安全性能的案例
某型M2類平頭輕型客車碰撞安全性能研究
雖然整車碰撞安全強制性法規對M2類客車沒有要求，但是要在前期設計當中考慮碰撞安全性能。
第一，M2類平頭輕型客車不是MPV，在C-NCAP和EURO-NCAP當中都沒有對M2類平頭輕型客車進行測試，因為其碰撞安全性能的設計目標為GB11551-2003，其它的法規不要過于考慮，否則會造成車輛的成本增加和設計資源浪費；
第二，傳統認為平頭車碰撞安全性能不如長頭車，這是片面的論證；M2類平頭輕型客車在匹配預張緊限力安全帶、雙安全氣囊、吸能式轉向管柱、前部碰撞安全吸能機構等配置之后，M2類平頭輕型客車的碰撞安全性能可與長頭車相媲美；
第三，M2類平頭輕型客車在中國有非常大的市場，在最近的三年之內將有爆發性的增長。從保護車輛內乘員安全的角度出發，M2類平頭輕型客車必須要考慮碰撞安全性能。建議：在最近修改的《汽車正面碰撞的乘員保護》法規當中，將M2類10座—13座的旅行車和商務車納入到法規考察車型范圍之內，通過強制性法規提高M2類平頭輕型客車的碰撞安全性能。
參考文獻：
[1] 唐波，基于LS-DYNA軟件利用爆炸法預測卡車車架開裂位置，《商用汽車》雜志2009年10期
[2] 歐盟理事會機動車型式認證指令，中國汽車技術研究中心，2003年。
作者簡介：
趙曉紅，北汽福田汽車工程研究院產品認證部，從事多年的產品認證和標桿車研究工作，擁有豐富的卡車研究經驗。聯系方式：北京市昌平區沙河鎮沙陽路，北汽福田汽車工程研究院產品認證部 。郵編：102206。唐波，北汽福田汽車工程研究院整車性能中心性能開發二部，從事多年CAE分析和卡車駕駛室強度設計，擁有豐富的卡車設計經驗。
文章來自第七屆中國CAE工程技術分析年會論文集
展開 電動汽車鋰離子電池安全性能檢測淺析
0 引言
鋰離子電池性能檢測是提高其安全性與可靠性的有效舉措。目前世界范圍內各組織均已制定或研討有效的方法標準對電池的安全性能進行檢測。2009年美國頒布的SAEJ2929:2013標準《電動和混合動力電池系統安全標準》涉及到電池組和整車級別的安全性檢測；2014年國際標準化組織（ISO）制定了標準ISO12405-3：2014《電驅動車輛-鋰離子電池動力包及系統檢測規程第3部分：安全性要求》針對電池組以及電池系統的安全性提出了要求，為汽車廠指明了可選擇的檢測項目以及檢測方法；2015年中國發布了GB/T31467.3-2015《電動汽車用鋰離子動力蓄電池包和系統第3部分：安全性要求與檢測方法》標準，主要圍繞電池單體以及模塊提出了檢測要求，給我國電動汽車檢測提供了方法。
作為鋰離子電池性能檢測中最重要的安全性能檢測，一直是人們關注的重點和難點，本文通過調查分析國內外標準關于過充電保護、過放電保護以及短路保護等安全性能檢測的異同點，旨在建議我國關于鋰離子電池安全性能檢測的發展趨勢，有效預防安全事故的發生，促進鋰離子電池行業的健康發展。
1 電氣安全性
1.1 過充放電
過充放電檢測是檢查過充電與過放電保護系統的功能性。該功能系統能夠實現控制充放電電流的過載從而達到保護工作狀態的電池設備免遭荷電狀態超越最大極值或者低于最低極值誘發安全事故。
電池組或者電池系統與整車級別的過充放電檢測是有差異的。GB/T31467.3-2015明確提出鋰離子動力蓄電池包和系統的過充放電保護檢測，充電與放電保護的檢測對象是工作狀態的所有檢測系統，檢測電流倍率為1C,截止條件為電池的管理系統能夠發揮應有的作用或者達到實驗的終止條件。
展開 吉利路特斯高薪誠聘NVH，安全性能開發主任工程師！
職位：
虛擬安全性能開發主管/主任工程師（結構安全）
CAE Senior Engineer (structural safety)
崗位職責：
負責結構耐撞性安全開發技術要求制定與輸出，VDS、SDS制定
Determine and release the ESOW of crash safety on current program and complete VDS and SDS
負責結構安全性能開發相關造型及布置校核
Review and optimiaze the layout of design according to structural safety attributes target
負責結構安全虛擬性能目標定義、分解及達成
Define and divide CAE safety attributes and fulfil its target
負責整車碰撞及零部件碰撞仿真模型的搭建、分析及優化
Build, analyse and optimize the simulation model of crash test on both vehicle and components level
負責CAE優化方案的推進與跟蹤落實
Improve and implement the CAE plans
負責結構安全性能開發各階段試驗策劃，相關試驗樣車狀態核查與驗收、試驗跟進
Plan the structural safety
展開 電動汽車電機懸置框架的安全性能和輕量化研究
懸置框架、電器件及線束對碰撞安全和熱防護有重要影響，在前期開發過程中應重點校核其空間布置，確保足夠的安全間隙。
根據某SUV電動車的安全性研究，可參考以下設計方法進行電器件的布置。
①電機、框架及電器件的前端與風扇之間的最小間隙（X向）≥250mm。
②框架上電器件的整體質量分配應盡可能均勻，避免左右側重量差異過大。
③散熱量大的部件盡可能布置在前端迎風位置；剛性和體積較大的部件，盡可能布置在框架的前端或右側，避免與電動助力泵在相同的XZ平面上；電器部件之間的最小間隙≥15mm。
④線束之間走向應整齊有序，避免相互交叉、纏繞；水路、高壓線束和蓄電池線束必須避免在碰撞擠壓區內，防止碰撞過程出現起火現象。
2安全性能仿真分析
2.1碰撞安全性能
電動車的碰撞安全性能包括兩個方面：一是車身耐撞性，考察加速度波形、侵入量和變形模式；二是電安全，考察高壓線束、蓄電池、動力電池等受擠壓后的短路起火風險。
根據2021版C-NCAP評價規程的MPDB碰撞試驗工況進行CAE仿真分析，兩車以50%的重疊率和50km/h的速度相對運動并發生碰撞。
2.2方案結果及討論
2.2.1上掛式和下托式懸置方案
上掛式電機懸置框架結構的碰撞性能有兩方面優勢。一是增大了縱梁壓潰吸能空間，可以有效降低加速度峰值和改善碰撞波形；二是前縱梁和機艙的結構硬點往后移，有利于降低車輛對壁障的攻擊性，壁障相容性罰分得到明顯改善。
高壓線束的擠壓變形結果如圖3所示。下托式方案的高壓線束被后懸置擠壓嚴重；上掛式方案的后懸置內嵌入副車架中，可以避免擠壓電機后方的高壓線束，提升了電安全性。
展開 
電石法氯乙烯濕式氣柜安全性能的提升策略
4 VCM氯乙烯氣柜安全性能提升后效果
通過以上技術改造，一方面氯乙烯氣柜在日常生產運行中更加安全、平穩，減少了因氯乙烯氣柜故障導致前系緊急停車次數；另一方面氯乙烯氣柜技術改造效果明顯，氣柜安全性能得到具體提升，從事故發生到應急處理都有了切實可行的保障措施。如下圖所示
具體運行效果詳細如下：
4.1.氯乙烯氣柜本體硬件設施優化改造后安全性能提升效果
⑴通過對氣柜內部防腐涂料的改造，有效防止了氯乙烯氣柜內部防腐層脫落的問題，有效解決了CW材質的水槽與水封內的工業水直接接觸，發生電化學反應，使水槽壁發生滲漏水問題；杜絕了瀝青涂料脫落雜物堵塞氣柜氣相氯乙烯進出口管線、正逆水封排水管道，導致正逆水封液位過高，運行中經常出現氯乙烯壓縮機吸氣壓力低于1Kpa的情況。
⑵在氣柜頂部加裝避雷網裝置，按照《雷電與避雷工程的避雷帶和避雷網的結構設計》規范施工，下引線接入接地大網，保證良好的雷電、靜電消除，避免由于雷電電擊，靜電集聚導致氯乙烯氣柜著火爆炸危險。
⑶氣柜溢流口排水加裝廢水收集罐，如圖3所示：對氣柜水封溢流口廢水進行收集，使用輸送泵將水封溢流廢水送至廢水處理工序的汽提塔，回收廢水及其中所夾帶的氯乙烯，回收的氯乙烯送入氣柜繼續使用，廢水進入廢水處理站處理后回用，實現了氣柜廢水及氯乙烯的零排放。
展開 救生艇高空滑落入水流固耦合計算以及安全性能評估
救生艇高空滑落入水流固耦合計算以及安全性能評估
本文檔采用LS-DYNA對救生艇高空滑落入水問題進行數值分析?；淙胨畣栴}的難點主要表現在如下三個方面：
（1）大變形流體區域的有限元描述；
（2）真實變形救生艇的有限元描述；
（3）結構與流場的流固耦合處理。
本文采用歐拉算法描述大變形的流體區域，結構采用拉格朗日算法進行描述，結構和流場之間的耦合方式為基于罰函數的接觸類方法。本文檔首先簡單的介紹了救生艇高空滑落背景和數值計算核心的設置。接著給出了動水壓力載荷作用下復合材料救生艇的動力學響應，并對復合材料結構入水的安全性能進行評估。
關鍵字：流固耦合，復合材料，救生艇，歐拉，拉格朗日
救生艇高處滑落入水流固耦合計算以及安全性能評估（技術鄰 藍牙）.pdf
展開 座椅安全性能仿真分析工況簡介
<p> 隨著各大主機廠對汽車安全性能指標的逐步提升，主機廠在汽車安全性能的開發方面也投入了大量的人力物力，同時對于供應商的要求也隨之提高，汽車座椅作為約束系統重要的組成部分 并且也是成本較高的零部件，主機廠也更加重視對座椅性能的考察。</p><p>本文主要介紹在整車安全性能開發中對于座椅子系統的一些安全性能仿真分析、考察標準以及注意事項等。</p><p><br></p><h2>一、安全帶固定點強度分析</h2><h3>加載方法：</h3><p>將座椅地腳固定在白車身上 將上下人體模塊放置于座椅上，綁定安全帶后對上下人體模塊施加角度為10°±5°，力值大小為13500N的拉力，水平方向再額外施加一個20倍座椅的重力。</p><h3>考察標準以及注意事項：</h3><p>本實驗主要考察座椅、座椅安裝點、安全帶安裝點的強度，風險點主要是車身端安全上固定點位置容易拉脫，座椅端鎖扣支架位置容易發生大變形，座椅鎖扣側地腳螺栓以及滑軌容易失效。
展開 車輛安全性能開發流程
---分享汽車安全性能開發流程
救生艇高空滑落入水流固耦合計算以及安全性能評估
接著給出了動水壓力載荷作用下復合材料救生艇的動力學響應，并對復合材料結構入水的安全性能進行評估。
1. 救生艇高空滑落的背景
本文檔的背景為：復合材料救生艇從船舶或者海洋平臺上滑落，復合材料救生艇以一定的傾角，一定的速度撞擊水面，圖1和圖2所示。復合材料救生艇在水動沖擊載荷的作用下，結構將發生變形。過高的水動沖擊載荷將導致救生艇發生破壞，危及到乘員的生命安全。
動力學沖擊載荷作用下的結構安全是現代船舶設計最需要考慮的問題。復合材料救生艇的動力學響應以及結構安全性能評估異常復雜，這主要是由沖擊區域流體高度變形特性以及變形結構和流體區域之間的流固耦合方式所決定的。如何描述和求解流體與可變形界面耦合問題都是一個非常具有挑戰性的課題。
針對救生艇入水這一具體問題，目前主要的流體-結構耦合處理方法主要包括：
1) 傳統拉格朗日接觸方法;
2) 自適應歐拉網格(Adaptive Eulerian Mesh)邊界方法;
3) 水平集方法（ Lever Set Mothod）；
4) 基于光滑粒子流體動力學（ Smooth Particle Hydrodynamics, SPH）的“核函數”耦合方法;
5) 基于拉格朗日-歐拉算法的“罰函數” 接觸方法;
上述方法的各有優缺點，不是寫科技論文，僅對將要采用的方法進行簡單的介紹，其它的方法就此略過。
基于拉格朗日-歐拉算法的“罰函數” 接觸方法。拉格朗日-歐拉算法的網格處理方法兼具拉格朗日和歐拉方法的優點，在結構邊界運動的處理上引進了拉格朗日的特點，能夠有效的跟蹤物質結構邊界的運動。在內部網格的劃分上，吸取歐拉方法的長處，使內部網格單元獨立于物質實體而存在。在物質域和空間域外引進了參考域，通過在參考域網格上的求解，既解決了拉格朗日描述下材料可能的嚴重扭曲，又解決了歐拉描述下移動邊界引起的復雜性。
展開 AbsInt — 確保代碼安全的靜態性能分析工具
德國AbsInt公司是專注于安全苛求軟件研發、確認、驗證和認證的工具鏈供應商。能夠為客戶提供較完整的確保代碼安全的性能分析工具套件以及軟件分析、驗證、確認和編譯器技術相關咨詢服務。AbsInt產品廣泛地應用于工業、交通、汽車、通信和能源等行業的安全苛求軟件研發過程中。
產品介紹
AbsInt 代碼安全性能分析套件主要包括以下幾種產品：
aiT WCET Analyzer/ 最差情況執行時間分析工具
StackAnalyzer / 最差情況堆棧使用量分析工具
TimingProfiler/ 代碼執行時間分析工具
Astrée /C 代碼運行時錯誤和數據競爭檢查工具
RuleChecker/C 代碼規則檢查工具
CompCert/ 形式化方法驗證的優化 C 語言編譯器
- 二進制代碼分析工具
aiT
針對特定的處理器和編譯器，能夠分析出較接近實際運行情況的最差執行時間，真實反映系統性能。在分析過程中充分考慮了高速緩存和流水線（pipeline）的影響，從而避免了過于保守的WCET值，亦避免了硬件資源的浪費。
StackAnalyzer
針對特定的處理器族和編譯器，能夠自動分析出任務的最差堆棧使用量，即避免了人為低估造成的堆棧溢出，又避免了人為高估而造成的資源浪費。
TimingProfiler
針對特定的處理器族和編譯器，能夠從初期開始對代碼執行時間進行持續分析和評估。
展開 AbsInt — 確保代碼安全的性能/資源分析工具套件
德國AbsInt公司是一家安全苛求軟件研發、確認、驗證和認證工具鏈的供應商，能夠為客戶提供確保代碼安全的性能分析工具套件以及軟件分析、驗證、確認和編譯器技術相關咨詢服務。AbsInt產品廣泛地應用于工業、交通、汽車、通信和能源等行業的安全苛求軟件研發過程中。
產品介紹
AbsInt 代碼安全性能/資源分析套件主要包括以下幾種產品：
? StackAnalyzer /堆棧用量分析工具
? aiT WCET Analyzer/執行時間分析工具
? TimingProfiler/代碼執行時間估計分析工具
? TimeWeaver/混合式執行時間分析工具
? 二進制代碼分析工具
? StackAnalyzer 針對特定的處理器族和編譯器，能夠自動分析出任務的堆棧使用量，即避免了人為低估造成的堆棧溢出，又避免了人為高估而造成的資源浪費。
? aiT、TimingProfiler和TimeWeaver
▼ aiT 針對特定的處理器和編譯器，能夠分析出更接近實際運行情況的執行時間，真實反映系統性能。在分析過程中充分考慮了高速緩存和流水線（pipeline） 的影響，從而避免了過于保守的WCET 值，亦避免了硬件資源的浪費。
▼ TimingProfiler 針對特定的處理器族和編譯器，能夠從設計初期即開始對代碼執行效率進行持續分析和估計，進而為芯片選型、不同算法方案的執行效率評估等提供依據。
▼ TimeWeaver對于某些復雜處理器，尤其是aiT不能支持的高級處理器，Absint公司提供了一種基于實際Trace數據的結合動態測試和靜態分析的混合WCET分析工具。
展開 
AbsInt—確保代碼安全的靜態性能分析工具
產品概述
德國AbsInt公司是專注于安全苛求軟件研發、確認、驗證和認證的工具鏈供應商，能夠為客戶提供完整的確保代碼安全的性能分析工具套件以及軟件分析、驗證、確認和編譯器技術相關咨詢服務。AbsInt產品廣泛地應用于工業、交通、汽車、通信和能源等行業的安全苛求軟件研發過程中。
產品介紹
AbsInt代碼安全性能分析套件主要包括以下幾種產品：
aiT WCET Analyzer/最差情況執行時間分析工具
StackAnalyzer/最差情況堆棧使用量分析工具
TimingProfiler/代碼執行時間分析工具
Astrée/C代碼運行時錯誤和數據競爭檢查工具
RuleChecker/C代碼規則檢查工具
CompCert/形式化方法驗證的優化C語言編譯器
二進制代碼分析工具
aiT：針對特定的處理器和編譯器，能夠分析出較接近實際運行情況的最差執行時間，真實反映系統性能。
展開 平衡性能與安全的仿真：Altair助力 STARD 優化賽車空間車架設計
“
通過將 HyperMesh 整合到我們的設計流程中，我們不僅將空間車架重量減輕了 20%，還超越了剛度與安全基準。這套精簡高效的工作流程不僅為我們節省了時間與成本，更助力我們始終處于賽車工程領域的創新前沿。
—— STARD（斯托爾集團旗下）首席技術官
Philipp Thonet
”
關于客戶
STARD 是高性能電動汽車（EV）及動力總成系統領域的先行者，總部位于奧地利維也納，同時也是斯托爾集團（Stohl Group GmbH）的重要組成部分。斯托爾集團在賽車領域深耕 20 余年，早已成為全球行業內的開拓者；而 STARD 作為集團的先進研發（R&D）部門，承擔著一系列核心內部業務，涵蓋賽車及高性能汽車應用的整車開發。其專業技術版圖廣泛，涉及高性能高壓（HV）電池系統、電機、逆變器、變速箱、電氣架構及軟件開發等關鍵領域。依托尖端技術，STARD 持續突破汽車與賽車行業的創新邊界。
面臨的挑戰
在現代賽車設計中，安全性始終是首要考量 —— 專業賽車領域的管理機構會制定并嚴格執行一系列嚴苛的安全標準。但這些安全要求往往與性能目標存在沖突：提升安全性通常需要增加材料用量，這會直接導致車身重量上升，進而影響車輛性能；與此同時，滿足安全標準還需經過多次設計修訂與迭代，大幅延長開發周期。若缺乏有限元分析（FEA）這類先進工具及高效的優化解決方案，要實現這些相互矛盾的目標，往往需要投入大量時間與人力。
STARD 面臨的核心挑戰，便是優化電動賽車的空間車架設計，以同時滿足嚴苛的性能需求與不斷更新的安全法規。
展開 成功案例丨平衡性能與安全的仿真：Altair助力 STARD 優化賽車空間車架設計
“
通過將 HyperMesh 整合到我們的設計流程中，我們不僅將空間車架重量減輕了 20%，還超越了剛度與安全基準。這套精簡高效的工作流程不僅為我們節省了時間與成本，更助力我們始終處于賽車工程領域的創新前沿。
—— STARD（斯托爾集團旗下）首席技術官
Philipp Thonet
”
關于客戶
STARD 是高性能電動汽車（EV）及動力總成系統領域的先行者，總部位于奧地利維也納，同時也是斯托爾集團（Stohl Group GmbH）的重要組成部分。斯托爾集團在賽車領域深耕 20 余年，早已成為全球行業內的開拓者；而 STARD 作為集團的先進研發（R&D）部門，承擔著一系列核心內部業務，涵蓋賽車及高性能汽車應用的整車開發。其專業技術版圖廣泛，涉及高性能高壓（HV）電池系統、電機、逆變器、變速箱、電氣架構及軟件開發等關鍵領域。依托尖端技術，STARD 持續突破汽車與賽車行業的創新邊界。
面臨的挑戰
在現代賽車設計中，安全性始終是首要考量 —— 專業賽車領域的管理機構會制定并嚴格執行一系列嚴苛的安全標準。但這些安全要求往往與性能目標存在沖突：提升安全性通常需要增加材料用量，這會直接導致車身重量上升，進而影響車輛性能；與此同時，滿足安全標準還需經過多次設計修訂與迭代，大幅延長開發周期。若缺乏有限元分析（FEA）這類先進工具及高效的優化解決方案，要實現這些相互矛盾的目標，往往需要投入大量時間與人力。
STARD 面臨的核心挑戰，便是優化電動賽車的空間車架設計，以同時滿足嚴苛的性能需求與不斷更新的安全法規。
展開 Solid Power公布其高含量硅電池的安全和性能數據
蓋世汽車訊 據外媒報道，電動汽車全固態電池開發商Solid Power公布了其高含量硅全固態電池技術的安全和性能數據。與傳統鋰離子電池相比，該初始數據顯示出優越的比能量和安全特性。目前，Solid Power正與空白支票公司進行合并，且其技術主要用于為未來電動汽車提供動力。
Solid Power的小型軟包電池在室溫下可實現1,000多次循環，且可保持80%以上的容量。目前，這種小型軟包電池采用的是可擴展的工藝進行生產。而Solid Power致力于提高公司試生產線上大容量電池的性能。
（圖片來源：Solid Power）
Solid Power的全固態電池電芯技術采用硫化物固體電解質，替代了傳統鋰離子電池中使用的所有易燃液體和凝膠電解質。其2Ah高容量硅電池在以下濫用條件下表現出良性故障：
針刺——Solid Power充滿電的電池在室溫下會被導電針刺穿，以模擬電池壁意外刺透。該損壞的電池不會產生任何危險，例如起火、泄氣或材料損失。在測試過程中，電池溫度僅略有升高，最高為27℃。
過充——Solid Power充滿電的電池子在室溫下持續充電，充電速率為1C，超過了典型電壓上線。電池在壓縮和未壓縮的情況下都進行了測試。充電達200%時，Solid Power的電池不會發生起火、泄氣或材料損失等危險。電池受壓時的最高溫度為35℃，未受壓時的最高溫度為69℃。
外部短路——Solid Power充滿電的電池會進行短路以模擬不當電池使用。Solid Power的電池在測試過程中沒有產生起火、泄氣或材料損失等危險。
展開 