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少走冤枉路直接攻頂安全舒適 電動巴士開發利器:車輛中心CAE技術

  • 更新2022/06/29 13:46
  • 發布2022/06/29 13:34
  • 作者/ 陳宏銘

台灣2050年淨零排放的大旗已經揮出來了,當中關於怎麼降佔13%的交通運輸溫室氣體排放之目標時程也規劃下來了,市區公車首當其衝要在2030100%電動化,此時汽、機車於新車銷售佔比上,亦要分別達到30%35%。就在市區公車全面電動化的10年後,2040年台灣道路上跑的車甭管是四輪、還是兩輪,新車一律得是電動車。

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市區公車2030年要全面電動化,車輛中心將再透過電動大客車分析與研測技術之整合服務,持續輔導國內業者事半功倍開發電動巴士。取自車輛中心

減少開發過程的冤枉路

從現在開始到2030年是台灣淨零排放交通運輸項目的第一階段,而這第一階段的終極大戲即是市區公車完全電動化。

然而,這可不是將動力系統從傳統柴油動力轉成電動馬達驅動這麼簡單而已,電動大客車的車體結構,由於沒了柴油引擎相關機構配置,新增出電動馬達、電池模組等截然不同的動力機制後,整個車輛的操控特性也因為這不同機構重心而產生了改變。

為此車輛的「動態翻覆」、「碰撞安全」、「疲勞耐久」、「振動模態」等許多與車身結構相關的開發都得重來、都得按照電動市區公車的特性重新設計。想讓電動巴士設計精確、減少開發過程的冤枉路,又要車體結構安全、耐用、乘坐起來舒適,開發時就得靠一項密技來達成、那便是車輛中心電腦輔助工程技術(Computer Aided Engineering,簡稱CAE)

電巴要安全耐久舒適

車輛中心的CAE電腦輔助工程技術,可運用於多個層面:

●安全性層面

車輛中心使用CAE分析技術能協助國內業者,針對「車輛安全檢測基準五十五」、也就是「大客車車身結構強度」項目進行車體強度分析及改善。以確保車體在發生翻覆過程中,骨架不會因為碰撞、翻滾變形而入侵到乘員生存空間。

●耐久性層面

因應國內大客車疲勞耐久之法規的要求,進行實車入力訊號的量測部分,CAE分析技術可掌握整車結構中有可能發生疲勞、產生破壞車輛之處,透過分析即可進行車身結構上的優化、來滿足法規上的要求。

●舒適性層面

電動大客車在電動馬達運轉的過程中,所產生的振動能量、若透過馬達支架傳遞到車體結構上,將會造成振動及聲噪,直接影響到乘車的舒適性。這時車輛中心可運用模態解耦CAE分析技術(所謂的「模態解耦」,簡單來說就是將造成振動的各種運動型態、頻率,經過計算後加以分離)後,如何優化電動馬達隔振墊便可抓得一清二楚、挑選適合的隔振墊於車上進行裝配達到減振降噪的功效。

功夫不只用於車體電池也行

除了車身結構外,CAE分析技術還能協助國內電動大客車業者針UNECE R100規範(電動汽車電力安全法規),分別進行電池組(Battery Pack)之振動(Vibration)、機械衝擊(Mechanical Shock)、溫度循環(Thermal Cycle)、溫度衝擊(Thermal Shock)等可靠度議題之模擬分析與改善,來避免電池組因環境與配置導致散熱不良、及機構失效遭破壞的情況。

總結來說,車輛中心的CAE電腦輔助工程技術就是要幫忙業者在開發階段省時、省力、省成本,進一步強化國內電動大客車業者自主研發設計的能力。這樣一來,對我們芸芸眾消費者也是有大大好處的,未來,搭配上AI技術便可搭乘到既智慧安全又安靜舒適的市區電動公車。

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 車體結構、疲勞耐久,是安全上兩個的重要課題,透過CAE技術分析將可快速找到問題點、並加以解決。取自車輛中心

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