Výzkumníci na univerzitě v Bologni provedli simulace nárazu, aby kvalifikovali nové solárně poháněné 350 kg osobní vozidlo pro příští ročník 3 000 km dlouhé soutěže Bridgestone World Solar Challenge (BWSC) napříč australským kontinentem. Výzkumný tým

Výzkumníci na univerzitě v Bologni provedli simulace nárazu, aby kvalifikovali nové solárně poháněné 350 kg osobní vozidlo pro příští ročník 3 000 km dlouhé soutěže Bridgestone World Solar Challenge (BWSC) napříč australským kontinentem.

Výzkumný tým na italské univerzitě v Bologni provedl simulace nárazu, aby kvalifikoval nový solárně poháněný 4 místný vůz, který se zúčastní 3 000 km dlouhé soutěže Bridgestone World Solar Challenge (BWSC) napříč australským kontinentem.

Elektrické solární vozidlo s názvem Emilia 5 je vstupem do třídy Cruiser na akci BWSC 2025. Třída Cruiser je jednou ze tří kategorií solárních vozů, které organizátoři vytvořili, aby podpořili koncepční vozy s „inovativními, udržitelnými a potenciálně praktickými funkcemi. Ty by si mohly najít cestu do skutečného designu“.

Emilia 5 měří 4 500 mm x 1 510 mm x 1 230 mm a váží pouhých 350 kg. Motor má maximální rychlost 120 km/h. Je poháněn solárními FV panely od italského výrobce modulů Solbian, který využívá články Maxeon. Podvozek vozu se vyrobil z plastu vyztuženého uhlíkovými vlákny (CFRP).

Je to pátý model vyrobený italským týmem Onda Solare a třetí ve spolupráci s univerzitou v Bologni. „Tým začal soutěžit v roce 2003 se svým prvním vozidlem, kterým bylo solární kolo. Univerzita v Bologni se připojila v roce 2013 s Emelia 3, vozidlem třídy Challenger. Další auto, Emelia 4, bylo vozidlo třídy Cruiser. Vyhráli v roce 2018 American Solar Challenge a 2021 iLumen European Solar Challenge,“ řekl vedoucí výzkumu Giangiacomo Minak.

Elektrické solární vozidlo s názvem Emilia 5 s designovými prvky

Minak poznamenal, že Emilia 5 má některé stejné prvky jako Emilia 4, jako je pohonná jednotka, kterou tým sám navrhl. „Novinkou je použití materiálu z recyklovaných uhlíkových vláken v částech použitých v přední a zadní části vozidla. Použili jsme také recyklované formy. Interiér je prostornější a pohodlnější pro čtyři cestující. Dveřní otvory se navrhly tak, aby vyhovovaly tělesně postiženým cestujícím,“ řekl Minak.

„Dodatečně jsme upravili design pro silný boční vítr. Navzdory změnám bude aerodynamika přinejmenším tak dobrá jako Emelia 4. Barva bude červená Ferrari,“ řekl Minak a dodal, že skupina nedávno získala finanční prostředky od italského národního centra pro udržitelnou mobilitu (MOST). Tu podporuje program NextGenerationEU.

Simulace nárazu zahrnovaly tři povinné testy: test čelního nárazu, test bočního nárazu a test nárazu při převrácení. Tým použil software Ansys LS-Dyna 2023 R1 a LS-Dyna R13. Ten se použil ke generování bezpečnostních pásů a k měření narušení uvnitř kokpitu.

S odkazem na aerodynamiku vozidla, která mu umožňuje dosahovat rychlostí srovnatelných s rychlostmi silničních vozidel, vědci tvrdili, že není nepřiměřené, že by se mohlo nacházet v situaci srovnatelné s nárazovými testy podobné těm, které mají malá silniční vozidla, jakým jsou městská auta vystavena.

Výpočetní zdroje pro crash testy

Pro simulace nárazu bylo zapotřebí velké množství výpočetních zdrojů. Protože se nutně muselo ověřit téměř celé vozidlo. Včetně sedadel i bezpečnostních pásů. „Simulace nárazů na kompozitních materiálech se často týkají pouze jednoduchých součástí, jako jsou desky vystavené nárazu ohybem, nárazu nízkou rychlostí, bariéry vystavené nárazu kulky nebo trubky různých částí vystavené axiálnímu nárazu,“ vysvětlil tým.

Další výzvou při numerickém modelování součástí CFRP je, že mají „anizotropii“, mechanické vlastnosti, které se mění v závislosti na orientaci zatížení.

„Prostřednictvím tří simulací nárazových testů využívajících software metody konečných prvků (FEM), jak to nařizují soutěžní směrnice, vozidlo prokázalo robustní odolnost vůči deformaci,“ uzavřel tým.

Tým prezentoval svá zjištění ve studii „Crashworthiness research on a Carbon Fiber Reinforced Plastic Solar Vehicle“, publikované v Composite Structures.

Po dokončení této sady testů má design Emilia 5 postupovat směrem k soutěži v příštím BWSC. Mezitím, řekl Minak, se italský tým připravuje na osmidenní soutěž Sasol Solar Challenge v Jižní Africe v polovině září.

Zdroj: pv-magazine, Vapol