Nieuwe technologie, ontwikkeld door onderzoekers van de Universiteit van York, is succesvol gebleken in het verminderen van het risico op elektrocutie voor bestuurders en passagiers van elektrische voertuigen als gevolg van schade aan auto's bij grote verkeersongevallen.

Aangezien de verkoop van elektrische voertuigen over de hele wereld blijft groeien, zijn veiligheidskwesties van groot belang geworden, met name hoe auto's worden onderhouden en hoe de spanning in de voertuigen kan worden verlaagd in gevallen waarin circuits beschadigd zijn.

Elektrische voertuigen hebben een hogere spanning en energiesystemen dan traditionele auto's en om het risico op elektrocutie bij een aanrijding te verminderen, moet de spanning zo snel mogelijk worden verlaagd.

Het belangrijkste veiligheidsprobleem in elektrische voertuigen is de hoge spanning van de DC-"bus" - elektrische geleiders die stroom opslaan bij hoge spanning en stroom distribueren naar andere circuits in de auto. Om stroompieken tijdens een botsing te verminderen, is een stroomonderbreker geïnstalleerd om de verbinding tussen de batterij en de boost-converters te onderbreken, die normaal gesproken zouden werken om de spanning naar een hoog niveau te tillen.

Stroomonderbreker

Dr. Yihua Hu, van de School of Physics, Engineering, and Technology van de Universiteit van York, zegt dat "in het geval van een botsing, elektrische voertuigen momenteel een stroomonderbreker hebben die de batterij isoleert van het werken aan enig ander onderdeel van de auto. Dit voorkomt spanningspieken, maar vermindert niet de spanning die is opgeslagen in wat we de DC-bus noemen."

"De busspanning in de meeste elektrische automodellen is 400V, wat veel hoger is dan de spanning in onze thuissystemen op 230V, evenals industrieniveaus op 380V."

"Om het risico op een dodelijke elektrische schok in het geval van een auto-ongeluk aanzienlijk te verminderen, moeten we de spanning 60V of minder hebben en in minder dan vijf seconden tot dat niveau verlagen."

Hybride model

Het onderzoek omvatte het ontwerpen van een hybride model van de DC-bus dat zowel de interne mechanismen van de auto als de externe paden gebruikt die een veilige doorgang van energie mogelijk maken. Het team heeft nu een systeem dat in het geval van schade aan het circuit de resterende spanning zou verbruiken, zodat er geen energie wordt opgebouwd, waardoor het risico op elektrocutie toeneemt.

Voortbouwend op dit werk, ging het team na hoe het volledige elektrische systeem van de auto kan worden beschermd tegen circuitstoringen in het geval van een crash. De onderzoekers bedachten een energie-ontladingsalgoritme dat zou betekenen dat zelfs in het geval van een elektrische storing de DC-bus nog steeds in staat zou zijn om de uitgangsspanning te verminderen en andere circuits in het voertuig te beschermen.

Na succesvolle wiskundige modellering is de technologie nu getest in een testsysteem voor de aandrijflijn van een auto - een assemblage van alle componenten die de auto laten rijden - en het team toonde aan dat de spanning in minder dan vijf seconden wordt teruggebracht tot 60 V in het geval van schade aan circuits. Dit zal uiteindelijk bestuurders en passagiers beschermen tegen ernstig letsel of dodelijke elektrische schokken.

Onderhoud

Dr. Yihua Hu, zegt dat "elektrische voertuigen een blijvertje zijn en dat de verkoop zal blijven groeien, dus we moeten deze belangrijke vragen over veiligheid kunnen beantwoorden en hoe we deze auto's onderhouden, zodat voertuigbezitters verzekerd kunnen zijn van persoonlijke veiligheid bij elk type verkeersongeval."

Het team overweegt nu manieren waarop elektrische voertuigen kunnen worden onderhouden om ervoor te zorgen dat de veiligheidsvoorzieningen effectief zijn.

Het onderzoek is gepubliceerd in het tijdschrift IEEE Transactions of Power Electronics . + Verder verkennen

Bosch wil leemtes opvullen over autoveiligheid in elektrische voertuigen