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特斯拉MODEL3碰撞安全结构设计解析--4

四、正面25%偏置碰撞

1、IIHS的25%偏置碰是目前要求较为苛刻的试验之一,车辆碰撞安全性能评估结果主要由车体结构评估结果决定,也即车辆的结构耐撞性决定了车辆的碰撞安全性能,据了解在25%偏置测试中,Model 3的表现优异,除了副驾驶25%小面积偏置碰撞时主驾驶侧小腿和脚部只获得良好(A)以外,其余细分项目均为优秀(G)。

1)从图20的model 3试验结果来看,考虑从以下几个方面进行分析:
① 轮胎受到严重挤压发生破裂,轮胎应是主要传力路径之一;
② A柱上边梁变形不明显,因为A柱采用热成形钢板,强度较好;
③ A柱上铰链有变形,但不严重,考虑铰链加强板起到了增强作用;
④ A柱下部及门槛区域变形严重,并向后侵入了驾驶舱,但无人员伤害;
⑤ 前纵梁变形不明显,考虑纵梁不在25%碰撞壁障重叠区域,未起到传力作用;
⑥ 连接板虽有变形,但结构尚完整,考虑未在25%碰撞壁障重叠区域或重叠量较少,仅受shotgun牵扯发现侧向吸能;
⑦shotgun变形严重,考虑是碰撞传力路径之一。

                   图20 纵梁、门槛、A柱传力路径和材料、料厚变化

2)如图21所示,前纵梁避开了碰撞区域,巨大的冲击力通过shotgun、轮胎、悬架传递到A柱及门槛梁。下防撞梁与壁障重叠量较少,考虑部分冲击力也会通过副车架传递到电池包纵梁;Model 3增加了横向传力通道,在shotgun与纵梁之间通过连接板进行焊接,使一部分能量转化为侧向动能,这样由于连接板的横向传力作用,使一部分碰撞力传递到车身右侧,减少了作用在乘员舱上的能量。

图21

3)如图22所示,壁障在撞击到轮胎时,前悬后下摆臂总成发生折弯,导致轮胎会发生轻微转向,考虑轮胎避免直接撞击A柱造成A柱后退量过大而进行的设计,但轮胎发生转向后会撞击电池包,造成电池包局部变形,坚固的电池包也是model 3抵抗碰撞的一个手段。

                           图22 正面25%偏置碰撞轮胎变形图

4)如图23所示,Model 3的前防撞梁及下部副梁横向尺寸均进行了增加,对比传统车型,前防撞梁超出吸能盒约230mm,考虑增加尺寸主要对应25%偏置碰壁障的重合量。

                    图23 Model 3前防撞梁超出吸能盒长度与传统车型对比

5)如图24所示,从Shotgun俯视图看前部采用31.5°夹角设计,当车体撞击壁障时,撞击力F分解为F0与F1,F0沿shotgun传力至A柱,F1传力至炮塔,同时对车体产生一定横向动能,使得壁障避开乘员舱,保证乘员安全。

6)炮塔与壁障有重合量,故周边零件均采用高强度钢板进行补强,提升了乘员的安全性,考虑这种材料选择也是model 3试验合格的一个原因。

7)Shotgun与纵梁、A柱、连接板形成封闭环,连接板与前纵梁连接在一起,而连接板下部连接副车架,通过这种封闭环大大增加了车身的侧向刚度。

8)同时封闭环零件均采用超高加强板与热成形钢材料,这样,即使在刚性壁障挤压下也保证了shotgun的耐撞性。

                          图24 shotgun处结构示意图

 

发布时间:2024/6/5 0:21:57 查看:75次

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