23671

طراحي و بهينه يابي ضربه گيرهاي اوريگامي شكل براي كاهش صدمه به باتري¬هاي داخل محفظه در برخورد از جانب و عقب يك خودروي الكتريكي

كارشناسي ارشد

مهندسي مكانيك- سازه و بدنه خودرو

98-99

99/07/30

دكتر جواد مرزبان راد

مهندسي خودرو

امروزه با افزايش توليد و تردد وسايل نقليه به ويژه وسايل نقليه برقي در شهرها و جاده¬ها، احتمال تصادف اين نوع وسايل نقليه نيز افزايش مي¬يابد. وجود باتري خطرات مختلفي را در تصادفات به همراه دارد. تغيير شكل باتري مي¬تواند باعث آتش¬سوزي يا انفجار شود كه به نوبه خود مي¬تواند جان مسافران را به خطر بيندازد. به منظور كاهش تغيير شكل باتري و در نتيجه خطر انفجار، يك ساختار جذب ضربه به شكل اوريگامي براي قرار دادن در محفظه باتري يك خودروي الكتريكي پيشنهاد شده است. اين پژوهش عمدتا بر طراحي و شبيه¬سازي عددي سازه جدارنازك فلزي جديد با الگوي اوريگامي متمركز شده است. بنابراين با پيشنهاد چند نمونه شكل اوريگامي به عنوان ضربه¬گير، ميزان جذب انرژي آنها بررسي ¬شدند. جاذب¬هاي انرژي اوريگامي به دليل وجود تاخوردگي¬هايي كه روي سطح آن ايجاد شده است روند لهيدگي در هنگام فشرده¬¬سازي را هدايت مي¬كنند و به دليل تغيير شكل پلاستيك بيشتر نسبت به لوله¬هاي معمولي مي¬توانند انرژي بيشتري جذب كنند. پس از تست و بررسي جاذب¬هاي مختلف با ابعاد و پارامترهاي مختلف به روش المان محدود در نرم افزار LS-DYNA، شكل بهينه با توجه به جذب انرژي ويژه بيشتر و نيروي اوج اوليه كمتر براي قرارگيري در محفظه باتري جهت تست استاندارد خودرو انتخاب شد. در نهايت با قراردادن جاذب اوريگامي نهايي در محفظه باتري خودرو و انجام تست برخورد ارابه از جانب و عقب به خودروي الكتريكي مدلسازي شده، مشاهده شد كه ضربه¬گيرهاي فوق با جذب انرژي ضربه مانع از تغيير شكل باتري نسبت به حالت بدون ضربه¬گير شدند.

1400/03/04

Origami Structure Crash Box Design and Optimization to Reduce Battery Damage Inside the Pack During Lateral and Rear Crash of an Electric Vehicle

1/1/1900 12:00:00 AM

Nowadays, with the increase in production and traffic of vehicles, especially electric vehicles in cities and roads, the probability of accidents of this kind of vehicle also increases. The presence of a battery carries various risks in accidents. Battery deformation can cause a fire or explosion, which in turn can endanger the lives of passengers. In order to reduce the deformation of the battery and thus the risk of explosion, an origami impact absorption structure has been proposed to place an electric vehicle in the battery compartment. This research focuses mainly on the design and numerical simulation of a new thin-walled metal structure with an origami pattern. Therefore, by proposing several types of origami shapes as impact absorbers, their energy absorption was investigated. Origami energy absorbers drive the crushing process due to the presence of wrinkles on the surface, and can absorb more energy due to the greater deformation of the plastic than conventional pipes. After testing and examining different attractions with different dimensions and parameters using the finite element method in LS-DYNA software, due to more specific energy absorption and less initial peak force to be placed in the standard vehicle crash test, the optimal shape was selected. Finally, by placing the final origami absorber in the car battery compartment and performing a chariot impact test on the side and back of the modeled electric vehicle, it was observed that the above energy absorbers prevent the battery from deforming compared to the impact-free mode by absorbing impact energy.

خودروي الكتريكي , محفظه باتري , برخورد , جاذب انرژي , اوريگامي

Electric vehicle , battery pack , collision , energy absorber , origami