Hürde zur breiten Akzeptanz von Elektrofahrzeugen: Die falsche Wahrnehmung, dass sie unsicher sind

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Elektrofahrzeuge, viele davon, kommen, ob wir bereit sind oder nicht. Die sich abzeichnenden Standards für den durchschnittlichen Kraftstoffverbrauch von Unternehmen und die Notwendigkeit einer standardisierten Produktion für die Hersteller haben eine Umstellung auf Elektrofahrzeuge unvermeidlich gemacht. Aber während die EV-Flotte schnell in unsere Zukunft beschleunigt, gibt es Unebenheiten auf dem Weg, darunter vor allem ein Mangel an bereiten Käufern.

Der Preis ist ein Hindernis für die Verbraucherakzeptanz von Elektrofahrzeugen, aber das wird wahrscheinlich weniger besorgniserregend, da eine gesteigerte Produktion zu Skaleneffekten führt und die fortschreitende Technologie die Kosten senkt. Ein weiteres Hindernis, das möglicherweise nicht leicht zu überwinden ist, ist die wahrgenommene Fahrzeugsicherheit.

Elektrofahrzeuge haben nicht von guter Presse profitiert. Im März fing ein Tesla Feuer und brannte stundenlang, nachdem er in der Nähe von Fillmore, Kalifornien, von einer Straße abgekommen war. Und letztes Jahr musste General Motors Bolt-Käufer warnen, dass sie ihre Autos nicht drinnen parken konnten, nachdem einige Fahrzeuge während des Ladevorgangs Feuer fingen.

Obwohl diese Brände für Schlagzeilen sorgten, scheint die Angst vor Elektrofahrzeugen unbegründet zu sein. AutoInsuranceEZ untersuchte die Häufigkeit von Bränden – aus allen Ursachen, einschließlich Kollisionen – in Autos im Jahr 2021. Es stellte sich heraus, dass Hybridfahrzeuge, die einen Verbrennungsmotor und einen Elektromotor haben, die meisten Brände pro 100.000 Fahrzeuge (3.475) hatten, während Fahrzeuge mit nur ein Verbrennungsmotor auf Platz zwei (1.530 pro 100.000). Vollelektrische Fahrzeuge hatten die wenigsten: 25 pro 100.000. Diese Ergebnisse basierten auf Daten des National Transportation Safety Board und des Bureau of Transportation Statistics.

Wenn Elektrofahrzeuge brennen, ist normalerweise die Batterie schuld. Das typische EV-Batteriepaket von heute besteht aus Tausenden von Lithium-Ionen-Zellen, die in Modulen montiert sind – die Anzahl hängt vom verwendeten Zellentyp und der Kilowattstundenkapazität des Pakets ab. Der Lucid Air Dream zum Beispiel erreicht mit 6.600 Zellen, die in 22 Modulen montiert sind und alle in einem starken Paket eingeschlossen sind, eine Reichweite von 520 Meilen, die von der Environmental Protection Agency bewertet wurde.

Unter dem Boden montiert, trägt das Batteriepaket eines typischen Elektrofahrzeugs in seinem panzerartigen Behälter zur Fahrzeugsteifigkeit bei, während der Schwerpunkt so niedrig wie möglich gehalten wird, um ein hervorragendes Handling und einen Überrollschutz zu gewährleisten.

Der Hochspannungs-Gleichstrom der meisten EV-Batteriepakete wird zu einem Wechselrichter geleitet, der ihn in Wechselstrom umwandelt. Von dort wird der Strom an einen oder mehrere Motoren geliefert. Da die Hochspannung über das Batteriepaket hinausreicht, muss die Verkabelung geschützt werden.

Das Hochvoltsystem des Mercedes-Benz EQS trennt sich im Crashfall sofort von der Batterie. Kredit…

Alexandros Mitropoulos, ein Sprecher von Mercedes-Benz, sagte, die Analyse der Unfalldaten habe gezeigt, dass die sicherste Position für die Montage der Batterie unter dem Fahrgastraum sei. Hochspannungskabel für den Mercedes EQS werden durch die Mitte des Autos geführt, entfernt von möglichen Eingriffen, fügte er hinzu. Bei einem Crash trennt sich das Hochvoltsystem von der Batterie.

Das Unfallerkennungssystem des Fahrzeugs, sagte Herr Mitropoulos, bleibt wach, selbst wenn das Auto geparkt und ausgeschaltet ist.

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Zusätzlich zu den Systemen, die Hochspannungskomponenten bei einem Zusammenstoß automatisch isolieren, werden Rettungskräften manuelle Trennschalter bereitgestellt, um sicherzustellen, dass die Batterie isoliert wurde.

Der Seitenaufprallschutz ist entscheidend für die Sicherheit von Elektrofahrzeugen, um sowohl den Akku als auch die Insassen zu schützen. Das Gehäuse des Pakets, das die Unterseite des Fahrzeugs zwischen den Vorder- und Hinterrädern abdeckt, ist stark gepanzert, und ein Energieableitungsnetzwerk ist in die Türschwellen, Rahmen, B-Säule und Querträger des Fahrzeugs sowie in das Paket selbst eingebaut .

Die Einstiegsleisten des Lucid sind Crash-absorbierende Strukturen, und hochfestes Aluminium verstärkt die Türverkleidungen, sagte Eric Bach, Chefingenieur von Lucid Motors. Bei einem Aufprall wird Energie auf die andere Fahrzeugseite und nicht auf die Batteriemodule oder den Fahrgastraum übertragen. Bei einem Seitenaufpralltest fügte er hinzu, dass es beim Lucid zu weniger Eingriffen in die Fahrgastzelle als bei einem herkömmlichen Fahrzeug kam.

Es wurde viel Arbeit darauf verwendet, die Wahrscheinlichkeit von Kurzschlüssen und Überhitzung von EV-Batterien zu verringern. Jede Batterie kann bei einer extrem heftigen Kollision ausfallen, aber die Hersteller haben versucht sicherzustellen, dass ein thermisches Versagen bei normalem Gebrauch und weniger schweren Kollisionen unwahrscheinlich ist.

Die Einstiegsleisten des Lucid sind Crash-absorbierende Strukturen, und hochfestes Aluminium verstärkt die Türverkleidungen. Kredit… Bryan Derballa für die New York Times
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Laut Bach sind die Zellen in den 118-Kilowattstunden- und 112-Kilowattstunden-Akkupacks von Lucid in Edelstahlrohren eingeschlossen und verfügen über ein Belüftungssystem und eine Sicherung, um eine Überhitzung zu verhindern. Eine weitere Sicherung schützt jede Zelle an der Stelle, an der sie innerhalb des Moduls montiert ist. Jedes flüssigkeitsgekühlte Modul wird separat im Batteriepaket montiert. Das Pack wird an verschiedenen Stellen bis auf Zellebene überwacht, so dass Temperatur und Ladung immer bekannt sind.

Während der Seitenaufprallschutz bei Elektrofahrzeugen von entscheidender Bedeutung ist, ereignen sich die häufigsten Kollisionen, wenn ein Auto in das Heck eines angehaltenen oder langsamen Fahrzeugs knallt. Man könnte meinen, dass Ingenieure eine effizientere vordere Knautschzone konstruieren könnten, da ein starrer Motor nicht mehr Teil der Gleichung ist. Da die meisten Autohersteller jedoch auch traditionelle Fahrzeuge verkaufen müssen, ist es schwierig, sie dazu zu bringen, sich auf einen Sicherheitsvorteil für Elektrofahrzeuge festzulegen.

In einem Elektrofahrzeug bieten die Längsträger – die Komponenten, die die Steifigkeit des Fahrzeugs vor Motorhaube und Windschutzscheibe bestimmen – mehr Designfreiheit, erklärte Herr Mitropoulos. Während längere Balken in Bezug auf die Art und Weise, wie das vordere Ende bei einer Kollision zerknittert, zufällig sind, fügte er hinzu, gibt es keinen Unterschied in der Crashsicherheit.

Bach of Lucid lobt den Frontaufprallschutz, den ein ausgereifter Clean-Sheet-EV bietet. „Der riesige vordere Kofferraumbereich ist eine perfekte Knautschzone“, sagte er. „Wir können den Puls minimieren, die Energie über eine schöne, harmonische Knautschzone verteilen.“

Einige Elektrofahrzeuge, einschließlich des Volvo C40 Recharge, teilen sich eine Plattform mit einem herkömmlichen Auto. Während ein überarbeitetes gasbetriebenes Fahrzeug einem sauberen Elektrofahrzeug unterlegen erscheinen mag, ist dies nicht unbedingt der Fall. Bei der Überarbeitung der C40-Plattform für die Elektrifizierung fügte Volvo der Struktur Elemente hinzu, um die gleiche Art von Energiebelastung wie in der Version mit Verbrennungsmotor und damit das gleiche Maß an Aufprallschutz zu erreichen, sagte Thomas Broberg, leitender technischer Berater des Automobilherstellers.

Volvos vollelektrischer C40 Recharge, der im März letzten Jahres vorgestellt wurde, teilt sich eine Plattform mit einem traditionellen Auto. Credit… Tt News Agency, via Reuters

Das Fehlen eines hohen, harten Motorblocks in der EV-Frontstruktur bietet auch Vorteile für die Fußgängersicherheit. Mit mehr Abstand in der Front des Autos, um Energie abzubauen, würde ein angefahrener Fußgänger theoretisch besser abschneiden. Die Ingenieure sind sich jedoch einig, dass der beste Schutz für Fußgänger sowohl von Elektrofahrzeugen als auch von herkömmlichen Fahrzeugen in der Vermeidungstechnologie liegt.

Obwohl die Gewährleistung der Sicherheit von Elektrofahrzeugen im besten Interesse der Autohersteller liegt, gibt es Vorschriften, die sie erfüllen müssen. Die National Highway Traffic Safety Administration veröffentlichte erstmals 2008 den Standard 305 für Elektrofahrzeuge. Die Vorschrift, die für Fahrzeuge mit Batterien ab 48 Volt gilt, fügte den Schutzstandards für Batterie- und Hochvoltkomponenten zu den bereits bestehenden Crashsicherheitsvorschriften für Fahrzeuge hinzu in den Vereinigten Staaten verkauft.

Nissan hatte schon früh Erfahrungen mit dem 305-Standard, als der Leaf EV 2010 auf den Markt kam. Das Testen nach dem neuen Standard war und ist der Norm für traditionelle Fahrzeuge ähnlich, sagte Jeff Dix, Senior Principal Engineer bei Nissan. Anstatt beispielsweise bei einem Heckaufpralltest mit 50 Meilen pro Stunde nach Kraftstofflecks zu suchen, sucht man nach Anzeichen dafür, dass Hochspannungskomponenten nicht isoliert wurden.

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