Totaldesign & CFD - optimering av elektrisk motorsykkelkonsept, Prosjekt Roskva

Abstract

Oppgaven går ut på å lage et totaldesign av en elektrisk motorsykkel hvor man ønsker å optimalisere ramme konstruksjon med tanke på ergonomi, aerodynamikk, produksjon og de komponenter som skiller seg ut fra bensindrevne TMV-er. Herunder motor, kontroller og batteripakke som hovedkomponenter. Ettersom det er vesentlig forskjell mellom komponentsammensetningen til bensindrevne motorsykler og elektriske motorsykler er det ønskelig å utvikle et konsept som utnytter disse, forskjellene kontra det å direkte konvertere et karosseri fra et bensindrevet konsept til et elektrisk konsept. Det har blitt gjort markedsanalyser for å definere konsept og marked deretter analyser av eksisterende løsninger som brukes på TMV-er og ETMV-er for å implementere de beste løsningene. Sammen med disse løsningene er det brukt forskningsdata og antropometriske størrelser for å definere dimensjoner innenfor komfortsonene til 50 prosentile mennesket og den gjennomsnittlige TMV-bruker. Dimensjoner ut over dette er sammen med gruppen og tidligere utredninger definert av eksterne og interne komponenter. Teoretisk strømningsfysikk og varmeledning blir diskutert i henhold til praktiske tiltak for å minimere drag samt hindre ustabilitet. Med tanke på komponenter blir det beregnet hvilken grad av kjøling som er ønskelig under driftsforhold, dette være seg motor og kontroller. Kjøling av motor er noe kompleks. Det er derfor utført strømningsanalyser for å verifisere at man unngår overoppheting under driftsforhold. Det er også gjort simuleringer for å se hva som skjer ved ekstreme forhold da alt av tilført energi blir overført til varme. Makstemperatur under driftsforhold ble 360K og 907K under ekstremforhold henholdsvis på bakre stator ved utgående akseltapp. Inngangsverdier er hentet fra strømningssimuleringer rundt karosseri og ramme hvor strømningsverdier rundt luftinntak ble beregnet. Disse analysene ble gjort i to omganger hvorav første med en vindhastighet på 15m/s i front og side som ga en CdA verdi på 0,36, andre omgang med redesign av nedre kåpe med samme hastighet i front med en CdA verdi på 0,31. Det brukes en tilnærming av Multidisiplinary Design Optimalisation som en del av integrert produktutvikling for å oppnå et resultat som tar hensyn til samtlige variabler ved bruk av eget piktogramsystem under konseptutredningen. Endelig konsept er et resultat av flere omganger med redesign og optimering, en selvbærende karbonfiber-ramme med integrert kåpe, gode ergonomiske egenskaper og enkel tilgang til komponenter. Designet er nyskapende og har en markedsrettet visuell profil. Produksjon og design av former utredes til slutt med hensyn på økonomi og produksjonskjeden.