Williams: piattaforma FW-EVX per veicoli elettrici di produzione in serie

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Williams Advanced Engineering ha svelato le tecnologie base del suo innovativo concetto di piattaforma di veicoli elettrici FW-EVX. Presentata in anteprima al Low Carbon Vehicle Show nel Regno Unito nel 2017, la piattaforma integra le innovazioni nel design del pacco batterie, assorbimento, raffreddamento e altri sistemi all’interno di un telaio leggero e compatto che è facilmente adattabile all’impiego in veicoli dei segmeni C, C-D e D.

WilliamsIn una tipica applicazione del segmento C, la piattaforma pesa solo 955 kg, includendo sospensioni a forcella oscillante, fino a quattro motori, trasmissione 4WD, sterzo e un pacco batteria agli ioni di litio da 350 kg, 80 kWh.

Williams Advanced Engineering anticipa l’interesse di gruppi di clienti per l’FW-EVX: i produttori di veicoli alla ricerca di una piattaforma EV di nuova generazione che porti i vantaggi di un design altamente integrato e coloro che cercano specifiche aree tecnologiche per le proprie piattaforme.

Paul McNamara, direttore tecnico Williams Advanced Engineering, ha spiegato:

Un veicolo elettrico costruito sulla piattaforma FW-EVX può essere più leggero, più sicuro, più ecologico e molto più economico. Questa prestazione potenziale sarebbe maggiore persino di un progetto adattato da un veicolo convenzionale o uno assemblato da singoli sistemi all’avanguardia dai fornitori di tecnologia. Progettando i sistemi chiave come parte integrante di un telaio di veicoli in alluminio / compositi, abbiamo ridotto notevolmente molti dei compromessi che si presentano quando i singoli elementi di un gruppo propulsore EV vengono acquistati separatamente, costringendo l’architettura del veicolo a creare autonomamente diversi pacchetti.

WilliamsIl pensiero innovativo di Williams Advanced Engineering comprende: moduli batteria portanti ad alta resistenza che contribuiscono alla struttura del veicolo; raffreddamento della temperatura massima delle celle della batteria per eliminare la necessità di monitorare la temperatura delle singole celle, l’uso di due diverse innovazioni nei materiali compositi in carbonio per ridurre il peso e semplificare l’assemblaggio, utilizzo di un design di inverter su misura per integrare al meglio il pacchetto del veicolo e migliorare il costo e il packaging e del numero di componenti attraverso una stretta integrazione del design in tutti i sistemi.

I binari del telaio multifunzione migliorano il raffreddamento, l’aerodinamica e la protezione dagli impianti.

Il modulo centrale in composito di alluminio e carbonio della piattaforma FW-EVX comprende guide laterali del telaio che forniscono zone di schiacciamento controllate per aumentare l’assorbimento degli impatti.

WilliamsLe sponde laterali forniscono anche aria di raffreddamento per il pacco batterie, raccolte attraverso i condotti nella parte anteriore del veicolo, contribuendo a ridurre al minimo sia l’area frontale del veicolo che la resistenza aerodinamica normalmente associata agli scambiatori di calore. I profili aerodinamici canalizzano l’aria di raffreddamento attraverso i radiatori interni, quindi la dirigono all’indietro per creare downforce tramite un diffusore aerodinamico.

Il volume richiesto di aria di raffreddamento è stato ridotto al minimo progettando i moduli batteria con una piastra di base in alluminio che si collega direttamente al pavimento termoconduttivo del veicolo che funge da dissipatore di calore, sfruttando tutte le opportunità per fornire funzionalità aggiuntive da ogni componente.

L’alto livello di integrazione crea un circolo virtuoso in cui ogni miglioramento di peso e funzionalità porta a ulteriori vantaggi – ha aggiunto McNamara. Ad esempio, il risparmio di peso consente una maggiore capacità della batteria e una maggiore autonomia dei veicoli.

I materiali 2D creano strutture 3D

Gli obiettivi di resistenza agli urti leggera e superiore si riflettono anche nella nuova costruzione del modulo batteria, per il quale Williams Advanced Engineering ha sviluppato una tecnica rivoluzionaria nella produzione di compositi.

Paul McNamara ha spiegato:

Abbiamo inventato un metodo per creare una cerniera ingegnerizzata incorporata in una singola preforma composita che consente di creare strutture 3D da materiali 2D e piegarle quando richiesto, chiamate 223, e apre la possibilità di utilizzare nuovi tipi dei processi di assemblaggio a un costo molto più basso e una logistica più flessibile.

Basandosi su una notevole esperienza come fornitore di batterie per il campionato FIA Formula E, la Williams Advanced Engineering ha progettato il modulo centrale della batteria del FW-EVX come un nido d’ape sottile e ultra rigido di scatole composte che contengono le celle della batteria.

Utilizzando il processo 223 altamente automatizzato, ogni scatola viene fabbricata in fogli, quindi piegata e incollata per creare la forma richiesta. L’esoscheletro risultante contribuisce alle prestazioni strutturali del veicolo e fornisce sistemi di sicurezza avanzati, tra cui protezione dagli urti e isolamento. La posizione individuale e la messa in sicurezza di ogni cella è anche una parte cruciale della longevità della cellula.

Bracci trasversali più leggeri con materiali compositi riciclati

Sebbene la piattaforma FW-EVX è inizialmente rivolta a veicoli premium e di nicchia, la Williams Advanced Engineering si focalizza fortemente sull’introduzione di materiali compositi per il risparmio di peso in applicazioni di maggiore volume. Ad esempio, i bracci trasversali delle sospensioni sono formati a pressa da un composito di carbonio riciclato all’80% utilizzando un nuovo processo di scarto quasi automatizzato, con un tempo di ciclo di soli 90 secondi. Williams chiama questo processo RACETRAK, e le parti risultanti sono il 40% più leggere dei bracci trasversali in alluminio convenzionali, ma comparabili ai costi per i pezzi fucinati in alluminio.

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