Alüminyum köpük ilavesinin elektrikli araç batarya taşıyıcısında çarpışma performansına etkisi

Abstract

Günümüzde elektrikli araçlar, emisyon, yakıt verimliliği ve performans açısından oldukça ön plandadır. Ancak, bu araçlar kompleks bir yapıya sahiptir. Batarya bütününün aracın yapısında büyük bir pakete sahip olması, güvenlik önlemlerini de ön plana çıkarmaktadır. Batarya, dış etkenlere karşı koruma altında olması için bir iskelet yapının içerisinde paketlenmektedir. Araçların tip onayı alabilmesi için çarpışma performansı gereksinimlerini karşılayabilmesi için bu iskelet yapının belirli çarpışma dayanımlarına sahip olması gerekmektedir. Özellikle yandan çarpışma ve yol koşullarında alttan gelen darbelere karşı bu yapının yeteri kadar enerjiyi sönümleyebilmesi ve deformasyonu hücrelere iletmemesi oldukça önemlidir. Aksi halde, bataryada oluşacak yüksek enerjiler ve deformasyonlar çarpışma sonrası patlamalara sebep olabilir. Çarpışma performansının yönetilmesi için çarpışma bölgesinde kesit optimizasyonu oldukça önemlidir. Ayrıca, araçlarda yakıt ve performans verimliliğini artırmak amacıyla ağırlığı azaltmak için düşük yoğunluklu malzemelerin çarpışma performansında sönümlemesinden yararlanılmaktadır. Alüminyum köpük, hafifliği ve enerji emme kapasitesi nedeniyle otomotiv endüstrisinde giderek daha fazla ilgi görmektedir. Bu çalışmada, alüminyum köpüğün farklı yoğunluk ve kombinasyonlarında çarpışma sırasında enerji sönüm performansının sayısal analizlerle karşılaştırılması incelenmektedir. Sayısal analizler, alüminyum köpük yoğunluğu ve hibrit kombinasyonlarının çarpışma performansını nasıl etkilediğini ortaya koymuştur. Sonuç olarak, alüminyum köpük ilavesi, araçların çarpışma performansını önemli ölçüde iyileştirmekte ve yolcu güvenliğini artırmaktadır. Bu tez, otomotiv mühendisliği alanında alüminyum köpük malzemesinin potansiyel kullanım alanlarını genişletmekte ve gelecekteki araç tasarımlarına katkı sağlamaktadır.

Electric vehicles are at the forefront today in terms of emissions, fuel efficiency, and performance. However, they also have a highly complex structure. The large battery pack within the vehicle structure brings safety measures to the forefront. The battery pack is enclosed within a skeletal structure to protect it from external impacts. For vehicles to obtain type approval, this skeletal structure must have specific crash resistances to meet crash performance requirements. It is particularly important that this structure can absorb sufficient energy and prevent deformation from being transmitted to the cells in the event of a side impact or an underbody impact during road conditions. Otherwise, high energies and deformations in the battery could lead to explosions post-crash. Managing crash performance requires significant section optimization in the crash zone. Additionally, to improve fuel and performance efficiency, low-density materials are utilized for their energy absorption capabilities in crash performance. Aluminum foam is increasingly gaining attention in the automotive industry due to its light weight and energy absorption capacity. This study examines the crash energy absorption performance of aluminum foam in different densities and combinations through numerical analyses. Numerical analyses have revealed how aluminum foam density and hybrid combinations affect crash performance. Optimization studies focus on determining the most suitable section design and adjusting this design to maximize crash performance. In conclusion, the addition of aluminum foam significantly improves the crash performance of vehicles and enhances passenger safety. This thesis expands the potential applications of aluminum foam material in automotive engineering and contributes to future vehicle designs.