Ultralicht, goedkoop en veilig: dat waren de eisen die het EU-project van de EU URBAN-EV stelde aan de tweezits e-mobiel die hieruit zou worden ontwikkeld. De moeilijkheid zat vooral in de combinatie van extreme veiligheid – bescherming van de inzittenden – en goede rijprestaties. Dit kon alleen worden bereikt met behulp van een consistente lichtgewicht constructie. Dit is precies de reden waarom het Fraunhofer Instituut voor structurele duurzaamheid en systeembetrouwbaarheid LBF een belangrijke rol heeft gespeeld in het EU-project.
Levensduur
De uitdaging voor de wetenschappers uit Darmstadt was om een consistent concept te ontwikkelen voor het evalueren van de duurzaamheid van de geselecteerde componenten en assemblages. De volgende stap was de implementatie van dit concept.
“Voor kleine elektrische voertuigen zijn weinig ontwerpgegevens beschikbaar voor een beoordeling van de duurzaamheid”, leggen Dr. Klaus Lipp, algemeen projectmanager, en Dr. Thorsten Voigt uit. Voigt hield toezicht op de onderdelentests bij Fraunhofer LBF. De projectmanagers: “Om de kritieke voertuigcomponenten tijdens hun levensduur te integreren in het ontwikkelingsproces van het voertuig, is het belangrijk om de ‘vermoeiingstesten’ te valideren met stressanalyses.”
Lichte en stabiele framestructuur
Je kunt behoorlijk wat gewicht besparen op een voertuig, vooral op de carrosserie. Het team in Darmstadt is dus begonnen met het ontwikkelen van een lichte maar tegelijkertijd stabiele frameconstructie. Om massa te besparen in de nu gepresenteerde tweezitter, kozen ze voor aluminium profielen. Het bijzondere kenmerk is dat ze met elkaar verbonden zijn door knoopjes van magnesium gietwerk. Om dit mogelijk te maken heeft de projectpartner PST in Alzenau de zogenaamde Electro Magnetic Puls Technology EMPT verder ontwikkeld. EMPT is een contactloos proces voor het aansluiten van elektrisch geleidende materialen. Het voordeel – in tegenstelling tot lassen – is dat verschillende materialen met elkaar kunnen worden verbonden. Bovendien kunnen nadelen die zich voordoen tijdens het verlijmen, worden vermeden.
Uiteraard hebben de onderzoekers ook de sterkte van de onderdelen getest die met EMPT zijn geassembleerd. De Fraunhofer-wetenschappers hebben in het vooronderzoek naar deze zogenaamde “krimpverbindingen” al bewezen dat deze de druk tijdens het gebruik betrouwbaar kunnen weerstaan.
Het onderzoeksteam heeft onder gecombineerde buig- en torsiebelasting levensduurtesten uitgevoerd. Voor de tests werd gebruik gemaakt van een gestandaardiseerd LBF-programma met een gestandaardiseerde belasting. Nadat de resultaten volledig positief waren, heeft de Spaanse projectpartner Cidaut ook nog crashtests uitgevoerd. Ook hier werd de betrouwbaarheid van de krimpverbindingen bevestigd.
Optimalisatiepotentieel erkend
Daarnaast hebben de onderzoekers ook de levensduur van de uitklapbare achteras van de tweezitter onderzocht. Hier concentreerden ze zich op de achterste armen van de as en de module van een half-as.
Door het gebruik van corrosiegevoelige lichte materialen kon er ook rekening worden gehouden met de omgevingsinvloeden. Hier hebben de wetenschappers bewezen dat de achterste arm bestand is tegen speciale zijdelingse belastingen.
De kleine speedster is te zien in het Centraal Station van Darmstadt, tijdens het Fraunhofer Festival “The Sound Of Science”, op 27 juni. Sponsor en partner van het project is URBAN-EV.
