Nowoczesne auto o napędzie elektrycznym

Koncerny BASF i Daimler połączyły siły i stworzyły innowacyjny pojazd elektryczny smart forvision. Jest to nowoczesny samochód o napędzie elektrycznym.

Auto zostanie zaprezentowane na zbliżających się targach motoryzacyjnych IAA we Frankfurcie. Łączy w sobie futurystyczny design, wydajność energetyczną, nowoczesną regulację temperatury i lekkie materiały konstrukcyjne, m.in. pierwszą felgę wykonaną w całości z tworzywa sztucznego.

Celem, stojącym przed Daimlerem było zaprojektowanie pojazdu o zwiększonym zasięgu i braku emitowanych spalin. By tak się stało trzeba było zastosować nowoczesne materiały izolacyjne i odblaskowe, a także sposoby nowoczesnego zarządzania energią. Obok transparentnych ogniw słonecznych, przezroczystych i energooszczędnych diod oraz folii i lakierów odbijających podczerwień, użyto wysokiej jakości pianek służących izolacji termicznej. Konstruktorzy zadbali, by w zaprojektowanym pojeździe połączono materiały wizjonerskie, częściowo znajdujące się jeszcze w stadium badań laboratoryjnych, z technologiami, które mają duże szanse na wdrożenie do produkcji seryjnej.

Pierwszą innowację widać, gdy mowa o wydajności energetycznej. Światło dociera do wnętrza pojazdu z góry. Dzieje się tak dzięki sześciokątnym przezroczystym powierzchniom na dachu. Jest to pierwszy przezroczysty dach przepuszczający światło, który jednocześnie wytwarza energię. Pod względem technologicznym chodzi o ogniwa słoneczne, których powierzchnia jest przezroczysta. Bazują one na barwnikach organicznych, wbudowanych w kilkuwarstwowy dach. Bodźcem dla aktywności przezroczystych barwników ogniw słonecznych jest światło. Nawet w przypadku światła rozproszonego wytwarzana jest wystarczająca ilość energii do zasilania elementów multimedialnych oraz trzech wentylatorów, znajdujących się we wnętrzu pojazdu i wspierających klimatyzację.

Jeżeli pojazd stoi na słońcu, wentylacja napędzana jest za pomocą fotowoltaiki i wtedy auto jest chłodzone na bieżąco. Tego typu technologia komórkowa zwiększa wydajność energetyczną samochodu, a zaoszczędzona energia może być wykorzystana do zasilania jego dodatkowych urządzeń.
Pod ogniwami słonecznymi umieszczono kolejną nowinkę: przezroczyste OLEDy (świecące diody organiczne). Kiedy silnik pojazdu jest wyłączony, otwierając drzwi lub naciskając specjalny guzik we wnętrzu pojazdu, można podświetlić wnętrze tak, że dokładnie widać z niego całe otoczenie pojazdu. W świetle dziennym pojawia się efekt dachu ze szkła, a w nocy dach oświetlony jest w taki sposób, iż światło nie razi w oczy.

W Smart forvision, jak już wspomniano, po raz pierwszy zastosowano nadającą się do produkcji seryjnej felgę wykonaną całkowicie z tworzywa sztucznego. Opracowany przez BASF wysokowydajny materiał do produkcji tychże felg umożliwia oszczędność aż trzech kilogramów wagi na każde koło.

W przeciwieństwie do tradycyjnych materiałów z kompozytów poliamidowych, nowe tworzywo sztuczne zawiera długie włókna wzmacniające polepszające jego właściwości mechaniczne. Rezultatem jest znakomita odporność termiczna i chemiczna, rozwinięte właściwości dynamiczne, przyczepność oraz długa żywotność. Pierwsze intensywne testy tworzywa w pojeździe smart wskazują, że felga może być produkowana seryjnie.

Miejsce dla pasażera oraz np. drzwi, wykonane są z żywicy epoksydowej wzmocnionej włóknami węglowymi. Zastosowanie takich materiałów umożliwia redukcję ciężaru poszczególnych elementów o ponad 50 proc. w porównaniu ze stalą lub ok. 30 proc. w porównaniu z aluminium. Dzięki krótkim okresom utwardzania systemy żywiczne BASF nadają się do produkcji na większą skalę.

Przykład nowatorskiego połączenia wydajnego zarządzania temperaturą oraz energooszczędnego wykonania pojazdu z elementów lekkich stanowią też wielofunkcyjne fotele. Ich podstawaę to lekka i samonośna forma fotela z tworzywa sztucznego.

Liczne badania wykazały, iż ciało ludzkie tylko w niektórych miejscach efektywnie absorbuje energię cieplną. Dlatego w smart forvision zastosowano tzw. e-tekstylia, tj. cienkie materiały tekstylne o aktywnych powierzchniach przewodzących energię, które zastępują tradycyjne ogrzewanie foteli.

Ta pozwalająca na oszczędność energii, miejsca i ciężaru technologia, wykorzystująca e-tekstylia, została wykorzystana także w podłokietnikach na drzwiach w celu zapewnienia ogrzewania punktów ciała szczególnie wrażliwych na zimno. Komfort, przy równoczesnej oszczędności ciężaru, zapewnia też wykonanie siedzeń foteli z materiału piankowego. Materiał BASF, lżejszy o ok. 10 – 20 proc. od innych materiałów, pozwala na zróżnicowanie twardości różnych części tapicerki i posiada korzyści ergonomiczne.

Wbudowana w fotel włóknina, dzięki swym biernym właściwościom klimatyzacyjnym, w sposób znaczący poprawia komfort siedzenia.
Ponieważ klimatyzacja i ogrzewanie pojazdu wymagają dużej ilości energii, to BASF zwrócił szczególną uwagę na zarządzanie temperaturą. W smart forvision zastosowano cały pakiet elementów zapewniających wydajną klimatyzację pojazdu, które pozwalają zrezygnować z energochłonnego ogrzewania całego wnętrza.

Nowoczesna folia stanowi osłonę cieplną, która nie była dotąd stosowana w branży motoryzacyjnej. Osłona reflektuje podczerwień chroniącą szyby przednie i boczne przed działaniem światła. Wbudowana pomiędzy poszczególne warstwy szkła niemetaliczna folia skutecznie odbija podczerwień. W przeciwieństwie do folii pokrytych warstwą metaliczną, stosowanych już w niektórych pojazdach, nowa folia odbija wyłącznie promieniowanie podczerwone emitowane przez słońce.

Przyjemny klimat wnętrza pojazdu zapewniają także wbudowane w elementy karoserii materiały piankowe dostarczone przez BASF. Latem powodują one, iż we wnętrzu pojazdu panuje chłód, a zimą chronią przed zimnem. Dzięki swej wysokiej wydajności mogą zostać wykorzystane praktycznie w każdym elemencie pojazdu. Także system lakierów odbijających podczerwień i ekstremalnie odpornych na zarysowania pełni dwie istotne funkcje: wspiera kompleksowe zarządzanie temperaturą i nadaje pojazdowi świetny wygląd.

Jak tłumaczą przedstawiciele BASF, auto smart forvision jest przykładem, iż elektromobilność umożliwia nie tylko jazdę bez emisji spalin, lecz także dba o wdrożenie nowych technologii do motoryzacji. Wiele z tych innowacji bazuje na nanotechnologii, kluczowej dla rozwoju rozwiązań, mających sprawdzić się w przyszłości.

Nanomateriały wykorzystywane są nie tylko w przemyśle motoryzacyjnym, ale i w budownictwie, energetyce, służbie zdrowia i elektronice. Technologie, które zastosowano w zaprojektowanym pojeździe, w odczuwalny sposób przyczyniają się do zwiększenia zasięgu pojazdu. A to obecnie najbardziej dyskutowana kwestia w odniesieniu do samochodów o napędzie elektrycznym. Dzięki maksymalnej wydajności energetycznej, inteligentnemu zarządzaniu temperaturą oraz konsekwentnie zrealizowanej strategii wykorzystania lekkich materiałów konstrukcyjnych udało się zwiększyć zasięg pojazdu nawet o 20 proc.