Perpustakaan Digital ITB

Pengembangan kendaraan listrik masih memiliki keterbatasan pada Reserved Energy Storage System (RESS)-nya yang rentan terbakar saat kendaraan terlibat dalam kecelakaan tabrak. Energi tabrak yang tak terkendali dapat menyebabkan deformasi mekanis pada sel baterai di dalam RESS, sehingga memicu terjadinya kebakaran. Oleh karena itu, diperlukan suatu struktur ringan sebagai penyerap energi impak saat tabrakan. Massa struktur yang ringan memungkinkan kendaraan memperoleh efisiensi bahan bakar yang lebih tinggi. Di dunia otomotif, kolom berdinding tipis lazim digunakan sebagai crash box. Kolom tersebut umumnya diletakkan pada bagian depan struktur kendaraan untuk menyerap energi impak saat tabrak depan dengan membentuk deformasi plastis. Penelitian ini dilakukan untuk memperoleh desain crash box optimum yang memiliki kinerja kelaikan tabrak yang baik saat simulasi tabrak depan pada chasis bus elektrik. Kondisi pembebanan mengacu pada regulasi FMVSS 208 dan pada saat yang sama, batas tegangan pada model baterai (tensile cut-off) setelah tabrakan dibawah 10 MPa. Simulasi numerik dengan LS-DYNA dilakukan dalam dua tahap. Pertama, simulasi pada 16 variasi crash box multi sel; dan kedua, simulasi pada sistem chasis yang sudah terpasang dengan model baterai dan crash box multi sel terpilih. Mekanisme trigger digunakan pada crash box di model chasis untuk menghasilkan progressive crushing selama deformasi crash box alih-alih global buckling. Dari simulasi tahap pertama, terdapat 8 kandidat crash box multi sel potensial, yaitu dengan bentuk penampang A, B, C, D, E, F, G, dan H dengan tebal 5 mm. Crash box dengan tebal 5 mm ini memiliki kinerja SEA dan CFE yang lebih baik, serta meenggunakan jarak crushing yang lebih pendek jika dibandingkan dengan bentuk penampang A, B, C, D, E, F, G, dan H dengan tebal 4 mm. Pada simulasi tahap kedua, sistem chasis yang dipasang dengan crash box multi sel A, B, C, D, E, F, G, dan H dengan tebal 5 mm menunjukkan kinerja kelaikan tabrak yang baik. Delapan tipe crash box ini mampu menyerap seluruh energi tabrak, namun hanya chasis yang dipasang dengan crash box F5, G5, dan H5 saja yang mampu mempertahankan tegangan pada model baterai dibawah batas. Tegangan pada setiap model baterai setelah tabrakan secara berturut-turut yakni sebesar 8,20 MPa, 8,51 MPa, dan 5,47 MPa. Desain crash box yang paling optimum adalah crash box F5 karena terbentuknya deformasi berupa progressive crushing saat impak berlangsung dan disaat yang sama tegangan pada model baterai setelah impak adalah yang terendah. Penelitian ini membuktikan bahwa dengan bertambahnya jumlah sel didalam crash box multi sel akan menghasilkan nilai parameter kelaikan tabrak yang semakin baik sehingga, mampu melindungi RESS pada chasis saat tabrak depan.