Разработка и производство задних лонжеронов кузова электромобиля-демонстратора CML CAR

В конце 2016 года стартовал инициативный проект Инжинирингового центра (CompMechLab^®) Санкт-Петербургского политехнического университета – разработка первого российского кастомизированного электрического концепт-кара CML CAR, призванного продемонстрировать компетенции российских инженеров в области применения передовых производственных технологий (ППТ).

В рекордные для отрасли сроки – в течение 1 года – электрокар-демонстратор был подготовлен к производству и вместил в себя наглядные результаты применения ППТ: цифровое проектирование и моделирование, разработка «цифровых двойников» изделий и производственных процессов (производство в рамках концепции Фабрик Будущего), бионический дизайн, аддитивные технологии, разработка и применение новых материалов, в том числе композиционных, платформенные решения.

В разработанном автомобиле-демонстраторе заключено несколько значимых пользовательских рекордов: по массе автомобиля, аэродинамическим характеристикам, конструкции подвески шасси и некоторым другим характеристикам.

Так, при производстве задних лонжеронов электромобиля применены различные технологии изготовления элементов: алюминиевые литые детали, фрезерованные алюминиевые пластины.

В связи с высокой нагруженностью узла (на задний лонжерон крепятся верхняя часть кузова – стойка, порог, высоковольтная батарея, задняя подвеска, задний бампер) проведена многокритериальная топологическая оптимизация с учетом всех соседних компонент и выбранных технологий. Лонжерон выполняет и дополнительную функцию: является задним подрамником подвески. Разработана оптимальная силовая структура элементов под выбранный тип задней подвески и элементы компоновки.

Конструкция является сборной, что позволяет осуществлять сборку кузова по узлам.

В частности, одна деталь изготовлена методом фрезеровки из цельного куска алюминия. Деталь является высоконагруженным элементом в связи с креплением на нее большого числа элементов, в числе которых:

• рычаги задней подвески через переходные кронштейны (нижний, верхний рычаги, а также ось вращения рокера);
• задняя часть является точкой крепления заднего бампера с краш-боксом;
• снизу к детали крепится короб высоковольтной батареи.

Общая структура получена при помощи топологической и параметрической оптимизации. По результатам конструкторской и технологической проработки внедрены необходимые отверстия для прокладки жгутов.

Стоит отметить, что крепящиеся к лонжеронам краш-боксы также являются уникальными деталями.

Краш-бокс (Crash-box) – устройство, поглощающее энергию при ударе автомобиля. Назначение этой конструкции, устанавливаемой между бампером и каркасом кузова автомобиля, в снижении затрат на ремонт при столкновении на низкой скорости. Краш-бокс CML CAR изготовлен из 3D-печатного алюминия в стиле lattice-structure (ячеистые конструкции), обладает высоким энергопоглощением при минимальных габаритах.

Подробнее об электромобиле-демонстраторе CML CAR см. в статье по ссылке.