汽车安全性能分析与评价

三汽车安全性能

分析与评价主讲人：黄云力2013年7月汽车安全性能分析与评价一、主动安全性二、被动安全性交通事故

车辆在道路上行驶和停放过程中，发生碰撞、辗压、刮擦、翻车、坠车、失火、爆炸等现象造成人员伤亡和车、物损坏的事件。

汽车安全性

1、主动安全性是指汽车本身防止或减少道路交通事故发生的性能。主要取决于汽车的总体尺寸、制动性、行驶稳定性、操纵性、信息性以及驾驶员工作条件(操作元件人机特性、座椅舒适性、噪声、温度和通风、操纵轻便性等)。此外，汽车动力性(特别是超车的时间和距离)也是很重要的影响因素。

2、被动安全性汽车发生事故后汽车本身减轻人员受伤和货物受损的性能。一、主动安全系统汽车在行驶时能在短距离停车且维持行驶方向稳定性和在下长坡时能维持一定车速的能力。另外,也包括在一定坡道上能够长时间停放的能力。汽车制动性是汽车的重要使用性能之一。它属于汽车主动安全的范畴。行车制动俗称脚制动或脚刹车。驻车制动俗称手刹车或手制动。汽车制动性能评价指标制动效能（含制动时间、距离和制动减速度）；制动效能的恒定性（抗衰退性能）；制动时汽车方向稳定性（包括抗跑偏、抗侧滑和保持转向能力的性能）。制动效能在良好的路面上，汽车以规定的初始车速以规定的踏板力制动到停车的制动距离或制动时汽车的减速度。它是制动性能的最基本指标。制动距离的影响因素司机反应行驶速度附着系数装载质量制动效能的恒定性

抗热衰退性能：汽车在高速行驶或下长坡道时制动性能的保持程度。

抗水衰退性能：是指汽车涉水后对制动性能的保持能力。汽车制动时的方向稳定性

常用制动时汽车按给定路径行驶的能力。

制动时发生跑偏、侧滑或失去转向能力时，则汽车将偏离给定的行驶路径。这时，汽车的制动方向稳定性能不佳。制动跑偏是指汽车在制动过程中自动向左或向右偏驶的现象。因制造或调整误差造成汽车左、右车轮，特别是左、右前轮制动器制动力不相等；因结构设计原因，使汽车制动时悬架受力状态发生变化，造成悬架导向杆系在运动学上不协调。

制动侧滑

是指制动时汽车的某轴或多轴发生横向移动的现象。严重的跑偏必然侧滑，对侧滑敏感的汽车也有跑偏的趋势。注意：通常，跑偏时车轮印迹重合，侧滑前后印迹不重合。

汽车操纵稳定性汽车操纵稳定性，是指在驾驶员不感觉过分紧张、疲劳的条件下，汽车能按照驾驶员通过转向系及转向车轮给定的方向（直线或转弯）行驶；且当受到外界干扰（路不平、侧风、货物或乘客偏载）时，汽车能抵抗干扰而保持稳定行驶的性能。影响车辆操纵性的主要因素是车辆轴距和转弯时的离心力。防抱死制动系统汽车防抱死制动系统即AntilockBrakingSystem（ABS）。

随着汽车技术的迅速发展，安全性能越来越受到人们的重视，制动系统作为主要主动安全件更是备受关注。当汽车制动前轮抱死时，汽车会失去转向能力，后轮抱死时会造成汽车急转甩尾。制动防抱死系统就是在制动过程中防止车轮被制动抱死，提高制动减速度、缩短制动距离，能有效地提高汽车的方向稳定性和转向操纵能力，保证汽车的行驶安全。制动防抱死系统对汽车性能的影响主要表现在减少制动距离、保持转向操纵能力、提高行驶方向稳定性以及减少轮胎的磨损方面。ABS无ABS制动有ABS制动

遇到紧急状况，驾驶员只要尽可能地用力踩下刹车踏板即可，其他的事情交给ABS来处理，因此驾驶者可此专心地处理紧急状况。制动无ABS有ABS行驶方向障碍物（一）ABS系统的优点以提高汽车行驶性能为目的而开发的各种ABS装置，其原理是充分利用轮胎和地面的附着系数，主要采用控制制动液压压力的方法，给各车轮施加最合适的制动力。

优点：缩短制动距离增加了汽车制动时的稳定性改善了轮胎的磨损状况使用方便，工作可靠（二）ABS的结构与工作原理

ABS系统通常由车轮速度传感器、液压控制单元（液压调节器、制动压力调节器）和电控单元ECU等组成。车轮转速传感器液压控制器电控单元ECU制动踏板指示灯制动器双腔制动主缸后桥传感器ABS电控单元制动灯开关ABS液压泵电机和低压储能器液压控制单元车轮转速传感器ABS警告灯故障诊断插座执行元件1、系统组成低压储能器总泵助力器常开阀常闭阀吸入阀压力阀液压泵车轮制动器常规制动阶段：常开阀断电--ON，常闭阀断电--OFF，来自制动总泵的制动液进入制动轮缸。此时ABS不工作。2、ABS工作原理－升压低压储能器总泵助力器常开阀常闭阀吸入阀压力阀液压泵车轮制动器保压阶段：当车轮趋于抱死时，常开阀通电--OFF，常闭阀断电--OFF，通往制动轮缸的通道被切断，轮缸内的油压保持不变。2、ABS工作原理－保压低压储能器总泵助力器常开阀常闭阀吸入阀压力阀液压泵车轮制动器减压阶段：保压后，若车轮仍趋于抱死时，常开阀通电--OFF，常闭阀通电--ON，制动轮缸内的制动液进入储能器，并由液压泵泵回到制动总泵。减压后，车轮转速上升若太快，再次进入到升压阶段，进入新的一个循环，重复上述过程，直至汽车停车为止。2、ABS工作原理－减压电子制动力分配EBD前后分配左右分配EBD实际上是ABS的辅助功能，它可以改善提高ABS的功效。所以在安全指标上，汽车的性能又多了“ABS+EBD”。

在刹车的时候，车辆四个车轮的刹车卡钳均会作动，以将车辆停下。但由于路面状况会有变异，加上减速时车辆重心的转移，四个车轮与地面间的抓地力将有所不同。传统的刹车系统会平均将刹车总泵的力量分配至四个车轮。从上述可知，这样的分配并不符合刹车力的使用效益。EBD系统便被发明以将刹车力做出最佳的应用。

EBD是ElectronicBrake-ForceDistribution的缩写，中文全名为电子刹车力分配系统。配置有EBD系统的车辆，会自动侦测各个车轮与地面将的抓地力状况，将刹车系统所产生的力量，适当地分配至四个车轮。在EBD系统的辅助之下，刹车力可以得到最佳的效率，使得刹车距离明显地缩短，并在刹车的时候保持车辆的平稳，提高行车的安全。而EBD系统在弯道之中进行刹车的操作亦具有维持车辆稳定的功能，增加弯道行驶的安全。驱动防滑控制系统ASR汽车驱动防滑系统（AccelerationSlipRegulation或TractionControlSystem），简称ASR或TCS（日本车型称它为TRC或TRAC）ASR系统是继ABS后采用的一套防滑控制系统，是ABS功能的进一步发展和重要补充。ASR系统和ABS系统和密切相关，通常配合使用，构成汽车行驶的主动安全系统。ABS是防止制动过程中的车轮抱死、保持方向稳定性和操纵性并能缩短制动距离的装置。而ASR的作用是防止汽车加速过程中的打滑，特别防止汽车在非对称路面或在转弯时驱动轮的空转，保持方向稳定性、操纵性，维持最大驱动力的装置。由于ASR是ABS系统功能的延伸和补充。因此ASR与ABS之间有许多相同之处，主要部件可以通用或共用。打滑有TRAC无TRAC可控ASR系统防止驱动轮在驱动时打滑的控制方式发动机输出功率控制汽油机：减少喷油量、推迟点火时间、节气门位置调整及采用辅助空气装置；柴油机：控制供油量和供油时刻驱动轮制动控制对发生空转的驱动轮直接施加制动控制驱动桥的防滑差速器综合控制ASR系统的结构与工作原理ASR的基本组成传感器车轮转速传感器、节气门位置传感器、ASR选择开关等ECU执行器制动压力调节器、节气门驱动装置等行驶车辆传感器ECU执行机构发动机驱动轮制动器ASR的基本组成电子稳定程序汽车电子稳定程序ESP系统由控制单元及转向传感器（监测方向盘的转向角度）、车轮传感器（监测各个车轮的速度转动）、侧滑传感器（监测车体绕垂直轴线转动的状态）、横向加速度传感器（监测汽车转弯时的离心力）等组成。控制单元通过这些传感器的信号对车辆的运行状态进行判断，进而发出控制指令。

有ESP与只有ABS及ASR的汽车，它们之间的差别在于ABS及ASR只能被动地作出反应，而ESP则能够探测和分析车况并纠正驾驶的错误，防患于未然。ESP对过度转向或不足转向特别敏感，例如汽车在路滑时左拐过度转向（转弯太急）时会产生向右侧甩尾，传感器感觉到滑动就会迅速制动右前轮使其恢复附着力，产生一种相反的转矩而使汽车保持在原来的车道上。汽车电子稳定程序其他辅助辅助安全装置系统名称缩写(德)缩写(英)功能作用防抱死系统ABSABS在制动中阻止车轮发生抱死，并保持良好的行驶稳定性和转向性能。驱动防滑控制ASRTCS通过对打滑车轮施加制动力并降低发动机扭矩形式阻止驱动轮空转。电子制动力分配EBVEBD在ABS起作用前，阻止后轴过量制动。电子差速锁止EDSEDL在车辆处于附着力不同的路面时，通过对空转车轮施加制动实现车辆起步行驶。电子稳定程序ESPESP通过对制动和发动机管理系统施加相应的调整，来阻止车辆的滑移。发动机牵引力矩调整MSREBC当加速踏板突然松开或者带着档位施加制动时，那么MSR将阻止由于发动机的制动而产生的驱动轮抱死。二、被动安全系统无安全气囊，驾驶员未系安全带的碰撞情形当汽车以48km/h速度发生正面碰撞，90ms时，人体在转向盘接触处受力约90000N，下肢多处骨折，头部和胸部的受伤程度大大超过容许程度，一般来说，死亡在所难免。无安全气囊，乘员未系安全带时的碰撞情形但汽车以48km/h速度发生正面碰撞时，前侧乘员处造成下肢骨折外，面部受严重损害，胸部损伤相对小些，但头部的损伤导致成员的死亡。无安全气囊，驾驶员系安全带时的碰撞情形当汽车以48km/h速度发生正面碰撞时，驾驶员头部受伤较重，胸部由于被安全带约束，可产生近10000N的力，造成胸骨和肋骨的骨折。有安全气囊，驾驶员未系安全带时的碰撞情形汽车以48km/h速度发生正面碰撞时，向前快速运动的人体充分与安全气囊作用，释放能量。作用在安全气囊上的力约为10000N，转向轴所受的分力约为9000N,切向分力约为6000N。安全气囊将人体头部和胸部同驾驶室前部结构（如风挡、转向盘）隔开。避免了头部和胸部的原种损伤。三、车辆维护与检视汽车在使用过程中，受摩擦、振动、冲击等作用，各部机构、零件逐渐产生不同程度的变形、磨损、疲劳、腐蚀、老化，其动力性、经济性、可靠性、安全性等性能随之变差，对大气的污染加剧，发生运行性故障的可能性增加。对此，适时地、合理地进行维护，使汽车经常处于完好技术状态是非常必要的。为保证汽车的技术良好，确保安全生产，充分发挥汽车的效能和降低运行消耗，同时为明确汽车驾驶员与维修企业的职责，《汽车维护、检测、诊断技术规范》(GB／T18344—2001)等法律、法规和国家标准对车辆的维护、分类、周期、作业范围、技术要求等作了明确规定。汽车维护分为日常维护、一级维护、二级维护。

汽车维护汽车日常维护①对汽车外观、发动机外表进行清洁，保持车容整洁；

②对汽车各部润滑油脂、燃油、冷却液、制动液、各工作介质、轮胎气压进行检视补给；

③对汽车制动、转向、传动、悬挂、灯光、信号等安全部位和位置以及发动机运转状态进行检视、校紧，确保行车安全；

日常维护工作由驾驶员负责执行。汽车定期维护汽车定期维护分为一级维护和二级维护。一级维护作业中心内容除日常维护作业外，以清洁、润滑、紧固为主，并检查有关制动、操纵等安全部件。

一级维护作业由维护企业负责执行二级维护作业中心内容除一级维护作业外，以检查、调整转向节、转向节臂、制动蹄片、悬架等经过一定时间的使用容易磨损或变形的安全部件为主，并拆检轮胎，进行轮胎换位，检查调整发动机工作状况和排气污染控制装置等。二级维护由维修企业负责执行。

汽车安全检视1、汽车安全性主要包括那两方面？主动安全性主要包括那两种性能指标？

2、目前主/被动安全技术主要有哪些？3、实训题：从网上或其它渠道针对车辆的查阅2～3个不同品牌、不同型号汽车的安全性，主要从制动性能和操纵稳定性对它们的安全能进行对比分析，总结得出对比分析结论。复习思考题附录资料：不需要的可以自行删除节能与新能源汽车

--纯电动汽车目录1概述2新能源汽车现状

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纯电动汽车技术原理及优势4纯电动汽车商业模式简介5远期展望概述基本概念以内燃机为主要动力系统，综合利用各种技术降低油耗的叫节能汽车。

“新能源汽车”是指采用新型动力系统，使用非石油燃料的汽车。规划中的新能源汽车主要是指纯电动汽车、插电式混合动力汽车、燃料电池汽车。纯电动汽车是以电池为储能单元，以电动机为驱动系统的车辆。纯电动汽车的特点：结构相对简单，生产工艺相对成熟。新能源汽车现状序号国家/区域鼓励政策行动计划1美国《2001年美国未来能源保证法案》《美国新的综合性能源计划》《美国下一代电动汽车协议》未来10年投入10亿美元，至2015年普及100万辆插电式混合动力汽车2欧盟欧洲汽车制造商协会《2010税收导则》，除意大利和卢森堡，所有西欧国家出台了对电动车的减税、免税或补贴政策奥地利：25万辆推广计划丹麦：2020年，电动汽车占新售车辆1/10西班牙：2014年普及100万辆3德国《国家电动车发展计划》，2009-2012年投入5亿欧元用于纯电动和插电式混合动力汽车的研发产业化到2020年、2030年分别普及100万辆和500万辆纯电动汽车和插电式混合动力汽车4法国《新车置换金》《法国清洁汽车购买奖励体系》2015年推广电动汽车10万辆5英国《私人购买新能源汽车补贴细则》低碳汽车示范运行与研发资助政策2015年推广电动汽车24万辆6日本《下一代汽车的补助金制度》《日本电动汽车购买补助手册》到2020年普及以电动汽车为主体的“下一代汽车”达到1350万辆国外政策世界各国普遍将发展电动汽车确立为节能减排的重要途径和政府战略性计划，出台各类发展鼓励政策和行动计划。新能源汽车现状电动汽车科技发展“十二五”专项规划 形成“三横三纵三大平台”（三纵：混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车；三横：电池、电机、电控;三大平台：标准检测、能源供给、集成

示范战略重点与任务布局）

《节能与新能源汽车产业发展规划（2012—2020）》

汽车工业转型的主要战略取向——纯电驱动当前重点推进——纯电动汽车和混合动力汽车产业化推广普及：非插电式混合动力汽车、节能内燃机汽车

国内政策新能源汽车已经成为我国七大战略性新型产业之一新能源汽车现状国内发展状况经过多年的酝酿，国内纯电动汽车日趋成熟，有多款电动车已取得国家公告吉利熊猫EK电动汽车系列动力源：铅酸电池最高车速：80km/h北汽福田迷迪纯电动轿车动力源：锂电池组续航：100—150公里

东风风神，EJ02纯电动汽车动力源：磷酸铁锂电池，电机类型：风神采用永磁同步电机长安奔奔MINI纯电动汽车动力源：磷酸铁锂电池组电机类型：永磁直流无刷电机

比亚迪E6纯电动汽车动力源：铁电池续航：200—300公里

众泰2008EV纯电动汽车动力源：锂离子电池续航：300公里纯电动汽车纯电动汽车技术原理分类领域整车共性技术

整车和系统集成网络通讯和控制技术强电安全技术电磁兼容性技术整车轻量化技术整车匹配标定和试验技术系统标定和优化技术智能感应及显示技术故障诊断和容错控制技术热管理技术分类和领域纯电动汽车核心技术分类领域控制系统关键技术电制动技术安全技术控制软件开发仿真系统设计诊断技术车用驱动电机系统关键技术驱动电机及其控制技术系统集成系统热管理位置/转速传感器高性能绝缘材料高性能永磁材料电力电子元器件IGBT车用动力电池系统关键技术

动力电池及成组技术系统集成电池管理系统正负极材料锂离子电池隔膜纯电动汽车核心技术分类领域电动辅助系统关键技术电空调电转向电制动电动汽车的主要组成和核心部件“三大件”驱动系统电动汽车的心脏驱动系统的功用是将存储在蓄电池中的电能高效地转化为车轮的动能，并能够在汽车减速制动时，将车轮的动能转化为电能充入蓄电池中。实现一种“再生”效应。驱动系统包括：电子控制器、功率转换器、电动机、机械传动装置和驱动车轮等。常用的驱动电机：

1、直流有刷电动机、

2、交流感应电动机、

3、开关磁阻电动机、

4、无刷直流电动机及永磁同步电机控制系统对驱动机的控制

主要功能是根据驾驶员的操作和当前的工况，在保证安全和动力性要求的前提下选择尽可能优化的工作模式。动力源电池管理系统电池组锂离子电池铅酸蓄电池镍氢蓄电池镍镉蓄电池钠硫蓄电池重量轻、储能大、无污染、无记忆效应、使用寿命长；它是一种真正的绿色节能环保电池可靠性好、原材料易得