Propuesta de diseño de chasis para autos eléctricos optimizando la absorción de energía de impactos automovilísticos

Abstract

Los fabricantes de equipo original (OEM), están interesados en diseñar estructuras automotrices que provean una mayor seguridad a los ocupantes. En los automóviles eléctricos la batería es un elemento vital que requiere estar aislado de vibraciones e impactos mecánicos. Aunque los automóviles eléctricos no son los únicos que se incendian debido a daños mecánicos, tienen la particularidad de que un golpe que puede no parecer significativo cause un daño a la batería que, a largo plazo, la ponga en riesgo de combustión espontánea. Este trabajo propone un diseño de riel frontal de un auto eléctrico, aumentando la absorción de energía y disminuyendo la fuerza de aplastamiento máxima por medio de la implementación de detonador de colapso y resistencia variable. Se propone un diseño de experimentos para determinar la geometría del detonador que aumentara la energía absorbida y disminuyera la fuerza de aplastamiento. Para la resistencia variable se propone un diseño de experimentos variando el tiempo en el horno, medio y forma de enfriamiento, obteniendo al final dos zonas de distinta resistencia mecánica, siendo la zona más cercana al borde la de menor resistencia. Se realiza análisis de elemento finito de las configuraciones resultado de la combinación de estos mecanismos en Hypermesh, resolviendo con el solver Radioss, y realizando el post procesamiento en Hyperview. Los resultados de estas simulaciones se compararon con pruebas experimentales para verificar la validez de estos. Finalmente, se determinó que la fuerza de aplastamiento máxima disminuyó 21.63% mientras que la absorción de energía aumentó 42.53% respecto a un tubo de pared delgada cuadrado de la misma masa.