Accelera la progettazione di veicoli elettrici leggeri
I veicoli elettrici promettono un futuro più ecologico per i trasporti, poiché riducono la dipendenza dai combustibili fossili, diminuendo così le emissioni di gas a effetto serra. Tuttavia, occorre ancora migliorare l’utilizzo delle materie prime e l’efficienza energetica, per garantire un impatto sociale e ambientale ottimale. «Ad esempio, la riduzione del peso dei telai dei veicoli elettrici porterebbe benefici immediati», spiega il coordinatore di Fatigue4Light Sergio Jiménez, del Centro internazionale per i metodi numerici nell’ingegneria con sede in Spagna. «In generale, i veicoli più leggeri richiedono meno materie prime, con una conseguente riduzione del consumo energetico in fase di produzione. Inoltre, sarebbero anche più efficienti dal punto di vista dei consumi e avrebbero un’autonomia maggiore, un parametro fondamentale in questo settore.»
Misurare le prestazioni di fatica dei nuovi materiali
La riduzione del peso a livello di telaio deve essere bilanciata con un livello adeguato di prestazioni e sicurezza. Ciò comporta la misurazione delle prestazioni di fatica, un’operazione generalmente dispendiosa in termini di tempo e denaro. Per affrontare questo problema, il progetto Fatigue4Light ha cercato di sviluppare e applicare nuove tecniche sperimentali e numeriche avanzate. Il progetto ha riunito partner industriali specializzati, università e istituti di ricerca, al fine di collaborare e condividere le proprie competenze. «L’obiettivo finale del progetto Fatigue4Light era verificare la possibilità di ridurre il peso del 10 % nei veicoli elettrici utilizzando nuovi materiali nel telaio», spiega la co-coordinatrice Lucia Gratiela Barbu. «A questo scopo abbiamo sviluppato e utilizzato metodologie numeriche avanzate e tecniche sperimentali per caratterizzare i potenziali materiali, tra cui l’acciaio temprato a pressione, una lega di Al e soluzioni ibride. In questo modo, abbiamo potuto valutare le prestazioni di fatica e garantire che i nuovi componenti proposti soddisfino i requisiti del settore.»
Riduzione del peso complessivo del veicolo
Lo strumento numerico del progetto ha contribuito allo studio del comportamento di fatica di diversi campioni di materiale. «Grazie allo strumento, è stato possibile prevedere con precisione la durata di vita di alcuni componenti e capire i processi di deterioramento a cui sono sottoposti», aggiunge Barbu. Lo sviluppo di due ulteriori prove di fatica rapide ha inoltre permesso di ridurre notevolmente i tempi di caratterizzazione della risposta alla fatica. In linea con l’obiettivo chiave del progetto, è stata raggiunta una riduzione del peso complessivo del veicolo compresa tra il 10 % e il 12 %. «Va notato che questi valori sono una prognosi basata sull’estrapolazione dei risultati ottenuti per alcuni componenti del telaio», afferma Jiménez. Con i nuovi materiali sono state raggiunte potenziali riduzioni di peso di oltre il 30 %, che potrebbero condurre alla produzione commerciale di componenti leggeri per telai di veicoli elettrici.
Nuovi materiali leggeri per il trasporto
Il progetto Fatigue4Light ha contribuito all’introduzione di nuovi materiali leggeri, di qualità pari o superiore alle soluzioni attuali. Per i suoi partner industriali, il passo successivo sarà quello di adattare le linee di produzione ai nuovi componenti. Per i membri accademici dell’équipe del progetto, invece, l’obiettivo principale sarà trasferire i risultati ad altri settori chiave, come l’aeronautica, lo spazio e il trasporto marittimo. Le tecniche sperimentali sviluppate e utilizzate nel progetto saranno inoltre normalizzate, e i risultati verranno diffusi per migliorare l’analisi della fatica nel suo complesso. «Un altro filone di ricerca sarà l’applicazione dei nostri risultati ad altri componenti chiave dei veicoli elettrici, come le batterie», aggiunge Barbu.
Parole chiave
Fatigue4Light, veicolo elettrico, energia, telaio, batteria, ambientale
