Sichere Fahrzeuge mit alternativen Treibstoffen

Die Fähigkeit, das Verhalten faserverstärkter Polymerstrukturen zu modellieren, simulieren und vorherzusagen, bleibt weit hinter der von Ganzstahlkarrosserie zurück. Um dieses Problem zu beheben, starteten Wissenschaftler das EU-finanzierte Projekt MATISSE.

Das Projekt entwickelt und testet Modellierungstechniken für faserverstärkte Strukturen und dicke Verbundstoffe mit unidirektionellen Fasern. Um den Modellierungsansatz zu validieren, liegt der Fokus auf dem Entwurf und dem Testen zweier wichtiger sicherheitsrelevanter Teile künftiger alternativ angetriebener Fahrzeuge. Beides sind Beispiele für Druckstrukturen. Es sind Tanks für komprimiertes Erdgas und adaptive Crash-Strukturen.

Mit Finite-Elemente-Modellen stellen Wissenschaftler Entwürfe für leichtere und sichere Autos her, die an Bord Hochdruck-Speichertanks haben, die dynamischer Belastung unterliegen. Die Arbeit konzentriert sich auch auf den Entwurf und die Beurteilung adaptiver Generatoren für die Druckstabilisierung adaptiver Crash-Strukturen. Es werden verschiedene Druckstabilisierungskonzepte erforscht, nicht nur um die Stabilität der Struktur bei einem Unfall zu verbessern, sondern auch um das Gewicht zu senken und die Verpackung effizienter zu gestalten.

Bisher haben Wissenschaftler die wahrscheinlichsten Unfallszenarien analysiert, um geeignete Orte für die Anwendung von Verbundstrukturen zu finden. Für die Ermittlung der wichtigsten Belastungsverläufe am Treibstofftank bei einem Unfall wurde eine Testmethode festgelegt. Von mit komprimiertem Erdgas angetriebenen Fahrzeugen erhofft man sich, dass sie den Kräften, die bei einem frontalen, seitlichen oder rückseitigen Zusammenstoß auf den Gasbehälter wirken, widerstehen, um ein Leck oder Feuer zu vermeiden. Leichtere Tanks für komprimiertes Erdgas und eine bessere Integration in das Fahrzeug haben nicht nur ökologische Vorteile, sondern erhöht auch die Passagiersicherheit.

Wissenschaftler wählten einen Türträger als adaptive Crash-Struktur aus, der aus faserverstärkten Verbundstoffen besteht. Mehrere Verbundstoffe wurden bei der Konstruktion berücksichtigt. Die Generatormechanismen wurden auch erstellt. Auf Grundlage dieser Konzepte wurde ein Prototyp-Türträger entwickelt.

Das endgültige Ziel von MATISSE besteht darin, fortschrittliche Crash-Modellierungstool bereitzustellen, mit denen Automobildesigner verschiedene Sicherheitsaspekte alternativ angetriebener Fahrzeuge angemessen simulieren und testen können. Die erstellten Referenzkonstruktionen für adaptive Crash-Strukturen können wahrscheinlich auch in nicht alternativ angetriebenen Fahrzeugen eingesetzt werden.