Студенческая команда CalSol Solar Vehicle Team из Калифорнийского университета в Беркли занимается проектированием, изготовлением и испытанием электромобилей на солнечных батареях, способных поддерживать скорость обычного потока автомобилей. Со своими разработками команда участвует в гонках автомобилей на солнечной энергии, а также в общественных мероприятиях, посвященных нетрадиционной энергетике. Команда CalSol стремится привлечь внимание к вопросам солнечной энергии и инженерным проблемам, характерным для электромобилей на солнечных батареях.
Для создания конкурентоспособного автомобиля крайне важными вопросами являются разработка аэродинамически эффективных внешних обводов и надежной системы охлаждения батарей.
Для определения наиболее оптимальной формы одноместного электромобиля для участия в соревнованиях активно использовался ANSYS. Мы использовали расчёт обтекания воздухом внешней поверхности автомобиля, изготовленной из углепластика, с учётом ограничений на размещение солнечных батарей и оптимальную кривизну панелей, а также с учётом размерных ограничений на батареи и электромобиль в целом, установленных правилами соревнования.
Анализ обтекания поверхности электромобиля Zephyr
Аэродинамическая эффективность внешней формы является крайне важным параметром, но не только этот аспект автомобиля удалось улучшить с помощью ANSYS.
Все наши автомобили – электрические, они накапливают солнечную энергию в 420 литий-ионных батареях. Хотя эти батареи достаточно надежны и хорошо работают в нормальных условиях, их опасно заряжать выше некоторой предельной температуры. Система воздушного охлаждения батарей должна обеспечивать безопасную зарядку, а в случае достижения предельной температуры прекращать её.
Во время нашего последнего соревнования Formula Sun Grand Prix 2015, проходившего в городе Остин (штат Техас) на «Трассе Америк», температура наружного воздуха достигала 40 градусов по Цельсию. Излишне говорить о том, что это чрезвычайно затруднило работу системы охлаждения. У нас возникли сложности с поддержанием батарей охлаждёнными до такой степени, чтобы была возможна дальнейшая их зарядка без превышения предельной безопасной температуры.
В прошлом полугодии мы интенсивно использовали ANSYS для улучшения системы воздушного охлаждения батарей электромобилей. Эти расчёты были крайне ценны для нас, ведь мы могли сравнить различные варианты конструкции без затрат времени, энергии и денег на постройку и испытания физических прототипов. ANSYS позволил значительно ускорить процесс разработки. Следующим летом команда CalSol вместе со своим усовершенствованным электромобилем будет соревноваться с другими участниками в гонке American Solar Challenge на трассе, которая проходит от Огайо до Южной Дакоты.
Zephyr на старте «Трассы Америк» в FSGP 2015
В следующем году мы надеемся начать создание нашего девятого поколения электромобиля, это будет 2-4-х местный автомобиль класса Cruiser. Для проектирования и оптимизации аэродинамики внешних обводов этой новой машины в основном будет использован ANSYS. Результаты расчёта повлияют и на остальные элементы нового электромобиля, поскольку конструкция будет представлять собой оптимальный компромисс между аэродинамической эффективностью и функциональностью.
Больше информации о команде CalSol Solar Vehicle Team можно найти на нашем сайте, в Facebook или Twitter, вы можете также подписаться на нашу фоторассылку!
Об авторе
Холли Юбеллэкер в данный момент является руководителем программы в команде CalSol. Она состоит в команде 3 года и работала над проектированием и изготовлением как панелей солнечных батарей, так и углепластикового корпуса автомобиля. Холли Юбеллэкер учится на специальности «Материаловедение» в Калифорнийском университете в Беркли.
Источник: http://www.ansys-blog.com/seamless-integration-fkm-guideline-ansys-act/
Автор: Holly Ubellacker