那個車,50公里每小時的碰撞基本上是能達到的,所以我們要做到50公里每小時的碰撞,這兩個距離加起來,大概需要一個75厘米、76厘米左右這樣一個設計空間,我才能把這個減速合理地設計后,能夠滿足現(xiàn)在碰撞安全要求。但是如果做40公里每小時的碰撞,這樣算下來只要51厘米,我們現(xiàn)有的車基本上都能達到。

接下來我們看碰撞的時候怎么做,要滿足正面碰撞安全要求,我們在設計開發(fā)的時候,是把它分為車身和約束系統(tǒng)兩個系統(tǒng)來做的。

車身剛才說了幾個功能,吸能、后邊部分抵抗住、別坍塌、控制一個對碰撞保護比較有利的沖擊波形,嚴重控制侵入量,比如方向盤后移、上移,這個對傷害都是有害的。有時候會出現(xiàn)那種情況,方向盤前移,方向盤前移到底是有害還是有利,這個事情要辯證地看。如果我裝了氣囊,有了氣囊,那方向盤前移也是有害的,因為會晃,一晃動就完了,腦袋不知道往哪扎。

但是如果現(xiàn)在對低速電動車正面碰撞開發(fā)不打算用氣囊,如果往前搖倒是一個好事。為什么方向盤有可能往前移呢,下一步發(fā)生碰撞,有傾路以后,按專項柱基本上這樣支撐著,這個地方發(fā)生碰撞以后,它有可能出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象。所以,有可能這個方向盤在正面碰撞的時候往前擺,我如果不打算用氣囊,這個方向盤往前擺我倒是不反感,當然它又有一點討厭,它有可能往上移,往上移可能對頭部傷害是有點影響的,所以還是要綜合考慮。

總體來說,我們希望方向盤至少不要后移,后移和上移都是有問題的。

第二個,護膝板的區(qū)域,膝部的區(qū)域不能沒有侵入量。

第三個,腳踏板的位置,侵入量要控制。因為腳踏板的位置如果侵入量過大會造成腳踝的傷害。護膝板的區(qū)域有很大的傾度,會造成膝部和大腿部的傷害。方向盤過大的后移或者上移,尤其是后移會造成胸部的傷害。所以這是我們車身的要求。

車身滿足要求以后,約束系統(tǒng)。約束系統(tǒng)一般是供應商做的,主機廠只要做好一個供應商管理就行了,所以我們在開發(fā)的時候經(jīng)常叫做開發(fā)車身,匹配約束系統(tǒng)。車身凍結(jié)以后,約束系統(tǒng)進入最后的調(diào)教。當然一開始的時候是要大家合作起來,把整個系統(tǒng)優(yōu)化出來。當然現(xiàn)在隨著CE能力的提升,現(xiàn)在的CE可以做到兩個部分,因為有些人講的現(xiàn)在有了,但是有些人講的模型也夠貴的,四五萬美元吧?,F(xiàn)在主機廠基本已經(jīng)不分開了,原來我們用顯示有限元去算車身結(jié)構(gòu),然后車身結(jié)構(gòu)這邊的侵入量,沖擊波形,這些東西提取出來,然后約束系統(tǒng)這邊用medimo(諧音)去建模,用多剛體系統(tǒng)軟件去建模,兩個分別來做。

但是現(xiàn)在有限元的甲輪模型,因為過去的有限元的甲輪模型不行,所以都是分開來做。尤其是medimo里面多剛體的甲輪模型,當時在甲輪模型里面是最好的,算出來比較好。但是現(xiàn)在已經(jīng)有了有限元模型,有限元的甲輪模型,所以現(xiàn)在很多汽車廠已經(jīng)是兩個連在一起算了,沒有必要分開了。

但是提要求的時候,這樣一起來算也還是有很多問題的,計算資源在開發(fā)過程中總是不夠用,有的時候在設計的時候提出來這個地方變一下,那個地方變一下,每一個變化對最終的結(jié)果都要算一遍,這個計算資源的消耗也是比較大的。

所以,在汽車行業(yè),我們曾經(jīng)是以這種方式把它切開,安全車身做安全車身,通過碰撞波形和侵入量來控制車身的要求,然后把它影射過來到多剛體系統(tǒng)的仿真軟件里面優(yōu)化約束系統(tǒng)。

第二個,主機廠自己的開發(fā),技術(shù)人員不夠的時候,這塊工作是可以踢出去的,扔給供應商做就完了。

現(xiàn)在汽車行業(yè)在發(fā)生變化,汽車廠自己收回來了,一個人數(shù)、人員多了。第二個,兩個放在一起,反而可以進行整個全局系統(tǒng)更好地優(yōu)化,當然計算能力上升了,所以這是這樣一個開發(fā)的大體流程。

我們現(xiàn)在看第一部分,車身結(jié)構(gòu)耐撞性。正面碰撞以后,整個車身的區(qū)域分為三個區(qū)域。一塊變形吸能區(qū),它的變形是正常的,就是我設計出來的,我讓你變形。第二個,剛強的乘員區(qū)不能變形,它一變形,人就會受傷。第三塊,中間這里一個過渡區(qū)。

三個區(qū)域各自承擔的任務,變形吸能區(qū)就是我設計出來讓它壓潰,讓它吸能。但是你的變形方式得按我設計的方式,我不是不讓你變形,但是你的變形得按照我的設計方式來進行。

剛強的乘員區(qū),主要的作用是給車內(nèi)的人提供生存空間,不變形,越剛強越好。

第三個,過渡區(qū),做好載荷的分布,把載荷分布好,避免發(fā)生坍塌。如果過渡區(qū)坍塌了,一切都完了。前邊這個能量吸收就做不到了。

分這么幾個區(qū)域,這是一個車身的結(jié)構(gòu),最重要的是這個,能量吸收。然后第二才是這一塊,過渡區(qū)。過渡區(qū)不失穩(wěn),能量吸收不發(fā)生焊點開裂,正確的變形吸能。第三部分,剛強的乘員區(qū)肯定不會出問題。

如果這兒發(fā)生了坍塌,或者這里發(fā)生了不可預見的焊點開裂,沒有完成能量吸收,乘員艙就保不住,剩下的能力就會把它擠廢。

過渡區(qū)里面最擔心的一個事情,這個鵝脖子,有這樣一個鵝脖子,我們的承重梁是比較高的,然后下降下來以后整個門檻是比較低的。鵝脖子是比較容易發(fā)生坍塌的地方。

先來看看能量吸收。正面碰撞中,最佳的能量吸收方式叫手風琴變形,這是最厲害的。手風琴變形,這種情形吸收能量是最大的。一般我們車身正面碰撞以后,大概會形成五六節(jié)手風琴變形。大家去看一下你的車身,在這個區(qū)域,基本上都有那個變形引導槽,在變形引導槽的作用下來完成,實現(xiàn)這樣一個手風琴的變形。

這種變形方式的力和位移的方式基本上是這種結(jié)果,是能量吸收比較好的一種方式。這種方式在正面碰撞的前重梁里面,只要能夠看到250到300毫米,我們就放心了,這個正面碰撞基本上沒問題。

所以,做完正面碰撞以后,碰撞設計的工程師第一件事情迫不及待地要趴下去看一看,自己的前重梁這個位置到底是不是產(chǎn)生了這樣一個手風琴變形。只要看到這一塊,基本上放心了。

主要看兩個事情,一個是鵝脖子別給塌了,鵝脖子塌了,前邊也就完了。第二個,手風琴有沒有,手風琴變形有,已經(jīng)基本上不擔心了。

第二種是彎曲模式。第二種能量吸收叫塑性角,塑性角在一個地方發(fā)生這樣一個塑性,它受壓的那邊會形成一個失穩(wěn),形成一個塑性角。塑性角在前重梁上,基本上在這個位置會有一個Z字形的兩個塑性角。這是正面碰撞的時候,對截面,通過截面的控制來產(chǎn)生和引導這些變形。整個力流、載荷流,正面碰撞的時候載荷流是這樣一個狀態(tài),先看整個車身分為上、中、下,在乘員艙這塊分為上中下三路。上路載荷不算大的,中路要靠我們的門鎖、門腳墊,所以,我們?nèi)绻信鲎舶踩?,我們用的門鎖、門腳墊一定按照汽車的標準要求測試。否則,門鎖、門鉸鏈撐不住,這個傳力路徑就沒了,A柱這里就會潰進來,A柱潰進來,膝部那個地方的侵入量就要大,方向盤的后移量就要大。所以這個地方是一個載荷,這是一個載荷路徑。下部這樣一塊。這是乘員艙的三路載荷。

這是前邊的吸能部分,主要靠兩個大梁,撞到后邊的時候還會有兩個上重梁,這是兩根下重梁,在下重梁這里會有前邊一段手風琴變形,后面一個Z字彎形成的兩個塑性角,這是前邊部分的一個變形的設計。

過渡段在這里,從上下方向看,重要的是把這個鵝脖子過渡好。

在這個力流里邊,最大的力是在底盤上,下車身上。上車身承受的載荷并不大,主要是下車身。

我們現(xiàn)在好多超高強度鋼板都用在下車身。下車身這里的載荷,前重梁上的載荷,下重梁的載荷比上重梁大多了,下重梁過來的載荷在這里要分解開,過渡段要滿足這樣一個要求,把它分解掉。

現(xiàn)在有些車型抄得比較老的轎車,不行的。前重梁過來以后就直直地戳在防火墻上,你說咋辦。防火墻就零點幾毫米,就算增加到一毫米,再大方點,1.5毫米,哪能撐得住。所以如果前重梁過來直直戳在防火墻上,完蛋了。

我們的下車體能夠承載的是這樣幾個部分,門檻可以的,中通道可以的,但中通道有一個壞處,但是到電動車反而好了,因為轎車、內(nèi)燃車中通道要布排氣管,電動車這塊倒好設計,沒有這個排氣管問題,這里承載很容易設計。轎車里邊,內(nèi)燃車里邊只能是一個開口薄臂件,開口薄臂件的穩(wěn)定性不好,在它旁邊用一個超高強度鋼板,熱沖壓鋼板再把它圍邊圍起來,把它固化起來。電動車這塊反而好設計,這里面不存在問題。

前重梁要延伸過來,這是前重梁的延伸。前重梁和前重梁的延伸梁應該有一個高低差,把這塊做好。為了防止側(cè)面的坍塌失穩(wěn),這里要加一個第一橫梁,這個橫梁保證它側(cè)向的穩(wěn)定性,這里的三岔結(jié)構(gòu)保證了它和乘員艙之間載荷的分布,載荷非常大的前重梁的載荷在這里分成三股,一股由中梁來傳遞,一個由前重梁的延伸梁傳遞,一股傳到門檻梁上。只要這樣的結(jié)構(gòu)做好,這個車身結(jié)構(gòu)就沒問題了。這是一個正面碰撞的耐撞,具備耐撞性的車身的主題結(jié)構(gòu)。

我們再用有限元算的時候,一般是這樣,建模,稀里嘩啦算,然后看最后結(jié)果。這種可能做逆向設計還有點用,反正不管三七二十一,我就抄人家的結(jié)構(gòu),然后算一下,看看行不行,不行就胡亂改,把這個地方加厚點,那個地方加厚點。這樣的分析不太合適。

最佳的方式是這樣。在有限元模型里面,可以對這些梁打出一個截面,在每個截面上邊可以把這個截面上邊的單元的載荷取出來,然后現(xiàn)在有專門的軟件做后處理,像這個圖里面畫把,把力流,把截面力算出來,我們要看看車身里面真正受力的梁件,這時就能夠很好地看清楚車身結(jié)構(gòu),如果出問題,有了這樣一個李流的,載荷流的圖,很容易分析清楚問題出在哪里。

比如像這個模型里邊,我們可以在里邊加一些截面以后,把每個截面的力算出來。這個載荷面一出來以后,就會知道它到底承擔多大作用,它到底成大多少,這個力分了多少,有多少載荷分到哪里去了。這是一種正面碰撞的結(jié)構(gòu)。

設計的時候,在車身里邊,至少要通過不同的鋼板搭起來,要能看到這些梁。這些梁的載荷通過有限元軟件可以把它算出來。如果用型材倒簡單了,這些梁結(jié)構(gòu)直接用型材去做了。型材做出來可能重量會大一些,但是用型材搭這個車身倒很容易,從碰撞安全角度來說,像特斯拉是用鋁型材做出來的車身骨架,它的那個正面碰撞波形就非常漂亮,幾乎是理想的狀態(tài)。吸能的專門用來吸能,后面的結(jié)構(gòu)件,這種坍塌了之類的都不用擔心,尤其是鋁型材穩(wěn)定性非常好,鋁型材擠壓的時候,里面的行腔可以做成多腔,不像薄鋼板做起來以后有可能坍塌,它根本不會。

所以,如果用型材做,如果用鋼的型材,我們最擔心的倒不是說做不出來,我們最擔心的是重量太大。如果用鋁型材更好做,但是我擔心價格又下不來了。因為現(xiàn)在好一點的合金鋁30塊錢一公斤,鋼板才多少錢一公斤,四五塊錢一公斤。所以這塊弄下來有點。當然它的比重還不一樣,但是鋼和鋁比重差才不到三倍,但是價格差已經(jīng)接近8倍。所以,用鋁來做,成本上還是高。所以,從這個角度來說,用薄鋼板生產(chǎn)批量大,比較成熟的還是薄鋼板。這是正面碰撞的車身結(jié)構(gòu)。

約束系統(tǒng)簡單一點,因為今天主要是看看車身結(jié)構(gòu)。約束系統(tǒng)正面碰撞就這么幾個東西構(gòu)成的,一個座椅別被壓垮了,現(xiàn)在不會遇到這樣的問題,因為下面是鉛酸電池,很高很高的鉛酸電池。然后這個座椅其實連支腿都沒有,基本上滑軌就直接在鉛酸電池板上,當然沒有壓垮之說。但是沒有鉛酸電池以后,我們這個座椅是要靠兩個支腿,滑軌是要支在車身地板橫梁上的。我們前期設計的時候也經(jīng)常發(fā)生這個問題,正面碰撞的時候,這個位置向下的壓力還是挺大的,經(jīng)常發(fā)生座椅的坐盆和前面的支腿被壓垮的情況,這個被壓垮就完蛋了,所以座椅也有相應的要求。

安全帶的鎖扣是在座椅上的,所以座椅的骨架強度、座椅的滑軌強度,尤其是座椅前后調(diào)節(jié)的時候那個牙齒,這個都是一個很大的考驗。

安全帶,這幾年這些低速電動車廠把原來汽車行業(yè)淘汰了的幾個安全帶廠又給救起來了,我看了一下從工藝上就不行。像安全帶的上導向架、鎖扣,這些位置受力都是非常大的。它在制造的時候是用沖出來的,下料的時候是沖出來的。汽車行業(yè)最早的時候,我們都是用普通沖,普通沖沖出來的這種方口都是不行的,因為普通沖床沖出來的時候,比如一個兩毫米的一個鋼板,普通沖床沖出來的面,三分之一左右是剪掉的,三分之二是失掉的,所以那個面是不光滑的,你去看看現(xiàn)在用的安全帶的鎖扣,方形的那個口,那個面,去摸一摸,或者拿眼睛看一下,盡管它已經(jīng)鍍鉻了,但是那個面是不平了。

這樣的產(chǎn)品其實在汽車行業(yè)早就被淘汰了,在碰撞的時候,不平的面會產(chǎn)生一個斜的力,受到兩噸到三噸左右拉力的時候,鎖繩就掛不住它,會拉出來。

這是一些小的工藝細節(jié)。怎么才能避免這樣的情況,精沖,用三向受力的方式擠下去,整個這個面上,切下來的這個面是齊齊的。就是這樣一些工藝的差別。

其實這樣一條滿足碰撞安全要求的帶子不滿足碰撞安全要求的帶子,我相信你們采購的價值是一樣的,但是沒有對供應商進行約束,或者沒有找到有精沖床的供應商。我們前期做實驗的時候,這些安全帶就是由我們這些廠里面提供過去的安全帶,我用14166,就是安全帶的動態(tài)實驗標準去做實驗,基本上都過不去,有好幾個前期的實驗,通過的實驗都是實在沒辦法,送一條帶子不符合要求,送一條帶子不符合要求,最后沒辦法,還是跑到汽車廠要一條帶子才把實驗做過去。

一個滿足要求的帶子和一條不滿足要求的帶子,其實就在這幾個地方的精沖還是普通沖。這個差別才多大,我想生產(chǎn)廠的成本,一條帶子差不出來一塊錢。但是,這么一個小的工藝改變就會在碰撞中造成一個不確定性。

這個的好處,現(xiàn)在生產(chǎn)廠不多,國內(nèi)就那么兩家生產(chǎn)廠,它就是想找不好的帶子也沒有。因為制帶的技術(shù)含量蠻高的,生產(chǎn)的集中度也非常高,所以倒沒發(fā)現(xiàn)有什么問題。

氣囊,我們剛才說了,不想用。護膝板這里,我們在40公里每小時碰撞,護膝板這里的要求也不是太高,所以這里面會有一些,在設計的時候應該注意,但是難度并不大,稍微注意一下就可以了。

轉(zhuǎn)向柱壓潰,壓潰是轉(zhuǎn)向柱,現(xiàn)在也已經(jīng)非常普遍,在胸部跟方向盤接觸有一個壓潰,有80到100毫米的壓潰,這些都是一些非常成熟的東西。安全帶我們初步想用普通的安全帶。

現(xiàn)在汽車行業(yè)其實已經(jīng)普遍用先進的安全帶,有預張緊,在這里有預張緊,在這里有預張緊。因為有預張緊以后,它就有點火的問題。如果跟氣囊配起來,這個點火增加了成本,當然一條有預張緊和泄力器的安全帶,價格比這樣普通的安全帶貴一百塊錢了,兩條帶子就兩百塊錢,這個也是一個比較大的花銷。

還有一種結(jié)構(gòu),不用預張緊,但是用限力,這個限力還是要的。因為安全帶那個自帶的特性,越往前拉拉力越大,造成胸部約束。到后期對胸部的約束力過大。

所以,初步我們一般用的是這樣,不要預張緊,但是要帶限力器?,F(xiàn)在沒有預張緊,有限力器的帶子,成本也不是太高。沒有預張緊的帶子大概三四十塊錢,加一個先力軸加個十幾塊錢,但是預張緊再加上去就要過百了,這是我們后面開發(fā)的時候約束系統(tǒng)方面遇到的一些問題。

接下來看一下側(cè)面碰撞。側(cè)面碰撞50公里每小時,900公斤的一個車撞擊實驗車,里面放了一個ES2假人,對頭、胸、腹部和骨盆,就是人的這一塊、這一塊、這一塊、這一塊四個地方進行傷害測試。

我們坐在車里面以后,這四塊地方基本上對著的是這里,腦袋對著車窗玻璃,胸部對著這里,腹部對著門扶手那個位置,骨盆大概在門扶手下邊這個位置。

側(cè)面碰撞第一個事情下來線檢查人機,車內(nèi)的人機布置,加入頭部會接觸到B柱或者會接觸到車頂梁。因為現(xiàn)在很多低速電動車用鉛酸電池的時候,把這個人的坐姿高度調(diào)得老高老高。有好幾個車進去以后感覺到,就我這個身材坐進去,腦袋都有可能磕到A柱的頂梁。

側(cè)碰的假人,ES2那個假人坐姿高度比我高,比我還略高一點。第二個要命的是,正碰假人,側(cè)碰假人坐姿是不一樣的,跟卡地亞(諧音)里邊的人機布置的假人也不一樣,所以這個事情挺難校合,首先要校合這個腦袋不能跟這些硬的地方碰,因為跟這些硬的地方如果碰著就沒戲了,我們希望他腦袋正好對著車窗玻璃,腦袋撞玻璃沒事兒。

一個,在側(cè)面碰撞的時候,腦袋還沒跟玻璃接觸呢,玻璃已經(jīng)被撞來的那個車撞碎了。第二個,就算是不撞碎,憑我們的腦袋把玻璃打碎是不會有任何傷害的。所以,這個位置一定要小心。但是如果能磕著那個鋼的部位就完蛋了,我們沒打算在內(nèi)飾里面花力氣對它進行緩沖。如果最后跟鋼梁相撞,那就意味著用一個緩沖吸能的東西把它隔開,這個隔起來代價就大了。所以,首先要檢查一下人機。

然后這幾個位置我們看到,到時候這個車門內(nèi),車門板是要進行設計的。根據(jù)人的胸、腹和骨盆的耐受力的程度改變、調(diào)節(jié)、優(yōu)化它的剛度。

這三個地方我們就不要文縐縐地說那些聽不懂的話,這三個地,腰、胸部、肋骨這兒,骨盆這兒,你說哪最耐揍,肯定骨盆最耐揍。這相當于三個并聯(lián)的彈簧一樣,這樣沖過來,我們希望承受力是跟骨盆接觸的這個地方硬一點,它承受載荷大一點,骨盆比較耐大。然后腰第二,肋骨最差。所以,小時候如果你媽打你,肯定照著屁股膽子上踢,如果外面打架,誰往屁股膽子上招呼,你屁股膽子上打了一兩下,人家給你肋骨那兒一下,你歇那兒了。所以肋骨肯定最不耐揍,這三個地方我們要對它的剛度進行一個匹配。

這是我們說的保護系統(tǒng)。所以側(cè)面碰撞其實相當于就是這個車門板撞擊了以后,車門板侵入,然后車門板以某一個速度打擊這個人,把這個人推了一下,把這個人推開,這個就是一個側(cè)面碰撞過程。

剛才解釋了側(cè)面跟人體的接觸該怎么設計,設計的準則是什么。因為肋骨有肋骨的耐受力,腰部有腰部的耐受力,骨盆有骨盆的耐受力,根據(jù)各自耐受力的大小來分配剛度,這是車門板的設計。

這個車門板,如果車身的側(cè)圍強度不夠,這個車門板的速度就是移動壁障的速度。如果車身結(jié)構(gòu)絲毫沒有抵抗力,意味著這個人的側(cè)面就要被50公里每小時的速度打一下,那還有得活了,50公里每小時打過來,相當于14米每秒的速度,肯定是沒個活了,要超過這個人的耐受力。

我們首先要靠車身的側(cè)圍結(jié)構(gòu)來抵抗,要控制它的侵入速度。我們希望的侵入速度是這樣,跟骨盆的侵入速度大概9到10每秒是沒文問題的,或者十九八,或者八九七。胸部這里,我們最好是控制在七每秒的速度。腰這里最好控制到八每秒以下的速度,骨盆這里到9每秒,到10每秒都問題不大。

所以,通過這個車身的側(cè)面的強度,首先要提供一個側(cè)面的抵抗,降低車門板跟人體的接觸速度,就是車門板的侵入速度,使得車門板跟人體接觸的時候,速度不是那個移動壁障的50公里每小時,就是14米每秒,而是有適當?shù)南陆怠?

第二個,跟人體接觸以后,一方面推人會有一個加速過程。同時,車門板又受到車身結(jié)構(gòu)的約束,也有一個減速過程,所以側(cè)面碰撞過程,我們來看看,從錄像里面看是這樣一個過程,就是這樣推了一下。這是我們在側(cè)面碰撞的時候要測試的幾個內(nèi)容,關(guān)心的事情。

車門板的侵入速度,一開始的時候車門板的速度是零,移動壁障過來以后跟它接觸迅速上升,然后受到車身結(jié)構(gòu)的約束開始下降,這是車門板的一個速度波形。

第二個我們關(guān)注人的速度,人一開始跟門板沒接觸的時候,人的速度等于0,等到跟門板接觸以后,在門板的推動下,人的速度上升。

側(cè)面碰撞的時候,傷害發(fā)生在哪里呢?從這兒到這兒,大概在20毫秒到40幾毫秒這個范圍內(nèi)。這個門板跟人還沒接觸,這個人都不受力,那當然沒有傷害了,無緣無故不會受傷,受傷肯定是受力了。所以在這之前,門板跟人沒有接觸之前,人的速度等于0之前,人是不會受傷的。

那么等到門板跟人接觸,人開始加速,人的速度上來,這個加速過程是側(cè)面碰撞時候人受傷的過程。到什么時候傷害結(jié)束?人的速度跟門板的速度相等的時候,門板和人之間的相互作用力又沒了,所以側(cè)面碰撞其實人在過“鬼門關(guān)”就在這一段,大概在20毫秒到45毫秒之間,很多在25毫秒到45毫秒之間,在30幾毫秒開始,就在這個范圍,30、40毫秒的時候是他受力的最大值。

至于另外兩條線,我們沒必要太管它,一個是移動避障。一開始的時候50公里/小時的速度,跟車碰撞以后下降。試驗車一開始停在那兒不動,撞了以后速度上升,因為車的側(cè)尾還是挺軟的,幾乎是個塑性碰撞。兩個撞到一起以后就粘在一起往前推,所以移動避障和車的運動速度相等。這個過程沒什么好設計的,基本上就是符合動量守恒,就是這么一個過程。

兩個撞在一起以后,最終的速度是等于多少?就M1除M1加M2乘上V10。V10就是50公里/小時,兩車的重量定了以后,就是最終的速度,所以這個里邊,這兩條曲線沒什么科技感,重量定了以后就定了?,F(xiàn)在我們移動避障那是個標準車,是定的,所以車重了,最終的運動速度應該要低一些,車輕了的話,最后要高一些,這是這條速度,這個沒用的。重要的是這里,車身結(jié)構(gòu)最重要的是這兒,它的減速。

約束系統(tǒng)最重要的是這兒,就是車門板的設計最主要是這兒,一個加速。我們用車身強度來增加這個減速度,這個減速度越大越好,這個減速度取決于我們車身的側(cè)尾結(jié)構(gòu)。這個加速度我們希望它小一點,這個取決于我們車門板的緩沖,所以側(cè)面碰撞的話,大概是這樣一個過程,它的形狀設計要對好位置。

第二個,那么這個沖擊波型,這個減速度要盡量大,所以它就是這樣一個過程。車門板跟人接觸以后,車門板受到車體的約束再減速,車門板跟人接觸以后,車門板推動假人,假人再加速,最后兩者速度相等,這樣一個減速過程和這樣一個加速過程,到最后碰到一起傷害結(jié)束,所以它的設計就是這樣。這個a等于v0的平方除2D減A,這個大A取決于我們車身結(jié)構(gòu)的強度,強度結(jié)構(gòu)越大,這個A越大。

V0是標準規(guī)定的,如果行業(yè)規(guī)定能做40公里/小時,當然我們作為一個工程師就簡單了,就容易多了。50公里/小時,我們的難度就大一些。

D就是那個車門板的厚度,有多大的緩沖距離。所以我們這車因為寬度比汽車都窄,尤其是我們現(xiàn)在標準草案寫的是1.5米,1.5米現(xiàn)在布置就已經(jīng)困難,一個比較舒適的布置可能動不動就到1.56米,我看你們的幾個車都在1.56米,有的車甚至到1.67米?,F(xiàn)在很多中級以上的轎車,大型轎車有些大點兒的SUV已經(jīng)過兩米,這是寬度。

那么這個寬度只有1.5米的話,兩個人要并排坐,已經(jīng)有所困難。好處我們沒有中通道,假如說把手剎也拿掉,因為現(xiàn)在很多電子手剎,如果用電子手剎,手剎也拿掉,中間這塊倒是能找出來一塊空間,也許能行。

速度高了以后,這個車門板就要厚,因為沒有足夠的厚度,就沒有緩沖,緩沖就要有緩沖距離,所以要有側(cè)面碰撞,沒有側(cè)面碰撞,這個車門板厚薄沒關(guān)系,有側(cè)面碰撞,這個車門板的厚薄。但如果要用側(cè)氣囊的話就更麻煩了,你看留出來一個氣囊能通過去的,當然側(cè)氣囊肯定不用,現(xiàn)在這個狀態(tài)下用不起這樣的側(cè)氣囊。

這個小a是越小越好,它是作用在人身上的加速度,它乘上人軀干的重量,就是作用在軀干上的D,所以a是我們要減小的,這就是幾個設計要素。

我們先看側(cè)面結(jié)構(gòu)的設計。一個車輛的側(cè)尾的話,如果以一個四門兩蓋的車,門檻、B柱、頂梁,這是構(gòu)成了三個主要的,然后兩個門框、橫梁、頂梁,頂部的橫梁,然后還有車門,這樣一些結(jié)構(gòu)。在這個結(jié)構(gòu)里邊,我們看到上邊部分至少還有這些梁頂著。門檻這里有這些橫梁頂著,這個B柱這里,這是沒法加梁的,所以這個B柱在側(cè)面碰撞的時候受力非常大。我們車門這里這個載荷通過防撞桿,把這個載荷一邊是傳到A柱上,一邊也是傳到B柱上,所以車作用在另外一輛車,代表另外一輛車的蜂窩鋁,擠在車門上的載荷,通過防撞桿,也是分別撞到了A柱和B柱上。然后蜂窩鋁本身會中在B柱上,而B柱在這個地方又是減支梁,中間部分是空的,沒有橫梁頂著,所以在側(cè)面碰撞的時候,這幾根橫梁的設計很重要。我現(xiàn)在看過幾家車廠的車,這個橫梁不是貫通式橫梁,在中間斷開了,那就完蛋了。

因為這里我們這個位置要放鉛酸電池,有個鉛酸電池盒。但是橫梁跟這個門檻梁沒有連在一起,只有在下邊有一根橫梁。那這根門檻梁還是蠻高的,200來毫米。上邊有差不多140到150毫米是空著的,沒有橫梁頂著。這在側(cè)面碰撞的時候,這根橫梁會倒掉,會扭轉(zhuǎn),會倒掉。頂梁我們存在的問題是這樣,其實我們頂梁說一個車頂蓋,然后里邊有一個深度不太高的Ω梁。

那么這個位置,這根梁和頂蓋的梁構(gòu)成為一個頂梁。但這個頂梁你去看看,你的沖壓板,因為這個位置不可能用點焊的,那個夾鉗都夾不進去。我們現(xiàn)在看從汽車上抄過來的那個頂梁,這根梁上面兩邊有兩個槽,那個是放結(jié)構(gòu)膠的。但是我們現(xiàn)在低速電動車廠沒有一家在車身的制造過程中,在組焊的那個工位上,這兩個槽里邊沒有一家往里打結(jié)構(gòu)膠的。那么不打結(jié)構(gòu)膠的話,這根梁和上邊那個頂蓋的板之間是兩體的,所以橫梁也沒有構(gòu)成一個完整的橫梁。一個開口梁,一個薄管,一個開口梁根本沒有承受力,那個薄管就更沒有承受力。那么我們這里就僅僅是用那個,我看到有白糊糊的那個膠,問他們什么膠?他們叫膨脹膠。仔細查下來,我發(fā)現(xiàn)這個膨脹膠其實是阻尼膠。到最后這個膠它的作用僅僅是抑制振動噪聲的,而起不到結(jié)構(gòu)強度的加強作用。這些東西當然沒有什么大的問題,等到以后如果有側(cè)面碰撞了,稍微注意一下,把那點結(jié)構(gòu)膠加上去就行,就可以起到這樣的一個作用。

那么B柱中間是不可能加梁的,完全要靠它的高張力。所以在這樣的車身里邊,這塊B柱加強板是一個高科技的產(chǎn)品?,F(xiàn)在我們很多低速電動車廠,這塊鋼板里邊的加強板有的甚至沒有。即便有的,我后邊有個案例,也犯了我們過去在汽車里邊犯過的錯誤,結(jié)構(gòu)上不合理,用的鋼板強度不夠。

那么現(xiàn)在的汽車要達到四顆星、五顆星的汽車,達到五里星的汽車,這塊鋼板有很多企業(yè)已經(jīng)開始用了熱沖壓板,就是強度已經(jīng)超過1000兆帕,接近1500兆帕,這是一個科技性能要求很高,技術(shù)要求很高的一塊加強板,所以這塊加強板在汽車里邊,尤其是要兼顧到輕量化以后,至少在600兆帕,甚至有的企業(yè)用到1000兆帕的熱沖壓板來充當它的功能。

我們來看看這個例子,我看了一下低速電動車廠的一些車身,這是我大概在零幾年的時候做的一個案例,那時候犯的這個錯誤現(xiàn)在在我們這個行業(yè)犯著。

這個車當然側(cè)面碰撞是一塌糊涂的,我們看看犯哪些錯誤?門檻失穩(wěn),你的車撞了門檻肯定歸失穩(wěn)。一個是這個橫梁,那種橫梁跟門檻接觸的部分,橫梁的高度不夠,沒有給它支撐。

第二,橫梁里面的隔板,我們原來是這個隔板設計得不合理,你現(xiàn)在有些壓根兒就沒有隔板。

B柱,這個塑性角出現(xiàn)在這里塌掉。這里就是橫梁對它的支撐不夠。這里的連接,當然我們汽車像這些槽里面本來就用結(jié)構(gòu)膠的,所以我們在這里面出問題。你的車撞了以后,在這兒還會出問題,也會塌下去,沒有結(jié)構(gòu)膠的話,這里也會塌下去。原來我們設計的時候,這個連接處,這根橫梁和這根頂梁的連接處沒處理好,出現(xiàn)的間隙,這在分析的時候,你一定要打那個截面,去觀察載荷流,就能發(fā)現(xiàn)這個位置它載荷流斷了??瓷先ズ孟襁B起來了,但實際上載荷沒法傳遞過去。

這里發(fā)生了一個問題,門檻扭轉(zhuǎn),B柱的加強板不合理,導致這里剛度太低,塌掉。橫梁在這個地方的連接結(jié)構(gòu)不好,這里面塌掉。然后做了一些優(yōu)化,改變這兒的連接結(jié)構(gòu),把這個變形消除掉。改變B柱的加強板,優(yōu)化以后把這兒包起來,這里主要是把B柱,這是原來的B柱加強板,這是新的B柱加強板,這邊也做了改進。B柱加強板跟門檻的連接部位做了優(yōu)化,原來這樣的連接,現(xiàn)在改成這樣的連接。優(yōu)化以后,B柱沒問題了。

門檻的扭轉(zhuǎn),這是原來側(cè)面碰撞以后,整個門檻扭成這樣,改這個橫梁。首先是改橫梁,把橫梁的高度加大來穩(wěn)定地支撐住,就是增加這個門檻側(cè)向的穩(wěn)定性。原來這個門檻太矮了,現(xiàn)在把這個支撐高度上來。

第二早期失穩(wěn),這個門檻梁里面這個空盒子失穩(wěn)掉,原來這兒只放了兩個橫隔板,現(xiàn)在這里面密密麻麻加一些橫隔板,并且這個橫隔板要焊上。我們現(xiàn)在很多車去檢查一下大家的車,沒有這個橫隔板,因為你告訴設計公司你不做碰撞,不做碰撞,這些板就沒了。但是沒有這些板的話,碰撞以后就完蛋了,這是一個車身側(cè)面碰撞的案例。這是我在2000年左右的時候做的一個東西,我發(fā)現(xiàn)原來我們汽車行業(yè)汽車車身犯過的錯誤,現(xiàn)在在我們的低速電動車上好像還在犯。

車門緩沖板就是這樣,先要搞清楚跟我們胸部、腹部和骨盆接觸的位置是哪里?這種高分子材料,這個材料性能要算出來很難,我們還是開發(fā)了一套試驗的方法,來測試它的剛度。當然現(xiàn)在汽車廠是試圖算出來,把這種材料也是取了小樣,做材料性能試驗。這些材料還不是說做一個靜壓就夠的,因為靜態(tài)實驗的結(jié)果跟實際時候,跟我們動態(tài)的沖擊又不一樣,還要去做高力變率(02:23:28諧音)的材料性能測試。但好在現(xiàn)在清華大學在蘇州有一個研究院,他們能做。汽車廠現(xiàn)在基本上是通過周清老師這個材料力學性的實驗,這個技術(shù)提升了以后,現(xiàn)在像這樣的材料也可以直接算出來,當然那個代價也是蠻大的。

那么我們用的辦法,過去早前的時候沒有這些能力的時候,像對待金屬材料算不了,我就是實驗,用實驗來做?;旧衔覀円笫沁@樣,這三個地方,這兒要剛度最大,這個剛度減小一點,這邊的剛度要最小。因為這邊對應的是我們的肋骨,這邊對應的是腰部,這邊對應的是骨盆。這種實驗一種靜態(tài)實驗方法,靜態(tài)實驗方法擠壓了以后,得到一個靜態(tài)的力對應曲線,我們說靜剛度的曲線。靜剛度曲線再按照經(jīng)驗公式,乘上一個動剛度系數(shù),這個可以推斷出來。但是不準。

更準的辦法我們直接用沖擊,我們分別開發(fā)了胸部模型、腰部模型和骨盆模型,然后根據(jù)總布置的情況,我們跟胸對應的位置,我用胸塊去打。跟腰對應的位置,我用腰塊去打;跟骨盆對應的位置,我用骨盆的那個模擬塊去打,打完了以后,測量這個沖擊塊的加速度,就可以換算出來它的剛度曲線。這個剛度曲線代到軟件里面計算,算出來的結(jié)果和最終實測實驗的結(jié)果吻合度相當高,比靜態(tài)實驗要好很多。

所以我們現(xiàn)在來看,40公里/小時的碰撞,根據(jù)這幾年做下來的情況,沒有什么難度,成本增加也不多。最大的成本增加是我們開發(fā)人員的成本、實驗成本。這個成本隨著產(chǎn)量的上升是可以分攤掉的。

真正到產(chǎn)品采購的成本,幾塊鋼板增加不了幾百塊錢。但是你的座椅比原來要貴,安全帶我倒覺得不一定貴,但是你對供應商要進行管理?,F(xiàn)在我看采購回來那個安全帶沒有什么管理,座椅肯定要多花點兒錢的,這是一個很小的車。當時做的是50公里,這完成的都是50公里/小時,50公里/小時的正碰,50公里/小時的側(cè)碰,都是實現(xiàn)了的。

我本來還有一個問題,本來我們最擔心的是碰撞安全會提高成本,這個我們對照汽車行業(yè),一個車它贏得市場是最重要的,只要產(chǎn)量上升,只要可以規(guī)范化管理,這點點成本很容易分攤掉,尤其是40公里/小時的碰撞,一個我們增加的成本,大部分是可分攤的開發(fā)成本,而不是車在制造時候的采購成本,采購成本增加不了多少。初步估的話,采購成本增加的量大概會在1600到2000塊錢之間這么一個數(shù),這是每輛車分攤不掉的,每輛車都要增加的成本。

第二塊增加最多的是設計人員,就是這些研發(fā)院,研發(fā)院估計不增加四、五十號人,不一定搞得動它?,F(xiàn)在如果要得到五顆星的汽車廠來看,研發(fā)院那塊做CE的,做安全集成的部門現(xiàn)在動輒都在二百人到四百人這樣的一個規(guī)模,所以汽車的安全,我們現(xiàn)在可能還是可望不可及的,那個成本太高了。

加上氣囊以后采購成本也會急劇上升,所以40公里/小時碰撞的話,增加的成本我覺得是可控的。汽車廠,我們看到正面碰撞,連五菱這樣原來做面包車的,碰撞是要把它殺死的企業(yè)都沒有殺死,照樣維持了3萬塊以下的低價格車型,同樣滿足現(xiàn)在2014正面碰撞、側(cè)面碰撞的所有要求,ncap我們看到也沒有把自主品牌打死,反而現(xiàn)在成了自主品牌競爭的一個利器了,這塊真的是要有信心去把它做好的一個東西。

后邊還有一點事情,這是當時ncap這塊。因為如果一個產(chǎn)品有硬傷,你到任何時候都直不起腰來。所以自主品牌如果不是cncap度過了碰撞的黑暗期,不會有今年這個狀態(tài)。現(xiàn)在它可以理直氣壯的話,像當年一出口就遇這個問題。往外一走,到前邊那個是陸風,往德國去就遭遇了ADAC的碰撞。往巴西去遭遇了拉丁ncap的碰撞,到處說你不行,到處說你不安全。

那這種情況下,只要你有一點硬傷,這個企業(yè)肯定是沒法發(fā)展的,所以這種是不能留在我們產(chǎn)品,這樣的硬傷是不能留在我們產(chǎn)品上。我建議是這樣,現(xiàn)在最好是從40公里/小時的碰撞能力來過渡。同時,行業(yè)提供50公里/小時的安全評價,鼓勵一些更安全的車贏得市場。因為我們做過一些車,50公里/小時也能做過去,不過就是花的代價要稍微大一些。

隨著電動汽車行業(yè)技術(shù)水平的逐漸提高,五、六年以后再提升到和乘用車同等的碰撞安全水平。后邊可能沒時間介紹了,電動車還有第二個事情—電安全。我們在碰撞實驗的時候發(fā)現(xiàn)有電火花出來,所以現(xiàn)在我們很多實驗室不敢做帶電的碰撞實驗,這個實驗如果當時電池不是放光電的,是帶電實驗的話,可能會燒掉。僅僅一點浮電,底下拍攝那個,碰撞的時候發(fā)生了短路,就成一個火球。如果電池是滿電狀態(tài)的話,不知道會發(fā)生什么?,F(xiàn)在汽車廠其實在實驗室做實驗,也發(fā)生過把攝像機、假人整套都燒在車內(nèi),也發(fā)生過,所以碰撞時候的火災都發(fā)生過。

電動汽車跟常規(guī)的汽車,跟我們傳統(tǒng)汽車相比多了一個電安全問題。電安全問題這里是產(chǎn)后的一些相應的標準、要求,我們開發(fā)了一套方法來算,就是這些高壓部件和墊板,高壓的墊板線全部建到模型里面。在模型里面計算的時候會輸出來所有這些高壓部件的變形、載荷,以及這些墊板受拉時候的張力。以及在一些有變形的部位,我們要看跟這個接頭,跟這個電纜也沒有接觸,它的間隙還夠不夠?會不會發(fā)生擠壓等等。這些用有效的方法都可以建模,都可以計算。

在電動車的仿真模型里邊,我們增加了電纜的這些單元,來分析高壓電的器件,它的沖擊載荷是多大,有沒有被擠壓的可能性?這些高壓電纜有沒有被擠壓的可能性,接頭有沒有擠壓的可行,以及這些電纜在發(fā)生錯位的時候,有沒有拉斷的可能性,它所受的張力是多少,都可以在有限模型里邊算出來。

這個計算,我分別做了100%全重疊率的正碰,40%ODB的側(cè)碰和側(cè)面碰撞,以及追尾碰撞。那么現(xiàn)在有些企業(yè)甚至做刮底的實驗,因為很多電池都在底下,特斯拉有兩例事故,有兩個起火事故都是刮底引發(fā)的火災,我們在實驗室也做過實際的用鋰電池刮底的測試,也無一例外都是著火的。所以這些它的電安全,使電動車的碰撞安全,比傳統(tǒng)的內(nèi)燃車,傳統(tǒng)內(nèi)然車只要知道碰撞以后燃油泄漏,也就是只要關(guān)注一下油箱的位置,它的變形就可以。現(xiàn)在因為電動車有高壓電的部分,短路、換路、擠壓這些都會導致一些電安全的問題。這個現(xiàn)在有相應的標準有規(guī)定的,這些規(guī)定我們在設計的時候,就要想辦法體現(xiàn)到我們的有限模型里面,因為不能等到最后去撞它。

互動交流

提問:朱教授,你開始說增加一、兩千成本,可以加安全帶嗎?

朱教授:安全帶是這樣,我問過幾個企業(yè)的采購價,光用這個價格,應該能采購到滿足碰撞要求的帶子,安全帶不會增加成本,座椅可能要增加成本。因為你現(xiàn)在如果用了鋰電池以后,現(xiàn)在鉛酸電池上來的那個臺階不就沒了,新的那個座椅肯定自己要帶支腿的,這個支腿上來,就有可能要花點兒錢了。

但是車身上面容納鉛酸電池那個小炮樓似的東西不又沒了,這兩個一抵消,我覺得總成本也不會上升多少。但是現(xiàn)在你的車身里邊,我們說像鵝脖子那里,往前縱梁延伸梁的那個過渡梁里邊沒有加強板,我發(fā)現(xiàn)很多車廠沒有加強板。那個地方?jīng)]有加強板,在正面碰撞的時候,那個鵝脖子那里一下子彎掉了。那個地方要加兩塊,一左一右各加一塊加強板。

門檻梁肯定要加隔板。橫梁要把它連起來,現(xiàn)在都是在下邊就斷掉了,我看到好幾個企業(yè)都是斷掉的。其實我們電動車應該說很容易連起來的,因為他們本來就是平的。如果換了那個鋰電池的話,這個就更容易弄了。現(xiàn)在用鉛酸電池的話,有時候是躲鉛酸電池的那個盒子,躲來躲去,把那個橫梁,把地板橫梁給躲斷了。

B柱那塊板是最貴的,B柱板現(xiàn)在有很多車廠,因為沒有考慮碰撞的話,B柱里面都沒有象樣的加強板,里面很短的一塊加強板。那塊加強板本身強度不夠。跟門檻的連接方式不對,跟上邊那個圈頂梁的連接方式也不對。頂上的那個梁,剛才說結(jié)構(gòu)膠。

提問:你說很對,頂上要打膠。

朱教授:要打膠,但是你們沒有打結(jié)構(gòu)膠,打的是膨脹膠。

提問:我們叫碰撞膠,實際上那個膠不是碰撞膠。

朱教授:其實是阻尼膠。

提問:你這個真的說到了點子上,現(xiàn)在有很多車都是打了膨脹膠結(jié)果沒有脹起來,你說它要降噪是降不下來。

朱教授:那樣的話,側(cè)面碰撞的時候會彎掉,白糊糊那點膠吃不住的,會繃開的。那里結(jié)構(gòu)膠,結(jié)構(gòu)膠是這個問題,現(xiàn)在汽車行業(yè)用漢高和艾聯(lián)比較多,這兩家的確貴。國產(chǎn)結(jié)構(gòu)膠你敢不敢用?反正現(xiàn)在汽車廠不敢用。國產(chǎn)結(jié)構(gòu)膠還是挺便宜的,但是這里邊有個供應商的管理問題,這個膠有這個問題,它要容納我們這個汽車生產(chǎn)過程中的那些油污,你要跟供應商去討論的。

它的配方要容納你的沖壓油,我們不可能對這個鋼板進行清洗以后再來粘接,像平常我們用一點膠的話,你像比如我們做實驗的時候要粘東西的話,是用丙酮去擦的,你平常要粘一個東西,也是要擦擦干凈,烘烘干,然后才敢上膠。這在汽車大批量生產(chǎn)的時候是不可能的,所以那個膠有一點難度,它要有自潔能力,它要跟你討論的,你的鋼板沖壓的時候用的是什么潤滑劑,用量是多少,你都要告訴他。然后他用合理的配膠以后,才能夠生產(chǎn)的過程中,才可以容納這些鋼板沖壓的時候殘留在上邊的這些雜質(zhì)。

還有一個問題就是固化,各家其實到最后,車身焊裝完了以后,拿去涂裝的時候,電泳的時候溫度也不一樣,你到底是低溫電泳的,還是高溫電泳,200來度,還是400來度,它膠的配方都不一樣,這個難就難在這里,膠不難找。國產(chǎn)膠一報價也很便宜,但關(guān)鍵是不知道做膠那個廠的技術(shù)水平怎么樣,它的技術(shù)水平得跟得上你的要求。當然你要用漢高的沒問題,你把這些條件,它給你開一個單子,你把參數(shù)填進去,膠就送過來了,要找一個有一定技術(shù)力量的,但是它膠的價格我估計我們這個行業(yè)不一定用得起,那個價格聽上去是蠻高的。

第二個,我們可能以后如果真的有這些碰撞的要求,我們生產(chǎn)的組織就不能那么隨意了。我們現(xiàn)在很多沖壓可能是外委沖壓,今天高興了給這家沖壓,明天不高興了,把模具搬到另外一家去沖壓。這樣的話,我們擔心沖壓過程中穩(wěn)定性不好,因為它一系列都連在一起的。

再一個就是焊點質(zhì)量,我們現(xiàn)在用幾百萬開出來的模具肯定完蛋,因為現(xiàn)在有的甚至就是開一個拉延模,然后用激光切割下來,那種模具出來的件根本焊不起來。然后用到我們說三道序的當然就好多了,三道序焊點基本上能焊上,但還是會有一些缺陷,所以這塊焊點質(zhì)量控制。過去我們沒有碰撞要求的時候,對這些焊點的缺陷表現(xiàn)不出來。但是一有碰撞安全要求以后,這些焊點的缺陷就會表露無疑。

有碰撞安全要求以后,產(chǎn)量一定得上去,如果要是銷量上不去,那這個碰撞真的成了累贅了,就是你原來生產(chǎn)一萬輛,現(xiàn)在還生產(chǎn)一萬輛,那碰撞安全要求就是一個天文數(shù)字。但是如果你一個月生產(chǎn)一萬輛,然后這些東西都弄好了以后,規(guī)范化了,標準也出來了,身份合法了,一個月產(chǎn)量到了四萬輛、五萬輛,那這個碰撞安全的要求,對你來說一分攤到什么上邊。你可以聽上去增加的部分,不是每個車的采購成本,每個車的采購成本增加并不多。我估了一下,也就是把原來減掉的那些鋼板,不能減,把減掉的鋼板補回去,千把塊錢頂死了,也就一、兩千塊錢。最主要的是你的設計,你的制造工藝,你的供應商管理,所以你可能生產(chǎn)、制造、供應商管理、采購這塊增加的人數(shù)有可能讓你的研究員翻倍。

提問:你開始說的那個我非常贊同,我們那個碰撞,剛開始乘用車出碰撞的時候,主機廠一個個都叫得不得了,說也賣不出去車了,到時候出問題。真的一實行以后,真的把它的水平提升上去了。還有一個是開發(fā)能力,生產(chǎn)的能力,還有整車的質(zhì)量都得到了提升。

而且我們低速電動車這上面的要求,也是希望能夠達到你預測的。

朱教授:低速電動車,你比如說是天津大學經(jīng)濟研究院做的預測,說一年需求五百萬輛,也就是說如果真的能規(guī)范的話,這個量可能上升不得了了?,F(xiàn)在有這個問題了,這種可能性,我們說只要能夠規(guī)范化,產(chǎn)量有上升的可能性,這種投入都不怕。但是這個投入以后,你得給我一個合法身份,如果不給我合法身份,我去規(guī)范它干嗎,銷量又不能上升。

因為無證照的話,你再好的東西也像過街老鼠一樣,人家根本談都不跟你談,你無照,沒有牌照,本身就已經(jīng)違規(guī)了,沒有人再跟你來究你的碰撞安全,你的碰撞滿足不滿足要求。你前提是要把牌照附上去,所以我覺得只要你給我規(guī)范,只要給我正規(guī)的牌照,這些事情我覺得都好商量。成本會上升,但是是全行業(yè)同步上升。更何況其實產(chǎn)量上來以后,根本沒事。

我們?nèi)绻f沒有cncap,我們的自主品牌企業(yè)如果不走過碰撞安全的黑暗期,根本沒有今天的日子。你看16年的產(chǎn)量,自主品牌在SUV里邊,把合資品牌完全,原來誰告訴我們有城市SUV的?是本田的CRV。你現(xiàn)在看看CRV排在哪兒?前五名都找不著它。現(xiàn)在用戶終于相信自主品牌了,毫不猶豫地敢買自主品牌了。你如果還有一身病在身上,誰敢相信,所以這一關(guān)是遲早要過去的。

提問:這個觀點很好,我們本身低速電動車對碰撞都是很怕,因為原來乘用車也怕。

朱教授:原來乘用車也怕。

提問:但是最后真正一過來都好了。

朱教授:但現(xiàn)在十年過來,不是大家都挺過來了嘛。我看了一下乘用車廠誰也沒有被碰死,連當年面包車為主的五菱都給撞成200萬輛了。

主持人:朱教授,我這邊從新聞的角度想請教您一個問題,因為在現(xiàn)在的標準討論中還有一個方向是說要升級為鋰電,你剛剛討論的碰撞安全當中,如果是電池從鉛酸切換到鋰電,電池的技術(shù)路線的變化,會不會對它碰撞的本身也會有一些變化?包括技術(shù)問題。

朱教授a:從碰撞安全角度來說,我覺得如果保留了鋰電的話,碰撞安全是很難過的。因為鉛酸電池實在太重了。尤其是鉛酸電池,如果使用鉛酸電池,在做50公里/小時碰撞的話,基本上沒可能,實在太重了。你7度電就200多公斤,而我要是換成鋰電的話,7度電可能就是五、六十公斤,六、七十公斤,看你用多大能量密度的,這個重量下降一下就一百四、五十公斤就降下去了,一個車上。

從碰撞安全角度,像我們剛才說,側(cè)面碰撞無所謂,鋰電還是鉛酸都無所謂。但正面碰撞,所有的能量要靠前邊那根梁吸收掉。要想吸收掉,我只能增加F,沖擊力要加大。沖擊力加大以后,后邊的部分全要加強,然后重量加大,重量更大。重量一大,每度電能跑的距離又縮短,惡性循環(huán)。這樣一來的話,用鉛酸電池正面碰撞50公里/小時是沒戲的,40公里/小時,用鉛酸電池做過,還是能做得過去的。但50公里/小時做不過去了。但用鋰電池的話,50公里/小時也能做過去,這幾年因為接觸過好幾個車型的正面碰撞、側(cè)面碰撞,因為這些企業(yè)都已經(jīng)在做技術(shù)儲備了。

所以從碰撞安全角度來說,我還是喜歡用鋰電。但是從碰撞火災角度來說,鋰電又特別危險。鋰電現(xiàn)在事故火災、充電火災,尤其是碰撞事故火災還是蠻多,尤其三元,我估計這個車如果上來的話,不給補貼的話,很多企業(yè)可能會用三元,三元鋰電池碰撞火災的確是很擔心。鋰電這個問題跟碰撞的關(guān)系是這樣,從乘員保護角度來說,用鋰電池乘員保護、正面碰撞就容易,開發(fā)難度就下降了,不太會造成車輛過渡的,自重不會增加太多。但如果用鋰電池的話,碰撞火災我倒是有擔心的。

提問:朱教授你好,就是在正面碰撞中,前驅(qū)車型跟后驅(qū)車型差別大嗎?

朱教授:對電動車來說影響不是太大,但是后驅(qū)車型是這樣,你現(xiàn)在用的是后橋式整體橋,最大的問題是影響速度。但是50公里/小時以下的話問題不大。但是如果速度再上去,尤其是想到80公里/小時,100公里/小時,你現(xiàn)在那種后橋整體橋的后驅(qū)就沒戲了。但是如果換成仍然是后驅(qū),但下面奔馳的smart那樣的,那個電機和組件那些東西是在懸上的,跟那個前橋一樣的,還是用等速萬向節(jié)傳到后橋的,是一個獨立橋就沒事。

現(xiàn)在你后驅(qū)之所以不能跑高速,是因為你用了一個非獨立橋,是一個整體橋。整體橋,然后電機加上去,那個組件加在那個上面,一個芽包在那個上面,太重了。那個車五十幾公里/小時,過個減速帶,簡直把屁股都快震裂了,所以如果速度上來以后,為了平抑舒適性,肯定得用獨立懸架,就是分體橋。所以前驅(qū)、后驅(qū)倒沒那么大影響,最主要用獨立懸架,還是用整體橋。你如果換成獨立懸架以后,其實后驅(qū)的也一樣,后驅(qū)和前驅(qū)我覺得沒那么大差別。從正面碰撞角度來說,我當然希望你后驅(qū),后驅(qū)前邊那一塊都空在那里,吸能就好做多了。

當然電機本身不大,其實從這個角度來說,我們做電動車已經(jīng)被傳統(tǒng)內(nèi)燃車好做多了。傳統(tǒng)內(nèi)燃車那個發(fā)動機、變速箱動力總承太大了,把那個發(fā)動機艙給占的死死的。

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