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雷达|低速碰撞中的汽车雷达抗冲击性及性能保护研究


由于汽车造型和布置限制 ， 汽车雷达若无法避开低速碰撞摆锤的直接冲击 ， 很容易碰撞损坏 。
本文基于等效静态载荷理论 ， 采用静压试验方法 ， 建立了汽车雷达受损评价标准 ， 通过对雷达周边零件的材料和结构优化设计 ， 有效的实现了对某项目汽车后端雷达受低速碰撞冲击的性能保护 。 本文创建的汽车雷达在低速碰撞性能评价方法及方案优化过程 ， 对汽车设计具有一定的指导作用 。
随着汽车智能化的发展 ， 越来越多的电子功能件应用于汽车前后端 。 ADAS是利用安装于车上的各式各样的传感器 ， 如雷达、激光和超声波等 ， 可以探测光、热、压力或其它用于监测汽车状态的变量 。 ADAS 通常位于车辆的前后保险杠、侧视镜、驾驶室内部或者挡风玻璃上 ， 可以实现辅助泊车、碰撞预警、自动巡航驾驶、偏道报警等功能 。
1.汽车后端雷达受低速碰撞冲击的性能保护
现有低速碰撞国家标准 GB17354-1998 实施于 1999 年 ， 没有定义在 4km/h 以下低速碰撞时对 ADAS 中雷达等的保护 。 泛亚汽车技术中心有限公司对低速碰撞中电子功能件的保护进行了多年的研究 ， 考虑降低售后维修成本和提升行车安全性 ， 创建了对电子功能件低速碰撞保护的企业标准 ， 并提出了避让式的解决方法 。
目前 ， 行业中并没有比较成熟的判断电子功能件受冲击是否失效的方法和评价标准 。 中国汽车标准委员会已开始启动低速碰撞国标修订工作 ， 很可能将对电子功能件保护作为修订考虑内容。
本文介绍了某车型开发中由于造型和布置限制 ， 汽车雷达无法避开低速碰撞摆锤的直接冲击 ， 很容易碰撞损坏 。 本文基于等效静态载荷理论 ， 采用准静压试验方法 ， 建立了汽车雷达受损评价标准 ， 通过对雷达周边零件的材料和结构优化设计 ， 有效的实现了对该项目汽车后端雷达受低速碰撞冲击的性能保护 。 对于雷达抗冲击性研究及低速碰撞性能保护开发具有指导意义 。
2.汽车雷达布置及低速碰撞性能介绍
中国低速碰撞保护法规采用基准高度为 445mm 的摆锤配整车整备质量 ， 对车辆前 / 后端进行 4km/h 纵向碰撞和 2.5km/h“车角” 碰撞 ， 如图 1 所示 ， 要求：（1）照明和信号装置应能继续正常工作并清晰可见 。 如果出厂时安装好的照明装置失调 ， 允许进行调整以符合规定要求， 但只限于采用常规的调整方法 。 如果灯丝折断 ， 应允许更换灯泡 。 （2）发动机罩、行李箱盖和车门应能正常开闭 。 车辆的侧门在碰撞的作用下不得自行开启 。 （3）车辆的燃料和冷却系统应无泄漏 ， 不发生油、水路堵塞 ， 其密封装置与油、水箱盖亦应能正常工作 。 （4）车辆的排气系统不应有妨碍其正常工作的损坏或错位 。 （5）车辆的传动系统、悬架系统（包括轮胎）、转向和制动系统应保持良好的调整状态并能正常工作 。
雷达|低速碰撞中的汽车雷达抗冲击性及性能保护研究
本文插图

由于低速碰撞速度较低 ， 一般发生在泊车过程或溜车时的轻微碰撞 。 雷达在低速碰撞中损坏 ， 需要较高的维修费用 。 有时损坏不易被察觉 ， 在使用智能驾驶模式时会出现误报 ， 甚至会影响行车安全 ， 造成二次事故 。
因此 ， 考虑在低速碰撞中对雷达的保护是非常有必要的 。 然而 ， 由于 ADAS 系统电子功能件较多 ， 而保险杠前后端布置的空间有限 ， 一旦布置在防撞梁前端或摆锤直接碰撞区域 ， 很容易被撞坏 。 如何有效的保护雷达等电子功能件在低速碰撞中不损坏是开发的难点 。
本项目中由于造型特点 ， 保险杠蒙皮采用上下分片结构 ， 由于雷达的布置高度范围限制 ， 只能布置在电镀饰条和后雾灯之前的区域 。 刚好位于后防撞梁区域（硬点）且高度上受摆锤（硬点）直接冲击 。 如图 2 所示 ，CAE 分析表明 ， 采用传统 30g/l 密度吸能块 ， 雷达将在低速碰撞中被挤压失效 。


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