西门子：2022年集成式汽车安全系统设计白皮书（11页）.pdf

1、DIGITAL INDUSTRIES SOFTWARE集成式汽车安全系统设计借助可靠的自适应仿真解决方案应对不断变化的汽车安全需求高层摘要车辆中融入安全系统愈发重要。随着汽车电气化和自动驾驶汽车的发展，汽车行业正在向着 更高的安全和环保标准迈进。本白皮书讨论了汽车行业正在发生的转变，以及集成式安全系 统设计目前有哪些或者 未来几年会出现哪些相关考虑因素。本白皮书着重阐述了强大、快 速和准确的数值仿真技术在集成式安全系统开发过程中的作用。J.M.A.Melvin、K.Chatrath 和 K.Shienmar，Siemens Digital Industries S 3乘员的任务4不远的过去 4

2、电子安全系统的推出 5展望未来 5座椅设计6后向座椅 6日益增加的测试复杂性 7工程师面临的问题7解决方案 8多用性 8FORTE 的模块化 8用户友好性和简便设置 9FORTE 满足了集成式安全仿真的需求 9结语10参考文献10Siemens Digital Industries Software 2白皮书 集成式汽车安全系统设计具有良好预测功能的生物仿真人体/假人仿真模型的 运用有着不可估量的价值。Simcenter Madymo 软 件 是 Siemens Digital Industries Software 旗 下 综 合性、集成式软件和服务 Xcelerator 产品组合的一 部分

3、，可提供一系列此类模型，方便用户对各种安全 悠关的场景进行仿真，从而设计出最适用的安全系 统。为进一步提升用户使用 Simcenter Madymo 进行集 成式安全系统设计的便利性，我们向该软件的用户提 供了乘员约束系统测试和评估框架(FORTE)应用程 序。该应用程序提供的仿真环境具有简单易用、模块 化结构、多用途、数值稳健等多种特点，设置和执行都 非常省时省力。今天的汽车安全系统通常采用复杂的多层方法确保 乘员安全。安全系统主要分为被动式和主动式两种类 型。主动式安全系统侧重于避免或减少冲击力，例如 电子稳定控制系统。被动式安全系统则侧重于减轻发 生碰撞时所造成的伤害，例如安全带。而集成

4、式安全 系统可将这两个系统合而为一。有关此类系统的更 多信息，请参阅我们以前的博客：自动驾驶汽车的未来已获验证 集成式乘员安全系统的演变本白皮书探讨了集成式安全系统目前的最新技术和 未来的发展趋势。电气化和无人驾驶汽车汽车行业正处于转型阶段。尽管燃油汽车在道路上 仍然很常见，但混合动力和纯电动汽车越来越受欢迎，需求也越来越大。这种动力概念的转变会对汽车内部 设计和动力学设计产生重要影响。在安全悠关的场景 中，车辆乘员的运动取决于他们的初始姿势、活动、车 内环境和车辆运动形态等。车内环境和车辆运动形态 的变化会影响安全系统的设计。根据贝罗娜基金会1的研究，2020 年爆发的全球疫情 为汽车行业转

5、型带来了希望。在此期间，欧洲的纯电 动汽车销量增加了 107%，而燃油汽车的销量则大幅 下降。尽管销量有所下降，但传统的燃油车辆仍然是 使用最广泛的动力类型。随着替代性动力解决方案的 序言Siemens Digital Industries Software 3白皮书 集成式汽车安全系统设计日益普及，路上行驶的车辆种类越来越多。这种多元 化格局给车辆安全系统制造商带来了颇有意味的挑 战。他们必须开发出适用于每一种车辆（无论是燃油、混合动力还是纯电动车）的设计。人们对于进一步提高安全性和舒适性的需求，促使广 大汽车制造商开始思考将驾驶任务自动化的可能。近 几年来，实现自动化驾驶的过程一直在进行中

6、。SAE J3016 驾驶自动化分级标准对自动化驾驶方面已经 取得的进展和未来预期的进展进行了量化分级。除 许多其他细节外，该文件定义了 L0-L5 共六个自动 化驾驶级别。L0 级是无自动化驾驶，L5 级是完全自 动化驾驶，无需人工干预。自动化驾驶技术是指车辆 越来越多地配备巡航控制系统、车道保持辅助系统 等功能。这些功能可以协助驾驶员操控车辆，但仍然依 靠驾驶员完成大部分驾驶任务（L1 级和 L2 级）。能够自动行驶、但在其操控行为超出运行设计范围时 需要人工干预的车辆，目前在路上仍不多见，但这一 领域的研发正在如火如荼地进行中。尽管该领域的 领军企业对实现 L4 级和 L5 级自动化驾驶