Elektrikli sedan araçta batarya paketinin beyaz gövde üzerindeki statik rijitlik ve modal frekanslara etkisi ve beyaz gövde dinamik rijitlik analizi
Effect of battery package on static stiffness and modal frequencies on body-in-white in electric sedan vehicle and analysis of body-in-white dynamic stiffness
Yazar: ÜNAL KAĞAN ZENGİ
Danışman: DOÇ. DR. ALİ ÇINAR
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Otomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Otomotiv Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Otomotiv Mühendisliği = Automotive Engineering
Dizin: Batarya = Battery ; Elektrikli araçlar = Electric vehicles ; Rijitlik = Stiffness ; Sonlu elemanlar analizi = Finite element analysis

Özet:
Günümüzde değişen tüketim koşulları ve artan çevre bilinciyle birlikte elektrikli araçlar içten yanmalı motorlu araçlardan daha popüler hale gelmektedir. Böylece elektrifikasyona bağlı olarak araç gövdesinin geleneksel yapısı değişmektedir, bu değişimle birlikte beyaz gövde üzerine oturan batarya paketi tüm araca önemli ölçüde kütle ve rijitlik katmaktadır. Aracın temeli olan beyaz gövde, tüm aracın rijitliğini etkileyen en önemli bileşendir, ek olarak beyaz gövdenin bağlantı noktaları yapısal kaynaklı gürültünün transfer patikalarıdır. Bu gürültünün kabin içine geçişini engelleyebilmek için önlem alınabilecek en uygun noktalar, beyaz gövdenin bağlantı noktalarıdır. Bir aracın NVH karakteristlikleri temel olarak beyaz gövdenin statik rijitliğine ve beyaz gövdenin bağlantı noktalarının dinamik rijitliğine bağlıdır. Beyaz gövde bağlantı noktalarının dinamik rijitliği, yapısal kaynaklı gürültü iletimini azaltabilmek için kilit noktalardır. Bu çalışmada sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak elektrikli sedan bir aracın bataryalı beyaz gövde ve bataryasız beyaz gövde olmak üzere iki hesaplamalı modeli üzerinden modal ve statik rijitlik analizi yapıldıktan sonra bataryalı beyaz gövde üzerinden dinamik rijitlik analizi yapıldı.Böylece gövde altına yerleştirilmişbir Li-Ion batarya paketine(kaykay konfigürasyonunda) sahip elektrikli sedan bir aracın batarya paketinin global burulma frekansı, global bükülme frekansı, burulma rijitliği ve eğilme rijitliği üzerindeki etkisi araştırıldı. Sonrasında, her bir bağlantı noktasının dinamik rijitliği hedef dinamik rijitlik değeri ile karşılaştırıldı, hedefin altındaki bağlantı noktaları belirlendi ve sonuçlar, olası kabin içi gürültü sebepleri açısından değerlendirildi.

Abstract:
Today, with the changing consumption conditions and increasing environmental awareness, electric vehicles are becoming more popular than internal combustion engine vehicles. Thus, the traditional structure of the vehicle body changes due to electrification, with that the battery pack, which sits on body-in-white, adds considerable mass and rigidity to the entire vehicle. The body-in-white, which is the basis of the vehicle, is the most important component affecting the rigidity of the entire vehicle, moreover its attachment points are one of the transfer paths of structural-borne noise. To be able to prevent this noise from entering the cabin, the optimum points to intervene are mount attachment points of boy-in-white. NVH characteristics of a vehicle mainly depend on static stiffness of BIW and dynamic stiffness of attachment points of body-in-white. The dynamic stiffness of the body-in-white attachment points is the key point of the structural-borne noise transmission. In this study, modal and static stiffness analysis of an electric sedan vehicle was performed using the finite element method over two computational models which are body-in-white with battery pack and body-in-white without battery pack, then attachment point dynamic stiffness analysis was performed for body-in-white with battery pack model. Thus, the effect of the battery pack on global torsion frequency, global bending frequency, torsional stiffness, and vertical bending stiffness of electric sedan vehicle with a Li-Ion battery pack which is housed along the chassis in a skateboard configuration under the body was investigated. Then the dynamic stiffness of each attachment point was compared with the target dynamic stiffness value, the attachment points below the target were identified and results were assessed in terms of possible causes for interior cabin noise.