Risiko for elektrisk stød fra elbiler reduceret med ny teknologi

Ny teknologi, udviklet af forskere ved University of York, har vist sig vellykket til at reducere risikoen for elektrisk stød til chauffører og passagerer i elektriske køretøjer som følge af skader på bilerne i større trafikulykker.

Da salget af elektriske køretøjer fortsætter med at vokse rundt om i verden, er sikkerhedsspørgsmål blevet af stor betydning, især hvordan biler serviceres, og hvordan spændingen i køretøjerne kan reduceres i tilfælde, hvor kredsløb er beskadiget.

Elbiler har højere spændings- og energisystemer end traditionelle biler og for at mindske risikoen for elektrisk stød i tilfælde af en kollision skal spændingen reduceres hurtigst muligt.

Det vigtigste sikkerhedsproblem i elektriske køretøjer er højspændingen af ​​DC "bussen" - elektriske ledere, der lagrer strøm ved høj spænding og distribuerer strøm til andre kredsløb i bilen. For at reducere strømstød under en kollision er der installeret en strømafbryder for at afbryde forbindelsen mellem batteriet og boost-omformere, som normalt ville løfte spændingen til høje niveauer.

Afbryder

Dr. Yihua Hu, fra University of Yorks School of Physics, Engineering and Technology, siger, at "i tilfælde af en kollision har elektriske køretøjer i øjeblikket en afbryder, der isolerer batteriet fra at arbejde på enhver anden komponent i bilen. Dette vil forhindre strømstød, men det reducerer ikke spændingen, der er lagret i det, vi kalder DC 'bussen'."

"Busspændingen i de fleste elbilmodeller er 400V, hvilket er meget højere end spændingen i vores hjemmesystemer ved 230V, såvel som industriniveauer ved 380V."

"For betydeligt at reducere risikoen for et fatalt elektrisk stød i tilfælde af et biluheld skal vi have spændingen til at være 60V eller mindre og reducere til det niveau på under fem sekunder."

Hybridmodel

Forskningen involverede design af en hybridmodel af DC-bussen, der brugte både bilens interne mekanismer og de eksterne veje, der tillader sikker passage af energi. Holdet har nu et system, som i tilfælde af kredsløbsskade vil forbruge enhver resterende spænding, så energi ikke opbygges, hvilket øger risikoen for elektrisk stød.

Med udgangspunkt i dette arbejde behandlede holdet, hvordan man sikrer beskyttelsen af ​​hele bilens elektriske system mod kredsløbsfejl i tilfælde af et styrt. Forskerne udtænkte en energiafladningsalgoritme, der ville betyde, at selv i tilfælde af en elektrisk fejl, ville DC-bussen stadig være i stand til at reducere spændingen og beskytte andre kredsløb i køretøjet.

Efter succesfuld matematisk modellering er teknologien nu blevet afprøvet i et testsystem for en bils drivlinje – en samling af alle de komponenter, der får bilen til at køre – og holdet viste, at spændingen reduceres til 60V på under fem sekunder i tilfælde af skade på kredsløb. Dette vil i sidste ende beskytte chauffører og passagerer mod alvorlige kvæstelser eller dødelige elektriske stød.

Service

Dr. Yihua Hu siger, at "elbiler er kommet for at blive, og salget vil fortsætte med at vokse, så vi er nødt til at være i stand til at besvare disse vigtige spørgsmål om sikkerhed, og hvordan vi servicerer disse biler, så køretøjsejere kan være sikre på personlig sikkerhed ved enhver form for trafikhændelse."

Holdet overvejer nu måder, hvorpå elbiler kan serviceres for at sikre, at sikkerhedsfunktionerne er effektive.

Forskningen er publiceret i tidsskriftet IEEE Transactions of Power Electronics . + Udforsk yderligere

Bosch sigter mod at udfylde tomrum om bilsikkerhed i elektriske køretøjer