Бул изилдөө тартуу батареяларын төмөн полдуу электр автобустун терезелер аралык тик кузов мамычаларына конструкциялык жактан интеграциялоо капталдан кагылышуудагы жүрүм-турумду кандай өзгөртөрүн изилдейт. Батарея интеграцияланган мамыча бул долбоордо энергияны сактаган корпус гана эмес; ошол эле учурда кагылышуу күчтөрүн каптал дубал, полдун босогосу жана чатыр сызыгы боюнча кайра бөлүштүрүүгө катышкан көп функциялуу көтөрүүчү элемент болуп саналат. Изилдөөчүлөр салттуу дизелдик кузов түзүлүшүн билдирген O-моделин батарея интеграцияланган B-модели менен Ansys 2023 R2 чөйрөсүндө алты өзүнчө каптал сокку сценарийинде салыштырышкан.

Изилдөөнүн жүктөө шарттары UNECE Regulation No. 95 документиндеги мобилдүү деформациялануучу тосмо — Mobile Deformable Barrier (MDB) — ыкмасынан алынган. Бирок изилденген автобус M3 категориясына кирет, ал эми UNECE R95 негизинен M1 жана айрым N1 унааларына колдонулат. Ошондуктан бул изилдөө UNECE R95 сертификаттоо же шайкештик сыноосу эмес; R95теги кагылышуу геометриясы менен сокку шарттарын эки автобус архитектурасын бирдей шарттарда салыштыруу үчүн стандартташтырылган инженердик жүктөө алкагы катары колдонот.

Негизги жыйынтык батарея интеграцияланган конструкция бардык көрсөткүчтөр боюнча жөн гана “төмөнүрөөк максималдуу чыңалуу” жаратпасын, бирок сокку жүгүн ар түрдүү конструкциялык аймактарга натыйжалуураак бөлүштүрүп, максималдуу деформацияны, кузовдун орточо эквиваленттүү чыңалуусун, критикалык мамычанын чыңалуусун жана отургучтун бекитүү чекиттериндеги чоку ылдамдыктарды азайтарын көрсөтөт. Үч сценарийдин орточосунда максималдуу деформация 312,18 mmден 255,42 mmге, болжол менен %18,2; орточо эквиваленттүү чыңалуу 70,14 MPaдан 52,83 MPaга, болжол менен %24,7 төмөндөгөн. Контролдук чекиттердеги чоку ылдамдыктардын орточо азайышы болжол менен %16,1 түзөт.

Ошол эле учурда изилдөө чыныгы батарея уячаларынын кагылышууда эзилишин, тешилишин, кыска туташуусун, электрдик изоляциянын жоголушун же термиялык качуу жүрүм-турумун моделдебейт. Ошондуктан жыйынтыктар унаа кузовунун конструкциялык кагылышууга туруктуулугуна тиешелүү; алар батарея системасынын уяча деңгээлиндеги авариялык коопсуздугу же толук масштабдагы жүргүнчү жаракат алуу көрсөткүчтөрү үчүн түз далил эмес.

Батареяны автобустун көтөрүүчү мамычасына жайгаштыруу эмнени өзгөртөт?

Салттуу электр унаа долбоорунда батарея системасы көбүнчө конструкциялык кузовдон өзүнчө энергия сактоо топтому катары каралат. Бул изилдөөдөгү ыкма болсо батареянын геометриялык көлөмүн түздөн-түз автобустун терезелер аралык тик көтөрүүчү элементтерине жайгаштырат. Ошентип, бир эле элемент батарея уячаларын да жайгаштырат жана капталдан келген сокку күчтөрүнө каршы кузовдун жүк көтөрүү системасынын бир бөлүгү да болот.

Бул идея жөн гана “мамычанын ичине көбүрөөк масса кошуу” эмес. Изилдөөнүн механикалык гипотезасы батарея интеграцияланган кезде мамычанын кесилишинин катуулугу жана натыйжалуу көтөрүүчү масса өзгөрүп, кагылышуу жүгүнүн өтүү жолу кайра уюштурулат дегенге негизделет. Сокку энергиясын жалаң сокку тийген жергиликтүү мамычага топтоонун ордуна, аны пол, босого, коңшу мамычалар жана чатыр сызыгы аркылуу кузовдун кеңири аймагына өткөрүү максат кылынат.

Изилденген автобус

Изилдөөнүн негизги унаасы JSC “Ukrbusbusprom” model 4289 төмөн кире турган шаардык миди автобусу. Унаанын узундугу болжол менен 9 m, жүргүнчү сыйымдуулугу 85 адам. Жүргүнчү бөлүгүнүн %60тан көбү төмөн полдуу; арткы бөлүктө жетектөөчү октун үстүндө пол болжол менен 400 mmге чейин көтөрүлөт.

Электрлештирүү концепциясында 125 kW номиналдык кубатка жана 520 N·m максималдуу айлануу моментине ээ Deutz BF4M1013FC дизелдик кыймылдаткычынын ордуна ZF CeTrax 2 борбордук электр жетеги каралган. Булак электр кыймылдаткычы үчүн 210 kW номиналдык кубат, 360 kW чоку кубат жана 870 N·m максималдуу кыймылдаткыч моментин көрсөтөт.

Батарея интеграцияланган мамычалар кантип долбоорлонду?

Тартуу системасы үчүн болжол менен 3,2 V номиналдык чыңалууга, 172,5 Ah сыйымдуулукка жана болжол менен 0,55 kWh энергияга ээ CATL BTF1 тибиндеги призмалык LiFePO₄ уячалары негиз катары алынган.

Катуу моделдөө эсебине ылайык, болжол менен 2,2 m бийиктиктеги ар бир терезелер аралык мамыча эң көп 53 уячаны батыра алат. Бир мамычадагы уячалардын жалпы массасы болжол менен 193 kg. Конструкциялык корпус, жылуулук системасы, электр жабдуусу жана коопсуздук компоненттери үчүн болжол менен 100 kg кошумча масса кабыл алынганда ар бир батарея интеграцияланган мамычанын жалпы массасы болжол менен 293 kgга жетет.

Бул жердеги 250 km мааниси чыныгы жол сыноосунун жыйынтыгы эмес. Булак аны 351 kWh энергия сыйымдуулугунан жана 1,2–1,5 kWh/km деп кабыл алынган орточо энергия керектөөсүнөн алынган инженердик баалоо катары берет.

Эмне үчүн эки башка масса мааниси бар?

Макалада ар башка максаттар үчүн эки масса аныктамасы колдонулган. Батареялуу кузов концепциясын конструкциялык кузов деңгээлинде гана эсептегенде масса 1947 kgдан 5464 kgга өсөт. Ал эми кагылышуу үчүн түзүлгөн толук Ansys моделине кыймылдаткыч, алдыңкы жана арткы подсистемалар жана башка массалар да киргизилген. Бул учурда жалпы өкүлчүлүк масса салттуу O-модели үчүн 9537 kg, B-модели үчүн 11.099 kg.

Демек, 1947/5464 kg жана 9537/11.099 kg жуптары бири-бирине карама-каршы келген бир эле физикалык чоңдуктар эмес; алар моделдин ар башка камтуу деңгээлдериндеги масса аныктамалары.

UNECE R95 бул автобуска чындап колдонулуучу сертификаттоо сыноосубу?

Жок. Изилденген унаа M3 категориясында болгондуктан изилдөөчүлөр өз иштерин расмий UNECE R95 омологациялык сыноо деп аташпайт. R95те аныкталган капталдан кагылышуу процедурасы бул жерде салыштырмалуу чектүү элементтер жүктөөсү үчүн стандарттык шилтеме катары колдонулган.

R95 шилтеме шарттарында мобилдүү деформациялануучу тосмонун жалпы массасы 950 ± 20 kg, сокку ылдамдыгы 50 ± 1 km/саат, башкача айтканда болжол менен 13,88 m/s. Тосмо унаанын узунунан кеткен огуна болжол менен 90° бурч менен урунат. Изилдөөдө бул физикалык түзүлүш Ansys модели үчүн жүктөөнүн негизи болгон.

Бул айырма маанилүү. Конструкциянын R95ке окшош күч алдында жакшыраак сандык натыйжа көрсөтүшү унаа R95 сертификатын алды же чыныгы толук масштабдагы кагылышуу сыноосунан өттү дегенди билдирбейт.

Алты салыштыруу режими

Изилдөөдө салттуу кузов “O”, батарея интеграцияланган кузов “B” тамгасы менен белгиленген. Соккунун тарабы жана аймагы экинчи жана үчүнчү тамгалар менен аныкталган.

Сокку энергиясынын математикалык алкагы

Булак кеңири чектүү элементтер анализинен мурда кагылышуу энергиясынын бөлүштүрүлүшүн түшүндүрүү үчүн жөнөкөйлөштүрүлгөн энергия алкагын түзөт. Баштапкы жалпы механикалык энергия:

\[ E_0 = E^{bus}_{pl}+ E^{bus}_{el}+ E^{MDB}_{pl}+ E^{MDB}_{el}+ E_{ft}+ E^{res}_{kin} \]

түрүндө ажыратылат. Бул жерде мүчөлөр тиешелүүлүгүнө жараша автобустун кузовунун пластикалык жана ийкемдүү деформация энергиясын, MDBнин пластикалык жана ийкемдүү деформация энергиясын, сүрүлүүдө жоголгон энергияны жана кагылышуудан кийин калган кинетикалык энергияны билдирет.

MDBнин айлануу кыймылын эске албоого мүмкүн болгондо баштапкы кинетикалык энергиянын негизги мүчөсү:

\[ E_0 \approx \frac{1}{2}m_{MDB}v_0^2 \]

деп кароого болот. \(m_{MDB}\) болжол менен 950 kg, ал эми \(v_0\) болжол менен 13,88 m/s.

Эмне үчүн жалпы кагылышуу энергиясынын баары бир эле мамычада сарпталбайт?

Анткени капталдан сокку жергиликтүү окуя. Тосмонун бардык кинетикалык энергиясы бир учурда автобустун бүт кузовун бирдей өлчөмдө деформациялабайт. Сокку тийген аймактын натыйжалуу массасы, айланадагы элементтердин катуулугу жана жүк өтүү жолдору ошол аймак чындап алган энергиянын көлөмүн аныктайт.

Ошондуктан булак \(n\)-чи кузов аймагы үчүн кыскартылган массага негизделген жергиликтүү сокку энергиясын:

\[ E_{loc,n} = \frac{1}{2} \left( \frac{m_{MDB}m_{eff,n}} {m_{MDB}+m_{eff,n}} \right)v_0^2 \]

түрүндө аныктайт. \(m_{eff,n}\) — соккуга активдүү катышкан кузов кесиминин натыйжалуу массасы.

Бул жергиликтүү энергия менен максималдуу деформациянын ортосундагы байланыш конструкциялык каршылык күчүнүн аткарган жумушу аркылуу:

\[ E_{abs,n} = \int_0^{u_{max,n}}F_n(u)\,du \]

түрүндө көрсөтүлөт.

Бул жерде \(F_n(u)\) конструкция кесиминин күч-жылышуу каршылыгын, \(u_{max,n}\) максималдуу деформацияны билдирет. Бирдей жергиликтүү сокку энергиясында каршылык функциясынын өсүшү теориялык жактан максималдуу деформацияны азайтат. Изилдөөдөгү батарея интеграцияланган мамычалар да негизинен ушул конструкциялык каршылык жана жүктүн бөлүштүрүлүшү боюнча бааланган.

Жергиликтүү энергияны басаңдатуу коэффициенти

Булак ошондой эле:

\[ \Psi_n=\frac{E_{abs,n}}{E_{loc,n}} \]

өлчөмсүз коэффициентин аныктайт. \(\Psi_n\) тиешелүү кузов кесими жергиликтүү сокку энергиясынын канча бөлүгүн конструкциялык деформация аркылуу басаңдатарын билдирген идеалдаштырылган көрсөткүч. \(E_{abs,n}\approx E_{loc,n}\) болгондо коэффициент 1ге жакындайт.

Чектүү элементтер модели

Сандык анализ Ansys Mechanical 2023 R2 чөйрөсүндө жүргүзүлгөн. Негизги модель 95.630 түйүндөн жана 30.849 элементтен турат. Алардын 15.897си beam, 552си shell жана 14.400ү solid элемент. Максималдуу мүнөздүү элемент узундугу 30 mm.

Изилдөө бир эле тор тыгыздыгына таянган эмес. B-l-r сценарийи максималдуу 25 mm элемент өлчөмү менен кайра эсептелип, такталган модель 140.176 түйүнгө жана 43.013 элементке жеткен. Эки тордун ортосундагы максималдуу von Mises чыңалуусунун айырмасы %2ден, максималдуу деформация айырмасы %0,5тен төмөн болгон. Бул жыйынтык глобалдык FEM натыйжалары үчүн тордун сезгичтигин текшерүүнү камсыз кылат.

Болот кузов S235J катары моделденген; булакта агуу чеги 254 MPa жана акыркы бекемдик чеги 410 MPa деп берилген. Материалдын жүрүм-туруму bilinear isotropic hardening менен берилген. MDB үчүн колдонулган алюминий материалынын ийкемдүүлүк модулу 71 GPa, агуу чеги 280 MPa. Болот-алюминий контакты үчүн сүрүлүү коэффициенти \(\mu=0,4\) деп алынган.

Өтмө чечим жалпы 0,3 секунддук сокку убактысын камтыйт. Баштапкы убакыт кадамы \(10^{-3}\) s, минимум \(10^{-6}\) s жана максимум \(10^{-2}\) s деп белгиленген.

Модель кайсы физикалык процесстерди жөнөкөйлөштүрөт?

Кузов негизинен beam элементтери менен моделденген. Ширетилген бирикмелердин деталдуу жергиликтүү геометриясы моделденген эмес жана катуу бирикме деп кабыл алынган. Болот жана алюминий үчүн strain-rate көз карандылыгы, сынуу жана failure критерийлери колдонулган эмес. MDBнин алюминий бал уячасындагы жергиликтүү эзилүү механизмдери кеңири чечилген эмес.

Андан да маанилүүсү, батарея уячаларынын электрохимиялык жүрүм-туруму, уяча деформациясы, электрдик изоляция, кыска туташуу, кагылышуудан кийинки батарея коопсуздугу жана термиялык качуу изилдөөнүн чегинен тышкары. Ошондуктан FEM жыйынтыгы батарея уячасы чыныгы кырсыкта зыян көрбөй турганын далилдебейт.

Изилдөөнүн Ыкмасы жана Жыйынтыктары

Батарея интеграцияланган кузов бардык сценарийлерде төмөнүрөөк чоку чыңалуу жараттыбы?

Жок. Изилдөөнүн маанилүү жыйынтыктарынын бири да ушул. Жергиликтүү максималдуу von Mises чыңалуусу \(\sigma_{max}\) өзүнчө эле бүт кузовдун кагылышуу коопсуздугун билдирбейт. B-l-f сценарийинде B-модели төмөнүрөөк чоку чыңалуу жаратса, эки арткы сценарийде B-моделинин глобалдык чоку чыңалуусу O-моделинен бир аз жогору болгон. Мунун себеби катуураак батарея мамычалары соккуну жок кылганы эмес, жүктү дөңгөлөк аркасы сыяктуу башка аймактарга өткөргөнү.

\(\sigma_{max}\) маанилери бардык сценарийлерде S235J үчүн колдонулган 254 MPa агуу чегинен ашкан. Булак бул жогорку чоку маанилер чектүү элементтер моделиндеги өтө кичине жергиликтүү аймактарда пайда болгон кыска мөөнөттүү пластикалык чыңалуу топтолуулары экенин жана аларды өзүнчө эле кузовдун глобалдык кыйрашы катары чечмелөөгө болбой турганын белгилейт.

Орточо чыңалуу эмне үчүн көбүрөөк түшүндүрмө бере алат?

Бир түйүндөгү же чакан элемент тобундагы өтө чоң чоку маани жалпы кузов канчалык күчтөнүүгө дуушар болгонун башкача көрсөтүшү мүмкүн. Ошондуктан изилдөө \(\sigma_{ave}\), башкача айтканда убакыт ичинде кузовдогу орточо von Mises чыңалуусунун максималдуу маанисин да колдонот.

Үч сценарийдин орточосу алынганда O-моделинин \(\sigma_{ave}\) мааниси болжол менен 70,14 MPa, B-моделиники 52,83 MPa. Батарея интеграцияланган конструкция болжол менен %24,7 төмөн орточо эквиваленттүү чыңалуу жаратат.

Эң чоң айырма айдоочу тараптагы B-l-f/O-l-f салыштыруусунда: 85,38 MPaдан 59,18 MPaга төмөндөө болжол менен %30,7.

Критикалык батарея мамычаларынын чыңалуусу канчалык өзгөрдү?

Мамычалар үчүн колдонулган атайын критерий \(\sigma_p\) — 12 терезелер аралык мамычанын ичинде 0,3 секунддук симуляция учурунда байкалган эң жогорку чыңалуу.

Оригинал O-моделинде үч сценарийдин мамыча чоку чыңалуулары 431,45, 451,98 жана 457,72 MPa. Алардын баары булакта S235J үчүн берилген 410 MPa акыркы бекемдиктин төмөнкү чегинен жогору. Батарея интеграцияланган B-моделде тиешелүү маанилер 260,46, 296,28 жана 265,97 MPa; башкача айтканда агуу аймагына жакын бойдон калат.

Table 1 маанилерин колдонуп түз эсептегенде мамыча чыңалуусунун азайыштары:

• B-l-f / O-l-f: болжол менен %39,6
• B-l-r / O-l-r: болжол менен %34,4
• B-r-r / O-r-r: болжол менен %41,9
• Үч режимдин орточосу: болжол менен %38,7

Булак текстинин айрым абзацтарында бул азайыштар үчүн %52,6–72,1 сыяктуу башка пайыздар берилген; алар Table 1деги сандарга математикалык жактан дал келбейт. Verianla эсебинде негизги таблицада жарыяланган чыңалуу маанилери түз колдонулган.

Максималдуу деформация канчалык азайды?

Изилдөөдө “deformation” термини материалдын бирдик деформациясын эмес, түйүндөрдүн мейкиндиктеги жылышын билдирет. Ошондуктан берилген mm маанилери автобустун кузову канчалык ичкери же капталга жылганын көрсөтөт.

Айдоочу тараптагы салыштырууда максималдуу деформация 447,73 mmден 384,73 mmге төмөндөгөн; айырма 63,00 mm. Сол арткы сценарийде 237,51 mmден 189,79 mmге, оң арткы сценарийде 251,30 mmден 191,74 mmге төмөндөө байкалган.

Үч сценарийдин орточосу 312,18 mmден 255,42 mmге төмөндөйт; бул болжол менен %18,2 азайыш. Ошондуктан булактын кыскача мазмунундагы “болжол менен төрттөн бир” деген сөз максималдуу деформация үчүн математикалык жактан толук туура келбейт; төрттөн бирге жакын төмөндөө орточо чыңалуу көрсөткүчүндө байкалат.

Деформациянын кайда пайда болушу эмне үчүн анын көлөмүндөй эле маанилүү?

Булак деформациянын чоңдугун гана эмес, анын жүргүнчүлөрдүн жашоо мейкиндигине карата жайгашуусун да талкуулайт. B-моделде айдоочунун айланасындагы көтөрүүчү элементтердин кабина ичине карай жылышы көбүрөөк чектелгендей көрүнөт.

Оң тараптагы арткы кагылышууда батарея интеграцияланган моделде максималдуу деформация полдун босогосуна жылат, ал эми салттуу конструкцияда борбордук эшик мамычасында топтолот. Авторлор эшик мамычасындагы деформацияны жүргүнчүлөрдүн төмөнкү бут аймагына түзүрөөк дал келгендиктен конструкциялык жактан олуттуураак деп баалашат.

Бирок изилдөөдө адам денесинин модели же кагылышуу манекени жок. Ошондуктан бул геометриялык жакшыртууну түздөн-түз “жаракат ушунча азайды” деп которууга болбойт.

Чыңалуу менен максималдуу деформациянын ортосундагы убакыт кечигүүсү

Сокку учурунда адегенде жергиликтүү чыңалуу чокусу пайда болот, ал эми кузовдун максималдуу деформациясы кийинчерээк чыгат. Изилдөө бул айырманы:

\[ \Delta t=t_{\delta max}-t_{\sigma max} \]

деп аныктайт.

O-моделде бул убакыт аралыгы 35,50–95,14 ms, B-моделде 29,91–56,51 ms. Үч сценарийдин орточосу болжол менен 55,86 msден 39,10 msге төмөндөйт.

Булак муну батарея интеграцияланган конструкциянын кагылышуудан кийин эртерээк турукташуусу жана калдык деформация кыймылынын кыскараак созулушу менен байланыштырат.

Көбүрөөк strain energy дайыма коопсузураак кузовду билдиреби?

Жок. Бул изилдөөдө мындай чечмелөөдөн өзгөчө алыс болуу керек. Ansysте билдирилген жалпы strain energy конструкциядагы чыңалуу-бирдик деформация абалы менен байланышкан деформация энергиясы:

\[ E_{tot}= \frac{1}{2} \int_V \sigma_{ij}\varepsilon_{ij}\,dV \]

Чектүү элементтер формасында ошол эле туюнтма:

\[ E_{tot}=\frac{1}{2}u^TKu \]

түрүндө берилет.

O-модели бардык сценарийлерде бир аз жогору жалпы strain energy маанисин чыгарган. Мисалы, айдоочу тарапта O-l-f үчүн 93,13 kJ, B-l-f үчүн 92,21 kJ; оң арткы учурда 93,00 жана 85,20 kJ эсептелген.

Бирок O-моделиндеги жогорку энергия мааниси ошол эле учурда чоңураак кузов деформациясы, кабинага көбүрөөк кирүү жана узагыраак калдык термелүү менен бирге байкалат. Ошондуктан булак “көбүрөөк strain energy = жакшыраак crashworthiness” деген жыйынтыкты четке кагат. B-моделинин артыкчылыгы чоң деформация жасап энергияны сарптоодо эмес, жүк өтүү жолдорун көзөмөлдүү түрдө кайра бөлүштүрүүдө.

Отургучтун бекитүү чекиттериндеги ылдамдык эмнени көрсөтөт?

Изилдөөдө айдоочунун жана жүргүнчү отургучтарынын таянычтарына жакын үч контролдук түйүндүн ылдамдык-убакыт тарыхы көзөмөлдөнгөн. Ылдамдыкты колдонуу атайын тандалган метод; булак ылдамданууну сандык туундудан алуу жогорку жыштыктагы жасалма чокуларды жаратышы мүмкүн экенин, ал эми түйүн ылдамдыгы Ansys transient чечиминен түз алынарын белгилейт.

B-моделиндеги чоку ылдамдыктар үч учурда тең болжол менен %15,9–16,6 төмөн. Контролдук чекиттердин орточо ылдамдыгы 9,82 m/sден болжол менен 8,24 m/sге төмөндөйт.

Бул жыйынтык сокку импульсунун азыраак өткөрүлүшүнө шайкеш келет; бирок ылдамдык көрсөткүчү жүргүнчү жаракатынын түз көрсөткүчү эмес.

Изилдөө жүргүнчүлөрдүн жаракаты азайганын далилдейби?

Жок. Булак R95 контекстинде колдонулган баш, көкүрөк жана жамбаш жаракат критерийлерин айтса да, изилдөөдө ES-2/ES-2re тибиндеги манекен, адам денесинин чектүү элементтер модели же физикалык dummy сыноосу колдонулган эмес.

Авторлор кабинага азыраак кирүү, отургуч таянычынын төмөнүрөөк ылдамдыгы жана чыңалуу-деформация кечигүүсүнүн кыскарышы потенциалдуу түрдө жаракат коркунучунун төмөндөшү менен байланыштуу болушу мүмкүн деп сунушташат. Бирок муну келечекте адам/манекен моделдөөсү же физикалык эксперимент менен текшерилиши керек болгон гипотеза катары ачык калтырышат.

Эң маанилүү механикалык жыйынтык: жүк жолунун кайра уюштурулушу

Батарея интеграцияланган унаа толук Ansys моделинде O-моделинен оор: 11.099 kgга каршы 9537 kg. Ошого карабастан деформация жана көптөгөн глобалдык жооп көрсөткүчтөрү жакшыраак. Ошондуктан жыйынтыкты жөн гана “оорураак унаа азыраак кыймылдайт” деген түшүндүрмөгө кыскартууга болбойт.

Изилдөө сунуштаган механизм — батарея интеграцияланган мамычалар каптал дубалды жергиликтүү оңой ийилген түтүк системасынан жүк кеңири бөлүштүрүлгөн көтөрүүчү тармакка айлантат. Сокку күчү коңшу мамычаларга, босого элементине, чатыр сызыгына жана дөңгөлөк аркаларына өткөрүлөт.

Натыйжада айрым чекиттерде глобалдык максималдуу чыңалуу азайбашы мүмкүн; ал тургай B-моделде бир аз өсүшү мүмкүн. Бирок критикалык жүргүнчү аймагындагы мамычалардын чыңалуусу, кузов деформациясы жана контролдук чекиттин ылдамдыгы азайышы мүмкүн. Ошондуктан изилдөө crashworthiness баалоосун бир гана максималдуу чыңалуу саны менен жүргүзүүгө болбой турганын көрсөтөт.

Инженердик компромисс: тейлөө жана оңдоо

Батареяны түздөн-түз көтөрүүчү элементтин ичине жайгаштыруу башка инженердик көйгөйдү жаратат: тейлөөгө жарамдуулук. Салттуу алынуучу батарея топтомдоруна салыштырмалуу жогорку деңгээлдеги конструкциялык интеграция уячаны же модулду алмаштырууну, кырсыктан кийинки оңдоону жана кайра иштетүүнү кыйындатышы мүмкүн.

Булак келечекте сыртында кагылышуу учурунда көзөмөлдүү түрдө деформациялануучу конструкциялык кабык жана ичинде алынуучу Rechargeable Energy Storage System (REESS) кассетасы бар эки катмарлуу мамыча архитектурасын талкуулайт. Бул азырынча сыноодон өткөн изилдөө жыйынтыгы эмес, келечекте өнүктүрүлө турган долбоордук сунуш.

Изилдөө эмнени айтпайт?

Бул FEM изилдөөсү батарея уячасынын эзилүүгө же тешилүүгө туруктуулугун, термиялык качуунун ыктымалдыгын, өрттүн жайылышын, электрдик изоляциянын сакталышын, кырсыктан кийинки жогорку чыңалуу коопсуздугун же батарея корпусунун чыныгы сынуу жүрүм-турумун аныктабайт.

Модель ошондой эле деталдуу ширетүү бирикмелерин, strain-rate таасирлерин жана материалдын толук сынуусун камтыбайт. Beam басымдуу модель жалпы кузов катуулугу, деформация жана жүк өткөрүү үчүн долбоорлонгон; жергиликтүү уяча жана бирикме бузулууларын сертификаттоо анализи үчүн жетиштүү эмес.

Ошондуктан жыйынтыктар “батарея интеграцияланган мамыча концепциясы изилденген сандык кузов моделинде конструкциялык каптал сокку жообун жакшыртты” деп окулушу керек. “Бул архитектура чыныгы кырсыкта сөзсүз коопсуз” деген жыйынтык булак тарабынан көрсөтүлгөн эмес.

Булак жана Ыкма Жөнүндө Эскертүү

Түпнуска аталышы: Side-Impact Crashworthiness of Low-Emission Electric Bus with Battery-Integrated Inter-Window Pillars Under UNECE R95 Conditions

Авторлор: Kostiantyn Holenko; Oleksandr Dykha; Anna Piętocha; Ivan Kernytskyy; Orest Horbay; Wojciech Górski; Eugeniusz Koda.

Corresponding authors: Anna Piętocha жана Eugeniusz Koda.

Мекемелер: Khmelnytskyi National University; Warsaw University of Life Sciences-SGGW; Lviv Polytechnic National University.

Журнал: Machines.

Басмакана: MDPI.

Библиографиялык жазуу: Machines 2026, 14(6), 703.

DOI:10.3390/machines14060703

Даталар: Жөнөтүү 27-май 2026; кайра кароо 15-июнь 2026; кабыл алуу 17-июнь 2026; жарыялоо 19-июнь 2026.

Булактын түрү: Рецензияланган изилдөө макаласы.

Лицензия: Creative Commons Attribution (CC BY).

Каржылоо: Авторлор тышкы каржылоо алынбаганын билдиришкен.

Маалыматтардын жеткиликтүүлүгү: Булак изилдөөнүн оригиналдуу салымдары макаланын ичинде экенин жана кошумча суроолор corresponding authors дарегине жөнөтүлүшү мүмкүн экенин белгилейт.

Кызыкчылыктардын кагылышы: Авторлор кызыкчылыктардын кагылышын билдиришкен эмес.

Негизги ыкма: UNECE R95 негизиндеги салыштырмалуу жүктөө шарттарында Ansys Mechanical 2023 R2 transient чектүү элементтер анализи; салттуу O-модели менен батарея интеграцияланган B-моделинин үчтөн сокку ордунда салыштырылышы.

Негизги жыйынтык: Батарея интеграцияланган модель изилденген бардык сценарийлерде максималдуу деформацияны жана контролдук чекиттердин чоку ылдамдыгын төмөндөтүп, орточо кузов чыңалуусун жана критикалык терезелер аралык мамычалардын чыңалууларын азайткан. Глобалдык максималдуу чыңалуу болсо бардык сценарийлерде төмөндөгөн эмес; бул жүктүн башка конструкциялык аймактарга өткөрүлүшү менен байланышкан.

Критикалык чечмелөө чеги: Изилдөө M3 автобусу үчүн расмий UNECE R95 шайкештик сыноосу эмес. Чыныгы толук масштабдагы кагылышуу эксперименти, жүргүнчү манекени, уяча деңгээлиндеги батарея зыяны, кыска туташуу, термиялык качуу жана өрт баалоосу жүргүзүлгөн эмес.

Булактагы сандык эскертүү: Table 1деги мамыча чыңалуусу маанилеринен түз эсептелген пайыздык азайыштар тексттин айрым бөлүктөрүндө берилген %52,6–72,1 жана “жарымынан көбүрөөк” деген сөздөр менен дал келбейт. Үч сценарийдин Table 1ге негизделген азайыштары болжол менен %34–42, орточо азайыш %38,7. Ошондой эле Discussion бөлүмүндөгү бир сүйлөмдө арткы сценарийлер үчүн B-моделинин δmax мааниси жогору деп айтылганына карабастан, Table 1де бардык B-моделинин δmax маанилери тиешелүү O-моделинин маанилеринен төмөн. Verianla тексти бул карама-каршылыктарды унчукпай оңдоонун ордуна көрүнүктүү кылып, негизги сандык таблицаны негиз кылган.