评估电动汽车的结构性能

优化电动汽车的结构性能以提高效率和安全性

迅速增长的全球电动汽车（EV）市场预计到2027年将达到8028亿美元。在电池和高压电子设备的驱动下，电动汽车的运行和维护成本往往低于传统汽车，几乎不会产生空气污染。不幸的是，EV结构的复杂设计及其较高的工作电压可能会导致发生碰撞时乘员和急救人员受伤的新风险。通过评估电池组的耐撞性和设计电动汽车的结构性能，制造商可以帮助保护乘员并优化其技术的可行性。

碰撞引起的电动汽车损坏评估

电动汽车装有高压电池组，电路，控制模块，逆变器和其他可能因碰撞损坏而着火的电子设备。撞车可能会导致电池单元泄漏，短路以及电池单元与电池所在的金属容器壁之间的绝缘损坏。这可能会导致电池温度快速升高，从而导致热失控和潜在的大面积失火。

近年来，大多数EV火灾似乎是由于机械渗透或结构受损的汽车电池引起的。尽管有许多有记录的碰撞事故是在典型的高速公路速度下发生的，但重要的是要注意，低速撞击（例如，道路杂物刺穿车身底部的情况）也可能导致电池组侵入，具体取决于撞击位置和与电池的接近程度外壳。

必须分析每个特定碰撞情况的详细信息，以了解碰撞的情况，碰撞的严重性以及其他可能导致车辆电池结构完整性受到损害的因素。这需要彻底的证据收集，详细的检查以及事故重建方法的应用。检查所涉及的车辆是否损坏，其中可能包括检查电池盒的结构是否损坏以及检查电池单元和其他电子设备的变形或热损坏。测量事故现场的布局并检查是否有证据。收集事件数据，这些数据可以存储在车辆事件数据记录器（EDR）中，可以在碰撞环境中作为安全摄像机镜头或交通信号数据找到，或者可以来自警察报告或证人证词。

设计电动汽车以提高结构性能

电动汽车制造商在保持轻量化设计的同时，要优化驱动范围面临越来越多的挑战。充电后，电动汽车通常有望提供200英里或200英里以上的续航里程，至少需要70-80 kW-h的电能。这种口径的电池系统通常重达500公斤或更多。虽然增加电池续航力和减少车辆重量似乎是相互冲突的目标，但可以通过车辆结构内的结构优化来设计电池组周围的保护结构。

制造商正在探索可折叠的多功能电池组结构，以实现最佳的行驶里程/车辆重量平衡。通过用吸收能量的电池组组件和外壳代替底盘中的传统结构，制造商可以管理车辆的重量要求并提高其效率和续航里程。电池盒外壳应在发生碰撞事件时成为负载路径的一部分。因此，至关重要的是，外壳的设计不会对车辆的耐撞性产生不利影响，也不会增加电池在碰撞中损坏或对乘员造成伤害的可能性。

传统上，设计人员避免将电池组放置在车辆前部附近。车辆的前部专门用于能量消耗和负载路径管理，以实现正面碰撞安全，这是车辆碰撞中最常见的碰撞方式。因此，电池组通常没有被设计成结构部件。然而，最近，车辆制造商现在正在考虑将电池组的结构接合作为正面和倾斜冲击期间能量耗散的一部分。我们在Exponent的团队可以通过进行仿真和测试来评估电池组和外壳设计以及在各种撞击情况下的放置情况，从而帮助实现提高车辆性能和耐用性以及在不同碰撞模式下保护乘员的总体目标。

评估电动汽车的耐撞性和结构性能

电动汽车的安全预防措施远远超出了美国国家公路交通安全管理局（NHTSA）的联邦机动车安全标准（FMVSS）。多年以来，测试已经发展到包括碰撞后检查，以检查是否将高电压从机箱中隔离出来，挥发性气体的泄漏以及系统的物理损坏。汽车工程师学会（SAE），联合国欧洲经济委员会和草案