随着我国汽车保有量的急剧增加,使得交通碰撞事故也随之增加,大量的交通事故造成严重的人员伤亡和财产损失,产生了严重的社会影响。由于人员伤亡通常发生在高速碰撞事故中,汽车厂商和消费者对其高度重视。相比于高速碰撞事故,低速碰撞事故对人体伤害较小,往往会导致车辆的相关部件被破坏,但对破坏的部件进行维修或更换时,必然会给汽车消费者和保险公司造成很大的财产损失,因此,在汽车碰撞安全方面,低速碰撞和高速碰撞同等重要。此外,电动汽车的大力开发和使用,使得汽车在碰撞安全方面也有了不同的要求。因此,电动汽车的低速碰撞研究对提高其碰撞的安全性和耐撞性,以及降低碰撞引发的车辆维修成本和减少保险理赔有重要的意义。本文应用CATIA软件建立了某款纯电动SUV的三维模型,根据RCAR低速正面碰撞法规的两种测试规程,即车辆以15km/h的速度撞击刚性壁障的低速结构正面碰撞和车辆以10.0km/h的速度撞击离地高度为455mm±3mm固定的刚性保险杠壁障的低速正面100%全宽保险杠碰撞。应用ANSA前处理软件建立该纯电动SUV低速结构正面碰撞有限元模型和正面100%全宽保险杠碰撞有限元模型,并应用LS-DYNA求解软件,对两种有限元模型进行仿真计算。从整车外部结构变形,内部结构变形以及前端缓冲区主要吸能部件的变形等分析了该纯电动SUV在低速结构正面碰撞中的耐撞性,并根据RCAR结构正面碰撞的测试要求,对其进行耐撞性和维修经济性评价;从车身变形和车体损坏情况对正面100%全宽保险杠碰撞中车辆的耐撞性和维修经济性进行了评价。综合分析了两种工况下该纯电动SUV的前端结构的耐撞性不足问题。针对正面低速碰撞过程中存在的问题,以低速结构正面碰撞为优化模型,以低速碰撞吸能、前纵梁的塑性应变和前端主要吸能部件变形为评价指标,运用控制变量法,选取前防撞梁的厚度、材料和截面型式为改进参数对前防撞梁进行优化,获得耐撞性能最优的防撞梁结构;以吸能盒的性能指标和前纵梁的塑性应变为评价指标,在前纵梁优化的前提下,设计四种吸能盒优化方案,对吸能盒和前纵梁进行同时优化,获得低速碰撞性能最优的吸能盒优化方案;对于前防撞梁、吸能盒及前纵梁结构优化后,吸能盒的压缩变形仍超过了限值问题,另外,考虑该电动汽车设计中实现高强度、耐撞以及轻量化,设计了前端缓冲区主要吸能部件多目标优化方案进行二次优化,以吸能盒和防撞梁的总吸能量最大、优化部件的总质量最小、吸能盒的压缩距离δ最大值以及吸能盒截面力峰值F最大值为目标函数,以防撞梁、吸能盒以及前纵梁的厚度及其加强筋的厚度为设计变量,采用Isight软件提供的正交试验设计方法进行样本点采集、建立响应面代理模型,并运用第二代非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)进行寻优求解。对比基础模型,优化后的最终结果满足RCAR测试的要求,为提高电动汽车低速碰撞安全设计与改进提供了依据。