JFEスチール:スズキと電気自動車の軽量化を推進〜バッテリー保護車体構造の軽量化~

JFEスチールは、スズキと共同で『JFEトポロジー最適化技術』と高張力鋼板(ハイテン)を活用して、電気自動車(Battery Electric Vehicle)の車体構造の軽量化を推進している。バッテリーを衝突から保護する車体構造の軽量化に取り組む中で、『JFEトポロジー最適化技術』を、軽量で衝突性能の高い車体の設計に適用できる目途がついた。

 電気自動車は車体下部に大型バッテリーを搭載するため、衝突時にバッテリーセルを保護するバッテリーパックと車体構造が必要。構造部材には、一般的にアルミニウムが用いられているが、強度確保のために板厚を厚くせざるをえないため、バッテリー保護部材の軽量化が課題となっていた。

 そこでJFEスチールとスズキは、車体構造の最適化による軽量化を目的に、鋼板のみから成るバッテリー保護車体構造の開発を進めた。開発にあたっては、『JFEトポロジー最適化技術』をバッテリー保護部の設計に活用し、バッテリーにかかる荷重が特に大きくなるポール側突時の衝突性能を評価。構造部材に各種超ハイテンを最適配置することで、アルミニウムを用いることなく、衝突性能を満足しながら、バッテリー保護部材の大幅な軽量化達成の目途がついた。

 トポロジー最適化技術は、与えられた設計空間から、要求される特性に必要な要素を残存させ、最も効率のよいレイアウトを求めることができる解析方法。一般的なトポロジー最適化技術では、部品単体ごとに最適化を行うため、数百もの部品の間の複雑な荷重の流れを、車体構造に十分に反映するのは困難である。一方で、『JFEトポロジー最適化技術』では、設計空間(部品を配置する空間)を車体の一部として組み込んで解析することで、車体各部への荷重伝達を車体構造に正確に反映できるため、より少ない重量で衝突性能を効率的に向上させることが可能。これまでも、様々な部品の接合位置や形状の最適化に寄与してきた(※)が、鋼板製バッテリー保護車体構造の最適化に適用されるのは、初めての事例となる。

(※) 『JFEトポロジー最適化技術』に関する過去のプレスリリース
『JFEトポロジー最適化技術』が三菱自動車工業株式会社に採用
~自動車車体において初の接合位置最適化技術を開発~

『JFEトポロジー最適化技術』がスズキ株式会社に採用
~自動車車体における部品形状最適化技術を開発~

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