2030年市區公車全面電動化是台灣重要運輸政策,也是車廠與客運業者未來重要發展方向。然而這不僅僅是將動力系統,從傳統柴油動力轉換至馬達驅動系統如此簡單而已,如何讓車體結構安全、耐用,乘客乘坐又舒適,在開發設計過程中可說大有學問。車輛中心表示,其擁有的電腦輔助工程技術(Computer Aided Engineering,簡稱CAE)未來將可協助業者,成為搶進電巴安全領域的可靠推手。
近年來,隨著全球環保、節能減碳意識的高漲,世界各國皆紛紛宣布2050淨零碳排的目標,並將低碳運輸政策列為首要推動項目。國內亦訂定2050年達到淨零排放的承諾,其中「2030年市區公車全面電動化」為政府在運輸領域努力的重點。而電動大客車有許多系統(或次系統)乃至整車之設計,與傳統大客車有所不同。
以電動大客車之車體結構而言,因車輛少了過去傳統大客車柴油引擎的配置,而增加了動力馬達及電池組的搭載,整車操控特性會因為重心變化而產生改變,故車輛之動態翻覆、碰撞安全、疲勞耐久及振動模態等,諸多結構特性都必須重新進行設計。
有關電動大客車之結構設計開發,不外乎針對車輛之安全性、耐久性及舒適性等面向進行考量。在安全性方面,車輛中心運用CAE分析技術,可協助國內業者針對車輛安全檢測基準五十五、大客車車身結構強度,進行車體結構強度分析及改善,以確保車體在車輛發生翻覆過程中,骨架結構不會因碰撞變形而侵入乘員生存空間,進而保障乘員的安全;在耐久性方面,因應國內大客車疲勞耐久之法規要求,車輛中心亦能輔導業者以實車測試入力訊號,利用CAE分析技術以掌握整車結構可能發生疲勞破壞之位置,並進行結構優化與改善,進而使結構疲勞耐久特性滿足法規要求。
在舒適性方面,車輛之減振降噪能力則成為首要議題。然而,電動大客車在動力馬達運轉的過程中,倘若動力馬達之隔振墊設計不匹配,將有可能導致動力馬達之振動量透過馬達支架傳遞到車體結構,進而造成車內人員乘適性不佳的情況發生。有鑑於此,車輛中心就可利用模態解耦CAE分析技術,進行馬達隔振墊的優化設計,進而協助國內業者挑選較適合之隔振墊進行裝配,以達到動力系統減振之功效。
除了前述之整車結構議題外,為了確保動力電池系統長期使用下之效能特性,車輛中心也能透過CAE分析技術,協助國內電動大客車業者針對UNECE R100規範,分別進行電池組的振動、機械衝擊、溫度循環及溫度衝擊等可靠度議題模擬分析與改善,以避免電池組因環境與配置因素導致散熱不良及機構失效破壞的情況。車輛中心期望透過電動大客車CAE分析與研測技術的整合服務,在未來能協助業者在開發階段節省成本並提昇效率,進而強化國內電動大客車業者自主研發設計的能力。(林浩昇 / 台北報導)
資料來源:蘋果新聞網,https://www.appledaily.com.tw/gadget/20220628/236BE33D6F2D4F7D0910164136