CN210363257U - 有利于提升侧面撞击情况下乘员安全性的汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种有利于提升侧面撞击情况下乘员安全性的汽车。这种悬架具有在竖直方向发生形变，具体是使得一侧悬架上的车身的支撑面进行抬高，甚至一侧悬架的支撑面抬高、另一侧悬架的支撑面下降的效果。与此同时，提供同种思路下的一种汽车，该汽车也具有车身一侧抬高的效果，甚至车身一侧抬高与车身另一侧下降的效果。本实用新型通过新增柱碰控制逻辑来实现非碰撞侧的抬升来增加侧面的抵抗能力，并且减少动力电池安装位置的柱碰侵入量，以此来达到保护动力电池免受严重挤压而起火的风险。

Description

有利于提升侧面撞击情况下乘员安全性的汽车

技术领域

本实用新型涉及汽车领域，特别是一种汽车安全性能领域。

背景技术

在现有纯电动车愈发受到各国汽车主机厂青睐的形势下，汽车发生侧面柱撞的安全性受到了较为严重的挑战，最为关键的是车辆在受到侧面柱碰情况下动力电池的保护，这影响到动力电池在极端碰撞情况下是否存在起火隐患。

如图1所示为车辆侧面柱碰的示意图，当车辆侧向撞击柱子的情况下，图中箭头所指的位置为法规柱碰位置，只有侧面结构受力，而通常情况下，动力电池布置在乘员舱地板下方，随着对车辆行驶里程的要求越来越高，动力电池的体积也变得越来越大，图中L为动力电池潜在侧面柱碰范围。所以纯电动车的汽车安全设计尤其要考虑侧面柱碰的安全设计，并且不仅仅针对法规柱碰位置，而且要提升到整个动力电池在侧面柱碰情况下都有可能受到挤压的范围内。

此外，在动力电池潜在侧面柱碰范围内提升柱碰安全性能的途径有以下几种：

1)提升门槛强度，包括通过增加门槛自身材料等级或料厚，或增加铝合金管或者增加L型角撑加强板等；

2)提升上边梁强度，通过增加上边梁自身材料等级或料厚，或者增加钢管等；

上述两种途径的基本思路都是增强车身相关部件是强度减少对动力电池的侵入；但是以上两种途径都有对车身重量增加明显的缺陷。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种有利于提升侧面撞击情况下乘员安全性的悬架及汽车，用于解决现有的汽车在侧面柱碰时容易导致动力电池部位受挤压明显而出现起火风险。

为达成上述目的，本实用新型提出如下技术方案：

一种汽车，所述汽车响应于汽车的侧面发生碰撞时，与上述发生碰撞的侧面相对一侧的车身升高。

进一步的，在本实用新型中，所述汽车响应于汽车的侧面发生碰撞时，与上述发生碰撞的侧面一侧的车身降低。

本实用新型还提供一种有利于提升侧面撞击情况下乘员安全性的悬架，所述悬架在竖直方向具有发生车身的支撑面升高的特性。

进一步的，在本实用新型中，所述悬架在竖直方向还具有发生车身的支撑面降低的特性。

具体的，在本实用新型中，所述悬架响应于汽车的侧面发生碰撞时，与上述发生碰撞的侧面相对一侧的悬架的支撑面升高。

进一步的，在本实用新型中，所述悬架响应于汽车的侧面发生碰撞时，与上述发生碰撞的侧面相对一侧的悬架的支撑面升高，与上述发生碰撞的侧面相同一侧的悬架的支撑面降低。

具体的，本实用新型的一种汽车，包括上述悬架。

具体的，所述汽车上设置有碰撞传感器、气囊控制器和悬架控制器；

所述碰撞传感器用于接收侧面碰撞信号并发送给气囊控制器；

所述气囊控制器根据接收到的侧面碰撞信号判断该侧面碰撞是否为侧面柱碰；

所述气囊控制器响应于判断结果为侧面柱碰，向悬架控制器发送悬架动作信号；

所述悬架控制器根据接收到的悬架动作信号控制悬架动作。

有益效果：

由以上技术方案可知，本实用新型的技术方案提供了一种全新的悬架和汽车。这种悬架具有在竖直方向发生形变，具体是使得一侧悬架上的车身的支撑面进行抬高，甚至一侧悬架的支撑面抬高、另一侧悬架的支撑面下降的效果。与此同时，提供同种思路下的一种汽车，该汽车也具有车身一侧抬高的效果，甚至车身一侧抬高与车身另一侧下降的效果。

上述变化基于车身发生侧面柱碰的时候，通过车身的倾斜，使得远离碰撞一侧的车身向上抬起，碰撞一侧的车身不动或者下降，从而碰撞一侧的上边梁能够更加靠近碰撞物，相比于传统的侧面柱碰，上边梁提前与碰撞物接触，提前起到抵挡撞击的效果；与此同时，上述车身的运动，使得动力电池附近的门槛位置相对地远离碰撞物，从而降低碰撞对动力电池的影响，实现降低动力电池起火的风险。

本实用新型与传统的实用新型思路相比，另辟蹊径，通过调整车辆悬挂高度来增加侧面的抵抗能力，并通过新增柱碰控制逻辑来实现非碰撞侧的抬升来增加侧面的抵抗能力，并且减少动力电池安装位置的柱碰侵入量，以此来达到保护动力电池免受严重挤压而起火的风险。

应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的实用新型主题的一部分。

结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本实用新型教导的前述和其他方面、实施例和特征。本实用新型的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本实用新型教导的具体实施方式的实践中得知。

附图说明

附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本实用新型的各个方面的实施例，其中：

图1为车辆侧面柱碰的示意图；

图2为车辆侧面柱碰的简易示意图；

图3为典型的车身上与本实用新型相关的部件位置示意图；

图4为车辆上动力电池位置的示意图；

图5为车辆上与柱碰控制逻辑相关的部件的示意图；

图6为车辆发生动作的示意图；

图7为柱碰控制逻辑的判断过程示意图。

图中，各附图标记的序号如下：

气囊控制器1、悬架控制器2、碰撞传感器3、悬架4、门槛5、上边梁6、动力电池7。

具体实施方式

为了更了解本实用新型的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。

在本公开中参照附图来描述本实用新型的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本实用新型的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本实用新型所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本实用新型公开的一些方面可以单独使用，或者与本实用新型公开的其他方面的任何适当组合来使用。

如图1和图2所示，当柱子沿箭头方向与车辆侧面相撞时，由于车辆本身结构的原因，结合如图3所示，门槛5相对上边梁6更加靠近碰撞物，因此门槛5会首先起到阻挡柱子向车辆内侧挤压的作用，当门槛5向内侧变形一定空间后，上边梁6才开始与柱子发生挤压产生抵挡作用。

受侧面柱子撞击速度大小的影响，门槛5的变形量不同，也就导致了在门槛5位置附近的动力电池7受到侧面柱子挤压作用后产生变形风险不同。受现在新能源车对行驶里程要求越来越高，而动力电池能量密度提升以及动力电池成本压力高的原因，电池体积很难做到很小，所以现在动力电池与门槛之间的间距都比较小。受上述原因影响，为避免动力电池受挤压变形导致的起火风险增大的情况出现，要求提升侧面整体的抗挤压能力，同时增大动力电池在碰撞过程中与侧面柱子之间的距离。

下面介绍本实用新型的具体实施例，用于实现上述效果。

首先，本实用新型的具体实施例提供一种汽车，所述汽车响应于汽车的侧面发生碰撞时，与上述发生碰撞的侧面相对一侧的车身升高。

参考图3和图4，一般的电动汽车上，动力电池7的位置位于门槛5附近。采用本具体实施例的方式，在发生侧面柱碰时，远离碰撞一侧的车身升高，可以使得碰撞一侧的上边梁6提前接触到碰撞物，起到对碰撞物的抵挡作用，同时，碰撞一侧的动力电池7和门槛5都相应地远离碰撞物，对门槛5和动力电池7的碰撞冲击较小，从而减小了碰撞风险。

与上述基本思想一致的，更进一步的，在上述车身升高的同时，与上述发生碰撞的侧面相对一侧的车身降低。该方案同样可以实现碰撞一侧的上边梁6 提前接触到碰撞物且碰撞一侧的动力电池7和门槛5都相应地远离碰撞物。整体上两侧协作，上述车身运动过程可以更快更有效地运动到位，更加适应于碰撞较为严重、动力电池起火风险较大的情况。

采用上述方案的汽车，摒弃了使用传统的对门槛5和上边梁6进行加固的设计思路，采用车身发生倾斜变形的思路，转移碰撞物对汽车车身挤压的位置，从而让开了位于门槛5附近的动力电池7，极大地减少了动力电池7受挤压变形进而起火的风险。并且上述方案不会带来传统的设计思路所导致的车身变重的弊端，适应于轻量化要求越来越高的电动汽车领域。

采用上述方案的汽车，具体可通过多种手段实现车身的倾斜，包括但不限于如下几种基础方案：

1、由于汽车车身是通过悬架支撑的，因此，可以将车身的倾斜转化到悬架上，通过悬架对车身的支撑面发生上下运动，从而带动汽车车身发生倾斜。

2、可以在汽车车身下方设置支撑件，支撑件的一端支撑于车身，另一端用于与地面支撑，支撑件设置位置偏离车身中心，可位于车身左右两侧，与悬架位置相当，支撑件在车身不需要发生倾斜的时候处于隐蔽状态，不影响车身正常行驶，尤其是与地面支撑一端在隐蔽状态时与地面非接触，一旦车身需要发生倾斜，位于远离侧面碰撞一侧的支撑件上的与地面支撑的一侧接触地面，将车身远离侧面碰撞一侧的车身抬高；为了不影响汽车行驶，支撑件上与地面支撑的一侧设置有转轮较佳。

进一步的，上述2种基础方案可以单一或者协同配合使用。

下面本实用新型的具体实施例对其中第1种方案提供更为具体的描述。另外一1种方案在上述解决思路的基础上，工程上都具有可实施性，具体方案本领域技术人员可参照下面对第1种方案的描述结合利用现有的传感器技术、自动控制技术以及机械、物理原理等实现。

针对第1种方案，其基于一种特殊的悬架，所述悬架在竖直方向具有发生车身的支撑面升高的特性。

进一步的，所述悬架在竖直方向还具有发生车身的支撑面降低的特性。

现有技术中的悬架一般为空气式悬架或液压式悬架，仅配备设计弹性组件，起到车身在颠簸路面进行轻微的上下运动从而达到缓冲减震的效果。

而本实用新型提供一种悬架，其具有一种新的功能，即可以实现其上汽车支撑面的高度的改变，这样的改变区分与传统的弹性改变，而是一种相对刚性的改变，使得汽车车身能够发生实质性的倾斜。

根据上述设计需求，本领域的技术人员可以根据机械设计等原理设计出更为具体的结构。

如将悬架设置为可伸缩变形的杆状，所述悬架控制器控制悬架伸缩。当悬架上的汽车支撑面需要升高时，将悬架伸长，反之，悬架缩短。

又如，为了在短时间内实现悬架的变形，可以参考现有技术中预紧式安全带技术中的用火药爆炸的方式来实现安全带迅速卷收拉紧的作用，在本实用新型的具体实施例的悬架的上端和/或下端设置有火药和气体发生剂，所述悬架控制器控制是否点燃火药引爆气体发生剂。若一侧悬架支撑面需要升高，则点燃该侧悬架下端的火药，若一侧悬架支撑面需要降低，则点燃该侧悬架上端的火药。

上述悬架的变形是基于侧面碰撞发生时才产生，因此若仅有一侧悬架发生变形，则所述悬架响应于汽车的侧面发生碰撞时，与上述发生碰撞的侧面相对一侧的悬架的支撑面升高。

更进一步的，两侧悬架都发生变形，则所述悬架响应于汽车的侧面发生碰撞时，与上述发生碰撞的侧面相对一侧的悬架的支撑面升高，与上述发生碰撞的侧面相同一侧的悬架的支撑面降低。

如图5所示，采用上述悬架方案的汽车，具体可通过设置碰撞传感器、气囊控制器和悬架控制器来实现对悬架的控制。

如图7所示，所述控制方法如下：

步骤一、所述碰撞传感器用于接收侧面碰撞信号并发送给气囊控制器；

步骤二、所述气囊控制器根据接收到的侧面碰撞信号判断该侧面碰撞是否为侧面柱碰；

步骤三、所述气囊控制器响应于判断结果为侧面柱碰，向悬架控制器发送悬架动作信号；

步骤四、所述悬架控制器根据接收到的悬架动作信号控制悬架动作。

采用气囊控制器和碰撞传感器配合的方式判断是否为侧面柱碰为本领域的现有技术。本实用新型的具体实施例利用上述现有技术触发车身发生倾斜，实现减少侧面柱碰对动力电池的损害。

本实用新型的具体实施例进一步考虑到传统的侧面柱碰判断中仅能判断出是否符合法规侧面柱碰，无法对各种工况的侧面柱碰做进一步细分。为了能够使得车身的运动更好地适应于不同工况下的侧面柱碰，因此需要对侧面柱碰进行进一步细分。

具体的，上述控制方法中，所述气囊控制器内预存储有侧面柱碰判断模型，所述侧面柱碰判断模型内的数据包括不同工况下的侧面柱碰判断标准以及是否会导致动力电池起火风险的判断标准；所述气囊控制器根据实际接收到的侧面碰撞信号结合侧面柱碰判断模型进行判断该侧面碰撞是否为侧面柱碰以及侧面柱碰是否会导致动力电池起火。

进一步的，为了形成侧面柱碰判断模型，需要事先对气囊控制器进行标定采集试验，根据各种标定的工况进行碰撞信号采集，然后依据这些采集的信号进行气囊控制器的标定，并在气囊控制器的标定验证试验中进行验证。

对于不同的车型，需要分别进行上述标定和验证的过程，形成不同车型各自的侧面柱碰判断模型。具体可以采用CAE对车型进行上述标定和验证。

例如：对于A车型，假设标定工况1是低速柱碰；假设标定工况2是中速柱碰，但对动力电池没有挤压风险；假设标定工况3是一种中速柱碰且存在动力电池挤压风险的情况；假设标定工况4是一种高速柱碰且存在动力电池挤压风险；……。在做上述标定工况分析时，需要明确哪种情况下是对动力电池有起火风险的。

接着，对于不同的标定工况，设计不同的悬架动作：如对上述标定工况1，悬架不动作；对上述标定工况2，悬架不动作；对上述标定工况3，悬架动作，但仅为单侧动作；对于上述标定工况3，悬架动作且为双侧动作；……。

将上述不同工况下悬架的动作信号存储于所述气囊控制器内，所述悬架动作信号的数据包括悬架动作方向以及动作幅度，且悬架动作信号与侧面柱碰判断模型对应。

上述悬架的动作幅度需使得位于汽车上方的碰撞一侧的上边梁6在竖直方向上几乎与门槛5位于同一竖直线上，甚至比门槛5更靠近碰撞物一侧。当然，从安全角度考虑，车身的倾斜不能过度以致车身发生侧翻。

具体在某种工况下悬架发生哪种动作方向以及动作幅度大小，需要仿真计算来设计。通过仿真进行具体方案设计时，结合某种动力电池布置在车辆发生侧面柱碰情况下动力电池被侵入的侵入量风险来进行倾斜量的设计，从而获得悬架的动作方向和动作幅度。

由于碰撞和挤压发生在极短时间内，因此需要所述悬架动作迅速，本实用新型的具体实施例建议所述悬架在接收到悬架动作信号的30ms～50ms内变形到指定位置。

如图6所示，左边两幅分别是车身的悬架发生双侧动作和单侧动作的动作方向示意，右边一幅是车身发生倾斜后的示意图。

本实用新型创新使用悬架单侧抬升或单侧抬升及另一侧下降来解决以下问题：在发生较重的侧面柱撞动力电池有起火风险的情况下，有效提早上边梁与侧面柱子发生挤压抵挡作用，并且通过车辆左右侧高低不同来增加动力电池与侧面柱子之间的距离，有效避免了动力电池起火风险。

本实用新型普遍适用于锂电纯电动汽车，能够有效提升动力电池布置范围内的侧面柱撞安全性能；

本实用新型无额外增加零部件，仅通过气囊控制器新增标定工况来进行碰撞信号采集及验证后即能实现悬架升降功能。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型。本实用新型所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本实用新型的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (3)

1.一种有利于提升侧面撞击情况下乘员安全性的汽车，其特征在于：所述汽车上设置有碰撞传感器、气囊控制器和悬架控制器；

所述碰撞传感器用于接收侧面碰撞信号并发送给气囊控制器；

所述气囊控制器根据接收到的侧面碰撞信号判断该侧面碰撞是否为侧面柱碰；

所述气囊控制器响应于判断结果为侧面柱碰，向悬架控制器发送悬架动作信号；

所述悬架控制器根据接收到的悬架动作信号控制悬架动作：与发生碰撞的侧面相对一侧的悬架的支撑面升高，或与发生碰撞的侧面相对一侧的悬架的支撑面升高并且发生碰撞的侧面相同一侧的悬架的支撑面同时降低。

2.根据权利要求1所述的有利于提升侧面撞击情况下乘员安全性的汽车，其特征在于：所述悬架为竖直方向可伸缩变形的杆状，所述悬架控制器控制悬架伸缩。

3.根据权利要求1所述的有利于提升侧面撞击情况下乘员安全性的汽车，其特征在于：所述悬架的上端和/或下端设置有火药和气体发生剂，所述悬架控制器控制是否点燃火药引爆气体发生剂。

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