Ushbu tadqiqot tortish batareyalarini past polli elektr avtobusining derazalar orasidagi vertikal kuzov ustunlariga konstruktiv tarzda integratsiya qilish yon tomondan toʻqnashuvdagi xatti-harakatni qanday oʻzgartirishini oʻrganadi. Batareya integratsiyalangan ustun bu loyihada faqat energiya saqlovchi korpus emas; u ayni paytda toʻqnashuv kuchlarini yon devor, pol ostonasi va tom chizigʻi boʻylab qayta taqsimlashda qatnashadigan koʻp funksiyali yuk koʻtaruvchi elementdir. Tadqiqotchilar anʼanaviy dizel kuzov konstruksiyasini ifodalovchi O-model bilan batareya integratsiyalangan B-modelni Ansys 2023 R2 muhitida oltita alohida yon zarba ssenariysida taqqoslagan.

Tadqiqotning yuklash shartlari UNECE Regulation No. 95 dagi mobil deformatsiyalanuvchi toʻsiq — Mobile Deformable Barrier (MDB) — yondashuvidan olingan. Biroq oʻrganilgan avtobus M3 toifasiga kiradi va UNECE R95 asosan M1 hamda ayrim N1 transport vositalariga qoʻllanadi. Shu sababli tadqiqot UNECE R95 sertifikatlash yoki muvofiqlik sinovi emas; R95 ning toʻqnashuv geometriyasi va zarba shartlaridan ikkita avtobus arxitekturasini bir xil sharoitlarda taqqoslash uchun standartlashtirilgan muhandislik yuklash doirasi sifatida foydalanadi.

Asosiy natija shuni koʻrsatadiki, batareya integratsiyalangan tuzilma har bir koʻrsatkich boʻyicha shunchaki “pastroq maksimal kuchlanish” hosil qilmaydi, balki zarba yukini turli konstruktiv hududlarga samaraliroq taqsimlab, maksimal deformatsiyani, kuzovning oʻrtacha ekvivalent kuchlanishini, kritik ustun kuchlanishini va oʻrindiq birikish nuqtalaridagi choʻqqi tezliklarni kamaytiradi. Uch ssenariy oʻrtachasida maksimal deformatsiya 312,18 mm dan 255,42 mm gacha, taxminan %18,2; oʻrtacha ekvivalent kuchlanish esa 70,14 MPa dan 52,83 MPa gacha, taxminan %24,7 kamaygan. Nazorat nuqtalaridagi choʻqqi tezliklarning oʻrtacha kamayishi taxminan %16,1 ni tashkil etadi.

Shu bilan birga, tadqiqot haqiqiy batareya yacheykalarining toʻqnashuvda ezilishi, teshilishi, qisqa tutashuvi, elektr izolyatsiyasini yoʻqotishi yoki termik qochish xatti-harakatini modellashtirmaydi. Shu sababli natijalar transport vositasi kuzovining konstruktiv toʻqnashuvga chidamliligiga tegishli; ular batareya tizimining yacheyka darajasidagi avariya xavfsizligi yoki toʻliq miqyosdagi yoʻlovchi jarohatlanish koʻrsatkichlari uchun bevosita dalil emas.

Batareyani avtobusning yuk koʻtaruvchi ustuniga joylashtirish nimani oʻzgartiradi?

Anʼanaviy elektr transport vositasi dizaynida batareya tizimi koʻpincha konstruktiv kuzovdan alohida energiya saqlash paketi sifatida qaraladi. Ushbu tadqiqotdagi yondashuv esa batareyaning geometrik hajmini toʻgʻridan-toʻgʻri avtobusning derazalar orasidagi vertikal yuk koʻtaruvchi elementlariga joylashtiradi. Natijada ayni bir element ham batareya yacheykalarini joylashtiradi, ham yon tomondan keladigan zarba kuchlariga qarshi kuzovning yuk koʻtarish tizimining bir qismiga aylanadi.

Bu gʻoya shunchaki “ustun ichiga koʻproq massa qoʻshish” emas. Tadqiqotning mexanik gipotezasiga koʻra, batareya integratsiyasi bilan ustun kesimining bikrligi va samarali yuk koʻtaruvchi massa oʻzgarishi natijasida toʻqnashuv yukining uzatilish yoʻli qayta tashkil etiladi. Zarba energiyasi faqat urilgan mahalliy ustunda jamlanishi oʻrniga, pol, ostona, qoʻshni ustunlar va tom chizigʻi orqali kuzovning kengroq hududiga uzatilishi koʻzda tutiladi.

Oʻrganilgan avtobus

Tadqiqotning asosiy transport vositasi JSC “Ukrbusbusprom” model 4289 past kirishli shahar midi-avtobusidir. Transport vositasining uzunligi taxminan 9 m va yoʻlovchi sigʻimi 85 kishini tashkil etadi. Yoʻlovchi boʻlimining %60 dan koʻprogʻi past polli; orqa qismda yetakchi oʻq ustida pol taxminan 400 mm gacha koʻtariladi.

Elektrlashtirish konsepsiyasida 125 kW nominal quvvatga va 520 N·m maksimal aylantiruvchi momentga ega Deutz BF4M1013FC dizel dvigateli oʻrniga ZF CeTrax 2 markaziy elektr tortish qurilmasi koʻzda tutiladi. Manba elektr motor uchun 210 kW nominal quvvat, 360 kW choʻqqi quvvat va 870 N·m maksimal motor momentini keltiradi.

Batareya integratsiyalangan ustunlar qanday loyihalandi?

Tortish tizimi uchun taxminan 3,2 V nominal kuchlanishga, 172,5 Ah sigʻimga va taxminan 0,55 kWh energiyaga ega CATL BTF1 turidagi prizmatik LiFePO₄ yacheykalari asos qilib olingan.

Qattiq model hisobiga koʻra, taxminan 2,2 m balandlikdagi har bir derazalar oraligʻi ustuni koʻpi bilan 53 ta yacheykani sigʻdira oladi. Bir ustundagi yacheykalarning umumiy massasi taxminan 193 kg. Konstruktiv korpus, issiqlik tizimi, elektr jihozlari va xavfsizlik komponentlari uchun taxminan 100 kg qoʻshimcha massa qabul qilinganda har bir batareya integratsiyalangan ustunning umumiy massasi taxminan 293 kg ga yetadi.

Bu yerdagi 250 km qiymati haqiqiy yoʻl sinovi natijasi emas. Manba uni 351 kWh energiya sigʻimi va 1,2–1,5 kWh/km deb qabul qilingan oʻrtacha energiya sarfidan chiqarilgan muhandislik bahosi sifatida beradi.

Nega ikkita turli massa qiymati bor?

Maqolada turli maqsadlar uchun ikkita massa taʼrifi qoʻllangan. Batareyali kuzov konsepsiyasini faqat konstruktiv kuzov darajasida hisoblashda massa 1947 kg dan 5464 kg gacha oshadi. Biroq toʻqnashuv uchun tuzilgan toʻliq Ansys modeliga dvigatel, old va orqa quyi tizimlar hamda boshqa massalar ham kiritilgan. Bunda umumiy reprezentativ massa anʼanaviy O-model uchun 9537 kg, B-model uchun 11.099 kg ni tashkil etadi.

Shuning uchun 1947/5464 kg va 9537/11.099 kg juftliklari bir-biriga zid boʻlgan ayni bir fizik kattaliklar emas; ular modelning turli qamrov darajalaridagi massa taʼriflaridir.

UNECE R95 ushbu avtobusda haqiqatan qoʻllanadigan sertifikatlash sinovimi?

Yoʻq. Oʻrganilgan transport vositasi M3 toifasida boʻlgani uchun tadqiqotchilar oʻz ishlarini rasmiy UNECE R95 homologatsiya sinovi deb taʼriflamaydilar. R95 da belgilangan yon tomondan toʻqnashuv tartibi bu yerda qiyosiy chekli elementlar yuklashi uchun standart havola sifatida ishlatilgan.

R95 etalon shartlarida mobil deformatsiyalanuvchi toʻsiqning umumiy massasi 950 ± 20 kg, zarba tezligi 50 ± 1 km/soat, yaʼni taxminan 13,88 m/s. Toʻsiq transport vositasining boʻylama oʻqiga taxminan 90° burchak ostida uriladi. Tadqiqotda ushbu fizik qurilish Ansys modeli uchun yuklash asosini tashkil etgan.

Bu farq muhim. Tuzilmaning R95 ga oʻxshash kuch ostida yaxshiroq sonli natija koʻrsatishi transport vositasi R95 sertifikatini olgani yoki haqiqiy toʻliq miqyosdagi toʻqnashuv sinovidan oʻtganini anglatmaydi.

Oltita taqqoslash rejimi

Tadqiqotda anʼanaviy kuzov “O”, batareya integratsiyalangan kuzov esa “B” harfi bilan belgilangan. Zarbaning tomoni va hududi ikkinchi va uchinchi harflar bilan aniqlangan.

Zarba energiyasining matematik doirasi

Manba batafsil chekli elementlar tahlilidan oldin toʻqnashuv energiyasining taqsimlanishini tushuntirish uchun soddalashtirilgan energiya doirasini tuzadi. Boshlangʻich umumiy mexanik energiya:

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

koʻrinishida ajratiladi. Bu yerda hadlar mos ravishda avtobus kuzovining plastik va elastik deformatsiya energiyasini, MDB ning plastik va elastik deformatsiya energiyasini, ishqalanishda yoʻqolgan energiyani va toʻqnashuvdan keyin qoladigan kinetik energiyani ifodalaydi.

MDB ning aylanish harakatini eʼtiborsiz qoldirish mumkin boʻlganda boshlangʻich kinetik energiyaning asosiy hadi:

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

deb qaralishi mumkin. \(m_{MDB}\) taxminan 950 kg, \(v_0\) esa taxminan 13,88 m/s.

Nega toʻqnashuvning barcha energiyasi bitta ustunda sarflanmaydi?

Chunki yon zarba mahalliy hodisadir. Toʻsiqning barcha kinetik energiyasi bir zumda butun avtobus kuzovini bir xil darajada deformatsiyalamaydi. Zarba tekkan hududning samarali massasi, atrofdagi elementlarning bikrligi va yuk uzatish yoʻllari ayni hudud haqiqatda oladigan energiya miqdorini belgilaydi.

Shu sababli manba \(n\)-chi kuzov hududi uchun kamaytirilgan massaga asoslangan mahalliy zarba energiyasini:

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

koʻrinishida taʼriflaydi. \(m_{eff,n}\) — zarbada faol qatnashadigan kuzov kesimining samarali massasi.

Ushbu mahalliy energiya bilan maksimal deformatsiya oʻrtasidagi bogʻlanish konstruktiv qarshilik kuchi bajargan ish orqali:

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

koʻrsatiladi.

Bu yerda \(F_n(u)\) konstruksiya kesimining kuch-siljish qarshiligini, \(u_{max,n}\) maksimal deformatsiyani ifodalaydi. Bir xil mahalliy zarba energiyasida qarshilik funksiyasining oshishi nazariy jihatdan maksimal deformatsiyani kamaytiradi. Tadqiqotdagi batareya integratsiyalangan ustunlar ham asosan shu konstruktiv qarshilik va yuk taqsimoti nuqtai nazaridan baholangan.

Mahalliy energiyani soʻndirish koeffitsiyenti

Manba shuningdek:

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

oʻlchamsiz koeffitsiyentini taʼriflaydi. \(\Psi_n\) tegishli kuzov kesimi mahalliy zarba energiyasining qancha qismini konstruktiv deformatsiya orqali soʻndirishini ifodalovchi ideallashtirilgan koʻrsatkichdir. \(E_{abs,n}\approx E_{loc,n}\) boʻlganda koeffitsiyent 1 ga yaqinlashadi.

Chekli elementlar modeli

Sonli tahlil Ansys Mechanical 2023 R2 muhitida bajarilgan. Asosiy model 95.630 ta tugun va 30.849 ta elementdan iborat. Ularning 15.897 tasi beam, 552 tasi shell va 14.400 tasi solid elementdir. Maksimal xarakterli element uzunligi 30 mm.

Tadqiqot faqat bitta toʻr zichligiga tayanmagan. B-l-r ssenariysi maksimal 25 mm element oʻlchami bilan qayta yechilgan; aniqlashtirilgan model 140.176 ta tugun va 43.013 ta elementga yetgan. Ikki toʻr oʻrtasidagi maksimal von Mises kuchlanishi farqi %2 dan, maksimal deformatsiya farqi esa %0,5 dan past boʻlgan. Bu natija global FEM chiqishlari uchun toʻr sezgirligini tekshirishni taʼminlaydi.

Poʻlat kuzov S235J sifatida modellashtirilgan; manbada oquvchanlik chegarasi 254 MPa va yakuniy mustahkamlik chegarasi 410 MPa deb berilgan. Material xatti-harakati bilinear isotropic hardening bilan ifodalangan. MDB uchun ishlatilgan alyuminiy materialning elastiklik moduli 71 GPa, oquvchanlik chegarasi 280 MPa. Poʻlat-alyuminiy kontaktida ishqalanish koeffitsiyenti \(\mu=0,4\) deb olingan.

Oʻtkinchi yechim jami 0,3 soniyalik zarba vaqtini qamrab oladi. Boshlangʻich vaqt qadami \(10^{-3}\) s, minimum \(10^{-6}\) s va maksimum \(10^{-2}\) s deb belgilangan.

Model qaysi fizik jarayonlarni soddalashtiradi?

Kuzov asosan beam elementlari bilan modellashtirilgan. Payvandlangan birikmalarning batafsil mahalliy geometriyasi modellashtirilmagan va qattiq birikma deb qabul qilingan. Poʻlat va alyuminiy uchun strain-rate bogʻliqligi, sinish va failure mezonlari qoʻllanmagan. MDB ning alyuminiy asalari uyasi tuzilmasidagi mahalliy ezilish mexanizmlari batafsil yechilmagan.

Yanada muhimi, batareya yacheykalarining elektrokimyoviy xatti-harakati, yacheyka deformatsiyasi, elektr izolyatsiyasi, qisqa tutashuv, toʻqnashuvdan keyingi batareya xavfsizligi va termik qochish tadqiqot doirasidan tashqarida. Shu sababli FEM natijasi batareya yacheykasi haqiqiy avariyada shikastlanmasligini isbotlamaydi.

Tadqiqot Usuli va Natijalari

Batareya integratsiyalangan kuzov barcha ssenariylarda pastroq choʻqqi kuchlanish hosil qildimi?

Yoʻq. Tadqiqotning muhim natijalaridan biri ham shu. Mahalliy maksimal von Mises kuchlanishi \(\sigma_{max}\) oʻzi butun kuzovning toʻqnashuv xavfsizligini ifodalamaydi. B-l-f ssenariysida B-model pastroq choʻqqi kuchlanish hosil qilgan boʻlsa, ikki orqa ssenariyda B-modelning global choʻqqi kuchlanishi O-modelnikidan biroz yuqori chiqqan. Buning sababi qattiqroq batareya ustunlari zarbani yoʻq qilishi emas, balki yukni gʻildirak arkasi kabi boshqa hududlarga uzatishidir.

\(\sigma_{max}\) qiymatlari barcha ssenariylarda S235J uchun ishlatilgan 254 MPa oquvchanlik chegarasidan oshgan. Manba bu yuqori choʻqqi qiymatlar chekli elementlar modelidagi juda kichik mahalliy hududlarda yuzaga kelgan qisqa muddatli plastik kuchlanish konsentratsiyalari ekanini va ularni oʻzi global kuzov qulashiga tenglashtirib talqin qilmaslik kerakligini taʼkidlaydi.

Oʻrtacha kuchlanish nega koʻproq tushuntiruvchi boʻlishi mumkin?

Bitta tugun yoki kichik elementlar guruhidagi haddan tashqari choʻqqi qiymat butun kuzov qanchalik zoʻriqqanini haqiqiy holatdan boshqacha koʻrsatishi mumkin. Shu sababli tadqiqot \(\sigma_{ave}\), yaʼni vaqt davomida kuzovdagi oʻrtacha von Mises kuchlanishining maksimal qiymatidan ham foydalanadi.

Uch ssenariy oʻrtachasi olinganda O-modelning \(\sigma_{ave}\) qiymati taxminan 70,14 MPa, B-modelniki 52,83 MPa. Batareya integratsiyalangan tuzilma taxminan %24,7 pastroq oʻrtacha ekvivalent kuchlanish hosil qiladi.

Eng katta farq haydovchi tomondagi B-l-f/O-l-f taqqoslashida: 85,38 MPa dan 59,18 MPa gacha pasayish taxminan %30,7.

Kritik batareya ustunlaridagi kuchlanish qanchalik oʻzgardi?

Ustunlar uchun qoʻllangan maxsus mezon \(\sigma_p\) — 12 ta derazalar oraligʻi ustuni orasida 0,3 soniyalik simulyatsiya davomida kuzatilgan eng yuqori kuchlanish.

Original O-modelda uch ssenariyning ustun choʻqqi kuchlanishlari 431,45, 451,98 va 457,72 MPa. Ularning barchasi manbada S235J uchun keltirilgan 410 MPa yakuniy mustahkamlik quyi chegarasidan yuqori. Batareya integratsiyalangan B-modelda esa mos qiymatlar 260,46, 296,28 va 265,97 MPa; yaʼni ular oquvchanlik hududiga yaqin qoladi.

Table 1 qiymatlaridan bevosita hisoblanganda ustun kuchlanishidagi kamayishlar:

• B-l-f / O-l-f: taxminan %39,6
• B-l-r / O-l-r: taxminan %34,4
• B-r-r / O-r-r: taxminan %41,9
• Uch rejim oʻrtachasi: taxminan %38,7

Manba matnining ayrim paragraflarida bu kamayishlar uchun %52,6–72,1 kabi boshqa foizlar berilgan; ular Table 1 dagi raqamlar bilan matematik jihatdan mos kelmaydi. Verianla hisobida asosiy jadvalda eʼlon qilingan kuchlanish qiymatlari bevosita ishlatilgan.

Maksimal deformatsiya qanchalik kamaydi?

Tadqiqotda “deformation” atamasi materialning birlik deformatsiyasini emas, tugunlarning fazodagi siljishini anglatadi. Shu sababli berilgan mm qiymatlari avtobus kuzovi qanchalik ichkariga yoki yon tomonga siljiganini koʻrsatadi.

Haydovchi tomonidagi taqqoslashda maksimal deformatsiya 447,73 mm dan 384,73 mm gacha tushgan; farq 63,00 mm. Chap orqa ssenariyda 237,51 mm dan 189,79 mm gacha, oʻng orqa ssenariyda esa 251,30 mm dan 191,74 mm gacha pasayish kuzatilgan.

Uch ssenariy oʻrtachasi 312,18 mm dan 255,42 mm gacha tushadi; bu taxminan %18,2 kamayishdir. Shu sababli manba xulosasidagi “taxminan chorak” iborasi maksimal deformatsiya uchun matematik jihatdan aniq mos kelmaydi; chorakka yaqin kamayish oʻrtacha kuchlanish mezonida kuzatiladi.

Deformatsiyaning qayerda yuz berishi nega uning miqdori kabi muhim?

Manba deformatsiyaning kattaligini emas, balki uning yoʻlovchilar yashash hududiga nisbatan joylashuvini ham muhokama qiladi. B-modelda haydovchi atrofidagi yuk koʻtaruvchi elementlarning kabina ichiga qarab siljishi koʻproq cheklangandek koʻrinadi.

Oʻng tomondagi orqa toʻqnashuv holatida batareya integratsiyalangan modelda maksimal deformatsiya pol ostonasiga siljiydi, anʼanaviy tuzilmada esa markaziy eshik ustunida jamlanadi. Mualliflar eshik ustunidagi deformatsiyani yoʻlovchilarning pastki oyoq-qoʻl hududiga bevosita yaqinroq boʻlgani uchun konstruktiv jihatdan muhimroq deb talqin qiladilar.

Biroq tadqiqotda inson tanasi modeli yoki toʻqnashuv manekeni mavjud emas. Shu sababli ushbu geometrik yaxshilanishni bevosita “jarohat shuncha kamaydi” deb ifodalab boʻlmaydi.

Kuchlanish bilan maksimal deformatsiya oʻrtasidagi vaqt kechikishi

Zarba paytida avval mahalliy kuchlanish choʻqqisi hosil boʻladi, kuzovning maksimal deformatsiyasi esa keyinroq yuzaga keladi. Tadqiqot ushbu farqni:

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

deb taʼriflaydi.

O-modelda bu vaqt oraligʻi 35,50–95,14 ms, B-modelda esa 29,91–56,51 ms. Uch ssenariy oʻrtachasi taxminan 55,86 ms dan 39,10 ms gacha kamayadi.

Manba buni batareya integratsiyalangan tuzilmaning toʻqnashuvdan keyin ertaroq barqarorlashishi va qoldiq deformatsiya harakatining qisqaroq davom etishi bilan bogʻlaydi.

Koʻproq strain energy har doim xavfsizroq kuzovni anglatadimi?

Yoʻq. Ushbu tadqiqotda aynan bunday talqindan saqlanish kerak. Ansys da hisobot qilinadigan umumiy strain energy tuzilma ichidagi kuchlanish-birlik deformatsiya holati bilan bogʻliq deformatsiya energiyasidir:

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

Chekli elementlar koʻrinishida ayni ifoda:

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

koʻrinishida beriladi.

O-model barcha ssenariylarda biroz yuqoriroq umumiy strain energy qiymatini hosil qilgan. Masalan, haydovchi tomonida O-l-f uchun 93,13 kJ, B-l-f uchun 92,21 kJ; oʻng orqa holatda 93,00 va 85,20 kJ hisoblangan.

Biroq O-modeldagi yuqori energiya qiymati ayni paytda kattaroq kuzov deformatsiyasi, kabinaga koʻproq kirib borish va uzoqroq qoldiq tebranish bilan birga kuzatiladi. Shu sababli manba “koʻproq strain energy = yaxshiroq crashworthiness” degan xulosani rad etadi. B-modelning afzalligi kattaroq deformatsiya qilib energiyani sarflash emas, balki yuk uzatish yoʻllarini boshqariladigan tarzda qayta taqsimlashdir.

Oʻrindiq birikish nuqtalaridagi tezlik nimani koʻrsatadi?

Tadqiqotda haydovchi va yoʻlovchi oʻrindigʻi tayanchlariga yaqin uchta nazorat tugunining tezlik-vaqt tarixi kuzatilgan. Tezlikdan foydalanish ongli usul tanlovidir; manba tezlanishni sonli hosiladan olish yuqori chastotali sunʼiy choʻqqilarni yuzaga keltirishi mumkinligini, tugun tezligi esa Ansys transient yechimidan bevosita olinishini qayd etadi.

B-modeldagi choʻqqi tezliklar uchala holatda ham taxminan %15,9–16,6 pastroq. Nazorat nuqtalarining oʻrtacha tezligi 9,82 m/s dan taxminan 8,24 m/s gacha kamayadi.

Bu natija zarba impulsining kamroq uzatilishiga mos keladi; biroq tezlik mezoni bevosita yoʻlovchi jarohati mezoni emas.

Tadqiqot yoʻlovchi jarohati kamayganini isbotlaydimi?

Yoʻq. Manba R95 doirasida ishlatiladigan bosh, koʻkrak va tos jarohati mezonlarini tilga olsa-da, tadqiqotda ES-2/ES-2re turidagi maneken, inson tanasining chekli elementlar modeli yoki fizik dummy sinovi qoʻllanmagan.

Mualliflar kabinaga kamroq kirib borish, oʻrindiq tayanchining pastroq tezligi va kuchlanish-deformatsiya kechikishining qisqarishi potensial ravishda jarohat xavfining pasayishi bilan bogʻliq boʻlishi mumkinligini ilgari suradilar. Biroq buni kelajakda inson/maneken modellashtirishi yoki fizik tajriba bilan sinab koʻrilishi kerak boʻlgan gipoteza sifatida aniq qoldiradilar.

Eng muhim mexanik natija: yuk yoʻlining qayta tashkil etilishi

Batareya integratsiyalangan transport vositasi toʻliq Ansys modelida O-modeldan ogʻirroq: 11.099 kg ga qarshi 9537 kg. Shunga qaramay deformatsiya va koʻplab global javob koʻrsatkichlari yaxshiroq. Shu sababli natijani faqat “ogʻirroq transport vositasi kamroq harakat qiladi” degan izohga qisqartirib boʻlmaydi.

Tadqiqot taklif qilayotgan mexanizm shuki, batareya integratsiyalangan ustunlar yon devorni mahalliy ravishda oson bukiladigan quvur tizimidan yuk kengroq taqsimlanadigan yuk koʻtaruvchi tarmoqqa aylantiradi. Zarba kuchi qoʻshni ustunlarga, ostona elementiga, tom chizigʻiga va gʻildirak arkalariga uzatiladi.

Natijada ayrim nuqtalarda global maksimal kuchlanish kamaymasligi, hatto B-modelda biroz oshishi mumkin. Bunga qarshi ravishda kritik yoʻlovchi hududi ustunlaridagi kuchlanish, kuzov deformatsiyasi va nazorat nuqtasi tezligi kamayishi mumkin. Shu sababli tadqiqot crashworthiness bahosini faqat bitta maksimal kuchlanish soni bilan amalga oshirmaslik kerakligini koʻrsatadi.

Muhandislik murosasi: texnik xizmat va taʼmirlash

Batareyani toʻgʻridan-toʻgʻri yuk koʻtaruvchi element ichiga joylashtirish boshqa muhandislik muammosini keltirib chiqaradi: xizmat koʻrsatish qulayligi. Anʼanaviy olinadigan batareya paketlari bilan solishtirganda yuqori darajadagi konstruktiv integratsiya yacheyka yoki modulni almashtirishni, avariyadan keyingi taʼmirlashni va qayta ishlashni qiyinlashtirishi mumkin.

Manba kelajak uchun tashqi tomonda toʻqnashuv paytida boshqariladigan tarzda deformatsiyalanuvchi konstruktiv qobiq va ichkarida olinadigan Rechargeable Energy Storage System (REESS) kasetasiga ega ikki qatlamli ustun arxitekturasini muhokama qiladi. Bu hali sinovdan oʻtgan tadqiqot natijasi emas, kelajakda rivojlantirilishi mumkin boʻlgan dizayn taklifidir.

Tadqiqot nima demaydi?

Ushbu FEM tadqiqoti batareya yacheykasining ezilish yoki teshilishga chidamliligini, termik qochish ehtimolini, yongʻinning tarqalishini, elektr izolyatsiyasi saqlanib qolishini, avariyadan keyingi yuqori kuchlanish xavfsizligini yoki batareya korpusining haqiqiy sinish xatti-harakatini aniqlamaydi.

Model shuningdek batafsil payvand birikmalarini, strain-rate taʼsirlarini va materialning toʻliq sinishini oʻz ichiga olmaydi. Beam ustun boʻlgan model umumiy kuzov bikrligi, deformatsiya va yuk uzatishni baholash uchun moʻljallangan; mahalliy yacheyka va birikma nosozliklarining sertifikatlash tahlili uchun yetarli emas.

Shu sababli natijalar “batareya integratsiyalangan ustun konsepsiyasi oʻrganilgan sonli kuzov modelida konstruktiv yon zarba javobini yaxshiladi” deb oʻqilishi kerak. “Bu arxitektura haqiqiy avariyada albatta xavfsiz” degan xulosa manba tomonidan koʻrsatilmagan.

Manba va Usul Haqida Izoh

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

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

Corresponding authors: Anna Piętocha va Eugeniusz Koda.

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

Jurnal: Machines.

Nashriyot: MDPI.

Bibliografik yozuv: Machines 2026, 14(6), 703.

DOI:10.3390/machines14060703

Sanalar: Yuborilgan 27-may 2026; qayta koʻrib chiqilgan 15-iyun 2026; qabul qilingan 17-iyun 2026; nashr etilgan 19-iyun 2026.

Manba turi: Taqrizdan oʻtgan tadqiqot maqolasi.

Litsenziya: Creative Commons Attribution (CC BY).

Moliyalashtirish: Mualliflar tashqi moliyalashtirish olinmaganini bildirgan.

Maʼlumotlar mavjudligi: Manba tadqiqotning original hissalari maqola ichida berilganini va qoʻshimcha savollar corresponding authors ga yoʻnaltirilishi mumkinligini bildiradi.

Manfaatlar toʻqnashuvi: Mualliflar manfaatlar toʻqnashuvi haqida xabar bermagan.

Asosiy usul: UNECE R95 asosidagi qiyosiy yuklash shartlarida Ansys Mechanical 2023 R2 transient chekli elementlar tahlili; anʼanaviy O-model bilan batareya integratsiyalangan B-modelni uchtadan zarba joyida taqqoslash.

Asosiy natija: Batareya integratsiyalangan model oʻrganilgan barcha ssenariylarda maksimal deformatsiya va nazorat nuqtasi choʻqqi tezligini kamaytirgan; oʻrtacha kuzov kuchlanishi hamda kritik derazalar oraligʻi ustunlarining kuchlanishlarini pasaytirgan. Global maksimal kuchlanish esa barcha ssenariylarda kamaymagan; bu holat yukning boshqa konstruktiv hududlarga uzatilishi bilan bogʻlangan.

Kritik talqin chegarasi: Tadqiqot M3 avtobusi uchun rasmiy UNECE R95 muvofiqlik sinovi emas. Haqiqiy toʻliq miqyosdagi toʻqnashuv tajribasi, yoʻlovchi manekeni, yacheyka darajasidagi batareya shikasti, qisqa tutashuv, termik qochish va yongʻin baholashi oʻtkazilmagan.

Manba ichidagi sonli izoh: Table 1 dagi ustun kuchlanishi qiymatlaridan bevosita hisoblangan foizli kamayishlar matnning ayrim qismlarida berilgan %52,6–72,1 va “yarmidan koʻproq” iboralari bilan mos kelmaydi. Uch ssenariyning Table 1 asosidagi kamayishlari taxminan %34–42, oʻrtacha kamayish esa %38,7. Xuddi shuningdek, Discussion boʻlimidagi bir jumlada orqa ssenariylar uchun B-modelning δmax qiymati yuqoriroq ekani aytilgan boʻlsa-da, Table 1 da barcha B-model δmax qiymatlari mos O-model qiymatlaridan past. Verianla matni bu nomuvofiqliklarni yashirincha tuzatish oʻrniga koʻrinadigan qilib, asosiy sonli jadvalni asos qilib olgan.