新能源汽車安全相關設計

潘詩怡+余晶晶+孫夢圓+黃琪

【摘 要】近年來，我國新能源汽車發展迅速，提高汽車安全性是未來新能源汽車技術設計發展的主題之一。本文闡述了未來汽車安全及其設計的發展方向，并且集成化、智能化、系統化以及安全指數高的汽車將是未來新能源汽車設計發展的必然趨勢。

【關鍵詞】新能源汽車安全性；主被動安全技術；設計方向；發展

引言

在新能源汽車近年的發展過程中，除了遇到價格、續航里程和基礎設施等方面的困難，其安全是新能源汽車發展過程中永恒的課題。汽車誕生和發展的百余年來，汽車安全一直受到汽車制造企業、汽車消費者以及各國政府的普遍關注[1]。我國的汽車保有量每年以驚人的速度激增，交通事故數量和萬車死亡人數均居世界首位，是世界上交通事故最嚴重的國家。作為交通事故客觀因素中的一個重要內容——汽車安全性，已成為我國汽車工業可持續發展的一個重要影響因素。因此，對新能源車輛主被動安全性進行研究在我國意義更加重大[2]。

一、未來新能源汽車的主動安全技術

（一）駕駛員警示系統

該系統能夠記錄汽車在道路上的行駛情況并向注意力分散的駕駛員發出警示，避免或減少因疲勞駕駛導致事故的發生。該系統使用儀表板處安裝的小型攝像機及夜間紅外掃描裝置，監視駕駛員的臉部表情。通過微機處理來判斷駕駛員是否打瞌睡或注意力不集中，當駕駛員打瞌睡或注意力不集中時會進行干預發出警報。

（二）視覺增強系統

該系統能迅速去除風擋玻璃上的雨水、霧氣、或其他液體污漬，使駕駛員有良好的視覺效果[3]。其結構有三種：一是采用除水防護薄膜，使水膜不易形成；二是采用的一種斥水玻璃，使水珠快速結成大水滴流走；三是利用超聲波技術使吸附在風擋玻璃上的水膜霧化消散。

（三）距離警示系統

該系統可以幫助駕駛員保持與前車的安全距離。當距離警示系統啟動后，駕駛員可以預先設定本車與前車的時間間隔。汽車行駛時，系統探測到本車與前面的汽車時間間隔低于本車的設定值時，會在前擋風玻璃發出警示，同時發出警示聲。如若駕駛員還沒有采取任何安全措施，這個系統將會自動剎車維持安全距離。

（四）電子制動輔助系統（EAD）

該系統利用傳感器感知駕駛員對制動踏板踩踏的速度和力度大小，以此判斷駕駛員此次制動的意圖。如果屬于非常緊急的制動，EBA 就會指示制動系統產生更強的制動力，使 ABS 發揮作用，從而使制動力快速產生，減小制動距離；而對于正常情況的制動，EBA 則會通過判斷不予啟動 ABS。通常情況下， EBA 的響應速度都會遠遠快于駕駛員。這對縮短制動距離增加行車安全性非常有利。

二、未來新能源汽車被動安全技術

（一）智能安全氣囊

該系統具有一般安全氣囊所具有的部件和功能外，它所配備的氣體發生器都是多級的，具有更多的傳感系統，可以自動地感測到乘員的體重大小、乘員的身材高矮、乘員的坐姿、座椅移動情況、乘員離位情況以及乘員是否佩帶安全帶等信息[4]，以此來確定安全氣囊打開時采取的不同充氣級別，避免乘員被爆炸的氣囊擊傷，以達到最佳的保護效果。

（二）防撞型安全轉向柱

該系統除了能保證汽車正常行駛時傳遞轉向扭矩外，當汽車發生正面碰撞，碰撞力達到一定值時，轉向柱的中間軸可以伸縮、彎曲或斷開，達到隔絕一次碰撞影響的目的，減少對車內乘員的二次傷害。

（三）防撞吸能車廂

該系統采用高強度合金材料以及增加乘員車廂材料尺寸，從而獲得汽車中部剛性車身結構，還采用中間有泡沫填充物的夾層鋼板[5]。這樣減少了駕駛室在事故中的變形，保證車內乘員有足夠的生存空間。

（四）事故自動呼救系統

該系統是一項較新的被動安全技術，它是基于安裝了全球衛星定位系統的車輛[6]。當車輛發生嚴重的交通事故后，它會立即自動向救援中心呼叫，報告事故車輛所在的準確位置，車輛事故的狀態，并能向救援人員趕赴現場的途中轉發傷員身體方面的重要信息，可以測出車內微小的振動和微量的二氧化碳，能測出車內是否有人，以爭取盡早地、更準確地發出求救信息以獲得及時救援。

四、未來新能源汽車安全技術及其設計方向

未來新能源汽車安全技術中的主動安全和被動安全是相輔相成的，是相互補充的，兩者缺一不可。它們的有機結合，同步發展，才能給駕乘人員和行人帶來最大的安全保證。因而，未來的主動安全技術和被動安全技術必將協調發展。未來的新能源汽車安全技術及其設計將向著集成化、智能化和系統化設計方向發展。

（一）集成化設計

新能源汽車主動安全技術與被動安全技術將集成一體，協同發揮作用。將近距離雷達、遠程雷達、影像傳感、轉向及翻滾角度傳感、穩定控制電子傳感等諸多技術結合在一起，對駕駛環境實施全面監控，集中比較、分析多方面的數據，自動地或輔助駕駛者采取正確的防護措施。集成的主、被動系統能實現更采取正確的防護措施。集成的主、被動系統能實現更的安全，其價值遠遠超過了各自獨立、互不相干的防護系統。

（二）智能化設計

智能技術將在新能源汽車安全系統上得到了廣泛應用，安全技術正走向智能化。智能車載導航系統、智能避撞系統、智能駕駛系統、智能輪胎、智能懸架、智能安全氣囊、智能不停車收費系統等，形成車載智能裝置一元化系統。

（三）系統化設計

“人–車–環境”將作為一個系統來分析研究，讓三者相互協調。由于人的因素較為復雜，將來的研究在一定時期內還會主要集中在新能源車路協調控制方面。也就說，除自主式的車載安全裝置外，還輔之以車路協調合作方式，即通過車車以及車路通信技術獲取道路環境信息，從而更有效的評估潛在危險并優化車載安全系統的功能。

五、結束語

在實踐過程中，隊伍了解到我國新能源汽車的發展障礙還有很多有待解決，其中最主要的還是科學技術上的不成熟，從而人們對新能源汽車的信任度不夠，特別是汽車安全性。文中分別介紹了幾種未來新能源汽車主動和被動安全技術，使當代汽車安全技術和安全性能有了飛躍性的發展，僅依靠某一項技術已經很難滿足人們對汽車安全性的要求，未來新能源汽車安全技術及其設計將向著集成化、智能化、系統化設計方向發展。

輔導老師：黃琪

參考文獻：

[1]陳丁躍.現代汽車控制及其智能化[M].西安：西安交通大學出版社，2011.

[2]陳丁躍，王汝成，徐忠誠.現代汽車電工電子設計與智能化技術[J].現代制造工程，2008，1：134-137.endprint