Kredit:Pixabay/CC0 Public Domain
Ny teknik, utvecklad av forskare vid University of York, har visat sig vara framgångsrik när det gäller att minska risken för elstötar för förare och passagerare av elfordon till följd av skador på bilarna i större trafikolyckor.
I takt med att försäljningen av elfordon fortsätter att växa runt om i världen har säkerhetsfrågor blivit av stor betydelse, i synnerhet hur bilar servas och hur spänningen i fordonen kan minskas i fall där kretsar är skadade.
Elfordon har högre spännings- och energisystem än traditionella bilar och för att minska risken för elstöt vid en kollision måste spänningen sänkas så snabbt som möjligt.
Den huvudsakliga säkerhetsfrågan i elfordon är högspänningen hos DC-"bussen" - elektriska ledare som lagrar ström vid hög spänning och distribuerar ström till andra kretsar i bilen. För att minska strömstötarna under en kollision installeras en strömbrytare för att avbryta anslutningen mellan batteriet och boostomvandlarna, vilket normalt skulle verka för att höja spänningen till höga nivåer.
Strömbrytare
Dr Yihua Hu, från University of Yorks School of Physics, Engineering and Technology, säger att "i händelse av en kollision har elfordon för närvarande en strömbrytare som isolerar batteriet från att fungera på någon annan komponent i bilen. Detta kommer att förhindra strömstörningar, men det minskar inte spänningen som lagras i vad vi kallar DC-bussen."
"Bussspänningen i de flesta elbilsmodeller är 400V, vilket är mycket högre än spänningen i våra hemsystem vid 230V, samt branschnivåer vid 380V."
"För att avsevärt minska risken för en dödlig elektrisk stöt i fallet med en bilolycka behöver vi spänningen vara 60V eller lägre och minska till den nivån på under fem sekunder."
Hybridmodell
Forskningen involverade att designa en hybridmodell av DC-bussen som använde både bilens interna mekanismer och de externa vägarna som tillåter säker passage av energi. Teamet har nu ett system som i fallet med kretsskador skulle förbruka all återstående spänning så att energi inte byggs upp, vilket ökar risken för elstöt.
Med utgångspunkt i detta arbete tog teamet upp hur man säkerställer skyddet av hela bilens elektriska system från kretsfel i händelse av en krasch. Forskarna tog fram en energiurladdningsalgoritm som skulle innebära att även i händelse av ett elektriskt fel skulle DC-bussen fortfarande kunna minska spänningen och skydda andra kretsar i fordonet.
Efter framgångsrik matematisk modellering har tekniken nu testats i ett testsystem för bildrivlina – en sammansättning av alla komponenter som får bilen att köra – och teamet visade att spänningen reduceras till 60V på under fem sekunder i händelse av skada på kretsar. Detta kommer i slutändan att skydda förare och passagerare från allvarliga skador eller dödliga elektriska stötar.
Service
Dr. Yihua Hu säger att "elfordon är här för att stanna och försäljningen kommer att fortsätta att växa, så vi måste kunna svara på dessa viktiga frågor om säkerhet och hur vi servar dessa bilar så att fordonsägare kan vara säkra på personlig säkerhet vid alla typer av vägincidenter."
Teamet överväger nu sätt på vilka elfordon kan servas för att säkerställa att säkerhetsfunktionerna är effektiva.
Forskningen är publicerad i tidskriften IEEE Transactions of Power Electronics . + Utforska vidare
