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以下是正文：

優(yōu)化電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu)性能以提高效率和安全性

迅速增長的全球電動(dòng)汽車（EV）市場預(yù)計(jì)到2027年將達(dá)到8028億美元。在電池和高壓電子設(shè)備的驅(qū)動(dòng)下，電動(dòng)汽車的運(yùn)行和維護(hù)成本往往低于傳統(tǒng)汽車，幾乎不會(huì)產(chǎn)生空氣污染。不幸的是，EV結(jié)構(gòu)的復(fù)雜設(shè)計(jì)及其較高的工作電壓可能會(huì)導(dǎo)致發(fā)生碰撞時(shí)乘員和急救人員受傷的新風(fēng)險(xiǎn)。通過評(píng)估電池組的耐撞性和設(shè)計(jì)電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu)性能，制造商可以幫助保護(hù)乘員并優(yōu)化其技術(shù)的可行性。

 

碰撞引起的電動(dòng)汽車損壞評(píng)估

 

電動(dòng)汽車裝有高壓電池組，電路，控制模塊，逆變器和其他可能因碰撞損壞而著火的電子設(shè)備。撞車可能會(huì)導(dǎo)致電池單元泄漏，短路以及電池單元與電池所在的金屬容器壁之間的絕緣損壞。這可能會(huì)導(dǎo)致電池溫度快速升高，從而導(dǎo)致熱失控和潛在的大面積失火。

 

近年來，大多數(shù)EV火災(zāi)似乎是由于機(jī)械滲透或結(jié)構(gòu)受損的汽車電池引起的。盡管有許多有記錄的碰撞事故是在典型的高速公路速度下發(fā)生的，但重要的是要注意，低速撞擊（例如，道路雜物刺穿車身底部的情況）也可能導(dǎo)致電池組侵入，具體取決于撞擊位置和與電池的接近程度外殼。

 

必須分析每個(gè)特定碰撞情況的詳細(xì)信息，以了解碰撞的情況，碰撞的嚴(yán)重性以及其他可能導(dǎo)致車輛電池結(jié)構(gòu)完整性受到損害的因素。這需要徹底的證據(jù)收集，詳細(xì)的檢查以及事故重建方法的應(yīng)用。檢查所涉及的車輛是否損壞，其中可能包括檢查電池盒的結(jié)構(gòu)是否損壞以及檢查電池單元和其他電子設(shè)備的變形或熱損壞。測量事故現(xiàn)場的布局并檢查是否有證據(jù)。收集事件數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可以存儲(chǔ)在車輛事件數(shù)據(jù)記錄器（EDR）中，可以在碰撞環(huán)境中作為安全攝像機(jī)鏡頭或交通信號(hào)數(shù)據(jù)找到，或者可以來自警察報(bào)告或證人證詞。

 

設(shè)計(jì)電動(dòng)汽車以提高結(jié)構(gòu)性能

 

電動(dòng)汽車制造商在保持輕量化設(shè)計(jì)的同時(shí)，要優(yōu)化驅(qū)動(dòng)范圍面臨越來越多的挑戰(zhàn)。充電后，電動(dòng)汽車通常有望提供200英里或200英里以上的續(xù)航里程，至少需要70-80 kW-h的電能。這種口徑的電池系統(tǒng)通常重達(dá)500公斤或更多。雖然增加電池續(xù)航力和減少車輛重量似乎是相互沖突的目標(biāo)，但可以通過車輛結(jié)構(gòu)內(nèi)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化來設(shè)計(jì)電池組周圍的保護(hù)結(jié)構(gòu)。

 

制造商正在探索可折疊的多功能電池組結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)最佳的行駛里程/車輛重量平衡。通過用吸收能量的電池組組件和外殼代替底盤中的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，制造商可以管理車輛的重量要求并提高其效率和續(xù)航里程。電池盒外殼應(yīng)在發(fā)生碰撞事件時(shí)成為負(fù)載路徑的一部分。因此，至關(guān)重要的是，外殼的設(shè)計(jì)不會(huì)對(duì)車輛的耐撞性產(chǎn)生不利影響，也不會(huì)增加電池在碰撞中損壞或?qū)Τ藛T造成傷害的可能性。

 

傳統(tǒng)上，設(shè)計(jì)人員避免將電池組放置在車輛前部附近。車輛的前部專門用于能量消耗和負(fù)載路徑管理，以實(shí)現(xiàn)正面碰撞安全，這是車輛碰撞中最常見的碰撞方式。因此，電池組通常沒有被設(shè)計(jì)成結(jié)構(gòu)部件。然而，最近，車輛制造商現(xiàn)在正在考慮將電池組的結(jié)構(gòu)接合作為正面和傾斜沖擊期間能量耗散的一部分。我們在Exponent的團(tuán)隊(duì)可以通過進(jìn)行仿真和測試來評(píng)估電池組和外殼設(shè)計(jì)以及在各種撞擊情況下的放置情況，從而幫助實(shí)現(xiàn)提高車輛性能和耐用性以及在不同碰撞模式下保護(hù)乘員的總體目標(biāo)。

 

評(píng)估電動(dòng)汽車的耐撞性和結(jié)構(gòu)性能

 

電動(dòng)汽車的安全預(yù)防措施遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了美國國家公路交通安全管理局（NHTSA）的聯(lián)邦機(jī)動(dòng)車安全標(biāo)準(zhǔn)（FMVSS）。多年以來，測試已經(jīng)發(fā)展到包括碰撞后檢查，以檢查是否將高電壓從機(jī)箱中隔離出來，揮發(fā)性氣體的泄漏以及系統(tǒng)的物理損壞。汽車工程師學(xué)會(huì)（SAE），聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)和草案

 

來源：https://www.exponent.com/knowledge/thought-leadership/2021/04/evaluating-electric-vehicle-structural-performance/?pageSize=NaN&pageNum=0&loadAllByPageSize=true

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