纯电动SUV汽车火灾数值模拟分析

以三元锂电池单体为点火源,综合考虑座椅、门板内饰、轮胎等车内可燃物对热传递的影响,搭建某纯电动SUV汽车整车模型并进行整车火灾燃烧数值模拟,探究由于动力电池热失控引发的纯电动SUV整车火灾燃烧特性、燃烧进程火焰传播及驾驶舱烟雾分析。结果表明,在没有灭火措施的情况下,由电池组引发的整车燃烧可划分为电池包内热扩散、车厢内可燃物燃烧及整车全面燃烧三个阶段,在仿真约35 s后,底盘出现肉眼可见的火焰并逐渐蔓延至整车,且其热传播从底盘向前蔓延的速度大于向后蔓延的速度,起火过程伴随大量烟雾产生。整车温度呈现为汽车底部和两头温度高中间温度较低的情况,汽车电池包位置温度最高,前动力舱次之,后动力舱相对温度最低,燃烧过程产生的峰值热释放速率为5100 kW,最高温度超过800℃。对驾驶员位置进行烟气浓度探测,发现烟气在火灾发生后第15 s进入并在10 s内完全覆盖乘员舱,威胁人员生命安全。本研究探究了纯电动SUV汽车燃烧火灾特性及关键时间节点,有助于深入认识三元锂电池及纯电动汽车热危害性,为人员逃生及消防提供参考。

纯电动SUV正面25%偏置碰撞仿真和优化

为研究某款纯电动SUV在正面小重叠碰撞下的安全性能,根据美国高速公路安全保险协会发布的测试规程,应用ANSA软件建立纯电动SUV正面25%偏置碰撞模型,利用LS-DYNA显式求解软件进行了计算。通过HyperView后处理软件分析了整车加速度、前围板最大侵入量、关键部件变形和吸能情况,发现该车型碰撞力有效传递路径为上纵梁传递到A柱,轮胎通过悬架系统传递到中地板边梁和门槛梁,而关键吸能部件(吸能盒和前纵梁)没有成为有效的碰撞力传递路径;乘员舱相关部件(A柱、A柱上边梁及中地板边梁等)刚度不足,该车型乘员舱变形严重。针对该车型在正面25%偏置碰撞试验中乘员舱变形严重的问题,从改善碰撞力传递路径和采用轻型铝合金材料以提高乘员舱刚度两个方面进行了优化。结果表明:整车碰撞安全性得到有效提高,乘员舱侵入量明显减小,前围板最大侵入量由246.59 mm减小到151.29 mm,降低了38.65%,结构评级由“差”提升到“良好”。针对提高乘员舱刚度后整车加速度峰值过大的问题,进行了L9(34)正交试验分析,得到了在前围板最大侵入量由151.29 mm降低到146.49 mm的前提下,整车加速度最大峰值由55.86g降低到44.77g的最优组合方案。

纯电动SUV的RCAR低速碰撞吸能盒耐撞性研究

针对某款纯电动SUV铝合金吸能盒在低速正面碰撞工况中耐撞性问题,笔者应用计算机仿真分析的方法,根据欧洲的RCAR低速碰撞测试规程,对该纯电动SUV进行了低速结构正面碰撞仿真模拟研究,分析了该电动车SUV铝合金吸能盒的变形和吸能情况,并根据RCAR测试要求以及吸能盒优化原则,设计了4种吸能盒优化方案,根据吸能盒的耐撞性评价指标,通过量化的标准分析4种优化方案铝合金吸能盒的耐撞性能。研究结果表明:该纯电动SUV初始模型中的铝合金吸能盒耐撞性较差,碰撞后造成车身结构损坏严重;对比分析4种优化方案,方案四铝合金吸能盒低速碰撞耐撞性最好,相比于初始模型耐撞性明显提高。

纯电动SUV的RCAR低速结构正面碰撞仿真及优化

为研究某款纯电动SUV低速正面碰撞耐撞性能,提高其保险等级,根据欧洲的RCAR低速碰撞测试规程,应用ANSA软件建立纯电动SUV低速结构正面碰撞有限元模型;利用LS-DYNA和Hyper View软件分析该电动车SUV前端关键部件的变形和吸能情况,针对其耐撞性不足的问题,从提高其刚度和强度方面进行结构和参数优化。结果表明:前端关键部件的耐撞性整体有所提高,吸能盒吸能和变形均明显改善,且吸能盒的压缩距离为111.8 mm,该值接近防撞梁距离风扇和其安装板的最小距离110 mm,对风扇的挤压明显减小,前纵梁的塑性变形由45.41%降低为12.52%。并针对优化后吸能盒压缩距离和前纵梁塑性变形不满足RCAR测试要求问题,应用多目标优化方法对关键部件的整体厚度进行进一步优化,结果表明:优化后吸能盒的压缩距离为105.44 mm,前纵梁的塑性变形为5.04%,达到RCAR测试要求,前端结构的耐撞性提高了,并且达到了轻量化的效果。

基于RCAR试验的电动SUV低速保险杠耐撞性研究

为研究某款纯电动SUV保险杠在低速正面碰撞工况下的耐撞指标,提高其耐撞性能。首先依据RCAR保险杠低速碰撞试验及评价方法,建立某纯电动SUV正面全宽低速保险杠碰撞有限元模型;其次,从防撞梁、吸能盒的吸能和变形以及车体损坏情况等对仿真结果进行分析。结果表明,模型防撞梁强度不足,导致吸能盒未发挥低速吸能效果,风扇受到挤压。最后从防撞梁截面型式、材料,厚度3个影响防撞梁强度的因素出发,提出3种优化改进方案。研究表明,方案3防撞梁低速碰撞耐撞性最好,在满足轻量化要求的同时满足了RCAR测试的要求。

某电动SUV后扰流板气动特性的研究

汽车在高速行驶中的经济性和稳定性与汽车受到的空气阻力和升力直接相关。与传统燃油车相比,降低风阻对于电动汽车提升续航里程和降低能耗更加重要。本文中采用雷诺时均方法对某款纯电动SUV车型进行在120 km/h车速下整车外流场仿真分析,并将风阻系数和升力系数与等比例油泥模型风洞试验的结果进行了对比。采用常用的Realizable k-ε湍流模型对该SUV车型后扰流板进行仿真优化。研究了该SUV的后扰流板上表面不同倾斜角度对整车气动升力和阻力系数的影响;进一步,在最佳倾角的基础上,通过5种后扰流板通孔形式的对比分析,确定了最优状态的后扰流板。最终的验证试验结果表明,整车风阻系数降低3.9%,而升力系数的增加在可接受范围内。

基于感性工学和抽象形态的电动SUV前脸造型设计

将感性工学与抽象形态造型方法相结合应用于汽车造型设计中,设计出一款电动SUV来满足年轻消费者对于出行工具的感性需求。依据感性工学理论分析得出消费者与感性语义的相关性,再将提炼的感性词汇通过抽象形态造型方法转化为造型元素应用于汽车造型设计中,通过电动SUV的前脸造型设计作为实际案例进行探讨。得到电动SUV造型设计方案。将感性工学与抽象形态造型方法融入汽车设计阶段中,能够帮助设计团队把控设计方向,并且创造出高质量的设计方案。

纯电动SUV天窗风振的优化控制

在某纯电动SUV车型设计的前期,通过STAR-CCM+软件对该车型天窗开启状态进行外流场的仿真计算。通过对天窗本体结构的优化,来降低风振对乘客舒适性的影响,同时在实车阶段通过调教,增加天窗开度的舒适位置,降低风振对车内乘员的影响,有效地提高了驾驶的舒适性。

基于多种工况的纯电动SUV性能仿真分析

为了准确评估纯电动汽车在国内工况下的经济性能,重点对比分析了国内近年来常用的多种循环工况的主要特征,以某型纯电动SUV为研究对象,并在MATLAB/Simulink仿真环境下搭建纯电动汽车整车仿真模型,可以仿真计算电动汽车的工况续驶里程,对研究车型的经济性能进行多种工况下的仿真分析,提出影响纯电动汽车经济性能的关键因素是最高车速和平均车速等,对纯电动汽车的开发具有较大的指导意义。

基于百公里加速的电动汽车动力性能提升

某纯电动SUV车型在整车动力性开发前期,利用Cruise仿真发现百公里加速不满足目标要求,针对此问题进行分析优化和试验验证。通过增大轮胎抓地力提升峰值扭矩,和通过加大IGBT电流提升恒功率段扭矩,有效地提升了整车动力性能,实现了百公里加速的达标,体现了车型的竞争力。