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Title: Projeto safeboard - Plataforma skateboard - BR shutlle: estudo de absorção de energia para impactos laterais em veículos elétricos
Authors: Monteiro, Vinícius Moreira
Niiyama, Vitor
Silva, Matheus Dirani
Vallada Jr, Ademar Caetano
Carreiro, Artur Brait
Honório, Arthur Queiroz
Molina, Gabriel
Advisor: Santos Neto, Carlos Rodrigues dos
Issue Date: 16-Dec-2021
Abstract: A automobilística está passando por uma imensa transformação, sendo os veículos elétricos cada vez mais presentes na sociedade. Para a aplicação elétrica, é necessário que os veículos tenham um pack de baterias, geralmente de Lítio-Polímero (LiPO), para fornecer a energia demandada pelo funcionamento e, por consequência, alguns riscos intrínsecos ao seu uso. Ainda neste contexto, em uma colisão desses veículos específicos, caso ocorra uma perfuração ou rompimento das baterias, ocorre uma reação exotérmica podendo gerar chamas e até mesmo explosões, colocando a segurança dos ocupantes em risco; muito diferente das incêndios normais, dentro das baterias estão contidos o combustível e o comburente, sendo muito difícil extinguir as chamas. Posto isso, este presente projeto tem como objetivo o desenvolvimento de um absorvedor de energia com o intuito de minimizar o risco à integridade do pack de baterias em caso de colisão. Dentre todos os modos de impacto existentes, o lateral se apresenta de maior periculosidade para a ocorrência da problemática e, neste, será direcionado; como estudo de caso, será abordado um veículo autônomo proposto através do programa Rota 2030 da FEI, o BR-Shuttle, para utilização em um conceito Last Mile. Como estratégia de absorção de energia, foi aplicado o design Honeycomb atrelado ao conceito de flambagem progressiva, que através de estudos e pesquisas atuais, vem demonstrando grande eficiência na absorção de energia de impacto. Também, será apresentado simulações preliminares referente ao comportamento da ideia proposta, bem como uma solução preliminar para aplicação no BR-Shuttle.
The automobile industry is coing through a huge transformation, with electric vehicles increasingly present on the society. For the electrical application a battery pack is needed, usually considering Lithium-Polymer (LiPO) cells, to supply demanded energy for proper functioning, although, there are some intrinsic risks to its use. In this context, in collisions of electric vehicles, in case of piercing or rupture, an xothermic reaction occurs, which can generate fire and explosions, exposing the safety of the occupants to risk; very different from common flames, the fuel and the oxidizer are present inside the batteries, making fire extinguishing really a very difficult task. With that said, this project goal is to develop an energy absorver in order to minimize the risk to battery pack’s integrity in a collision event. Among the possible impact modes, the side impat is the most dangerous for the ocurrency of this failure mode, and based on this it will be developed. As a proposal for the case-study, an autonomous vehicle proposed by FEI Rota 2030 program, BR-Shuttle, which has its application considering the Last Mile concept. As energy absorption strategy, the proposed geometry is to apply a honeycomb design which through the behavior of progressive buckling, has shown great efficiency absorbing impact energy. In addition, preliminary simulations regarding the behaviour of proposed idea will be presented, as well as a preliminary solution for BR-Shuttle application.
Keywords: veículo elétrico
absorção de energia
plataforma skatebord
estrutura honeycomb
flambagem progressiva
electric vehicles
energy absorption
skateboard chassis
honeycomb structures
progressive buckling
Access Type: Restrito
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