Hinterlässt nur eine Wolke aus Wasserdampf

Hinterlässt nur eine Wolke aus Wasserdampf

© 2009 Carl Hanser Verlag, München
www.cad-cam.de
Nicht zur Verwendung in Intranet- und Internet-Angeboten sowie elektronischen Verteilern.
P R AX I S B R E N N S T O F F Z E L L E N A U T O
Ford Hydrogen Fusion 999
Hinterlässt nur eine Wolke aus Wasserdampf
Star-CCM+ simuliert Fahrtwiderstand
und Triebstrangtechnologien sowie
Wasserstoffbrennstoffzellen. »Wir
sprucht dennoch die Etikette ›Grün‹ für sich: der Ford Hydrowollten ein Brennstoffzellenrenngen Fusion 999. Und das zu Recht, denn schließlich hinterlässt
auto entwickeln, das mit Wasserstoff fährt, mit einem Treibstoff aler keine Abgase, sondern nur eine Spur aus Wasserdampf. Anso, der eines Tages eine Schlüsselgetrieben wird das Fahrzeug durch Brennstoffzellentechnolorolle bei der Deckung des Energiegie, konstruiert wird es mithilfe von moderner Strömungssibedarfs im Transportsektor übernehmen könnte«, sagt Gerhard
mulationssoftware.
Schmidt, Vizepräsident des BeAutoren: Dejan Matic, Senior CFD Engineer, CD-adapco,
reichs Forschung & fortschrittliche
und Tim O`Brien, Deputy Chief of Staff, Executive Operations
Entwicklung bei Ford.
Der Ford Fusion 999 ist ein geand Sustainability, Ford Motor Company
meinschaftliches Projekt von Ford,
Roush, Ballard Power Systems und
der Ohio State University. Ford-InPROBLEMZONE WIDERSTAND. » D a n k m e h r e r e r Ko n genieure konstruierten das Auto,
Für seine alternativen Antriebe
struktionsiterationen
während Roush seine Motorsportsetzt Ford Motor Company auf vererfahrung sowie eine Werkshalle
schiedene Technologien. Dank der s c h a f f t e n w i r e s , d e n
zur Verfügung stellte, in der das
flexiblen Vorgehensweise ist es dem
Wi d e r s t a n d s b e i w e r t d e s
Fahrzeug gebaut wurde. Das stuUnternehmen möglich, den Bedürfdentische Team der Ohio State Uninissen der Kunden, der Aktionäre Fa h r z e u g s v o n 0 , 3 4 a u f
versity lieferte die Konstruktion eiund den Forderungen nach Um0 , 21 z u r e d u z i e r e n . D a nes 770-hp-Elektromotors.
weltverträglichkeit gerecht zu werAufgrund der Tatsache, dass der
den. Trotz der ökologischen Verant- d u r c h w u r d e d e r F u s i o n
aerodynamische Widerstand mit
wortung darf aber laut Firmenphi999 das erste brennder Geschwindigkeit im Quadrat
losophie das Fahrvergnügen nie zu
stoffzellenbetriebene
ansteigt, ist viel Energie nötig, um
kurz kommen.
ein Fahrzeug mit über 200 Meilen
Der Autohersteller konzentriert
Auto, das die 200-Meilenpro Stunde anzutreiben, besonders
sich nicht auf eine allumfassende
wenn es sich um ein modifiziertes
Einzellösung, sondern bietet eine p r o - S t u n d e - M a r k e ü b e r Produktionsfahrzeug handelt. Vor
Bandbreite an Optionen, wie Hys c h r e i t e t . « ( J . W. Z a l e s k i )
allem auf die Widerstandsverminbridantrieb, E85 Ethanol, saubederung richteten deshalb die Ingerer Diesel, Biodiesel, fortnieure von Roush ihre Aufmerkschrittliche Motorsamkeit. Für eine gegebene Ausgangsleistung des Motors legt nämlich hauptsächlich der Widerstand
des Fahrzeugs die maximale Geschwindigkeit fest.
Er schafft den Rekord von 207 Meilen pro Stunde und bean-
Heckspoiler
vermindert Auftrieb
Mithilfe der Strömungssimulationssoftware Star-CCM+ von CDadapco können die Ingenieure von
Roush von ihrem Desktop aus verschiedene Konstruktionsvarianten
untersuchen.
Dies beinhaltete die Analyse der
verschiedenen Unterboden- und
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Heckflügelkonfigurationen im Abgleich mit dem Originalfahrzeug.
Dank der Software ließ sich nicht
nur der Widerstand reduzieren,
sondern auch die Hochgeschwindigkeitsstabilität des Fahrzeugs vergrößern. Aufgrund eines Heckspoilers minimierte sich der Auftrieb
des Fahrzeugs.
»Die Widerstandsverminderung
des Ford Fusion 999 war ein entscheidender Faktor beim Versuch,
den Weltrekord zu brechen«, sagt
John W. Zaleski, Programmmanager von Roush-Industries. »Dank
mehrerer Konstruktionsiterationen schafften wir es, den Widerstandsbeiwert des Fahrzeugs von
0,34 auf 0,21 zu reduzieren. Dadurch wurde der Fusion 999 das erste brennstoffzellenbetriebene Auto,
das die 200-Meilen-pro-StundeMarke überschreitet. Dank der Zusammenarbeit mit CD-adapco
konnten wir auf Expertenwissen
zugreifen, das Computational Fluid
Dynamics (CFD) und Aerodynamik umfasst.«
Das Treibstoff- und Energiesystem des Ford Hydrogen Fusion besteht aus zwei Heliox-Tanks, einem
Wasserstofftank, dem Brennstoffzellensystem, einem DC/AC-Wandler
und einem Induktionsmotor. Das
von Ballard entwickelte Brennstoffzellensystem wandelt chemisch
Wasserstoffatome in elektrischen
Strom mit Wärme und Wasser als
Nebenprodukten. Es liefert Gleichstrom an einen Wandler, der den
Aerodynamische Analyse des Ford Fusion Hydrogen 999 mithilfe der
Strömungsanalysesoftware Star-CCM+ .
Strom in Wechselstrom wandelt
und einen dreiphasigen 770-hp-Induktionsmotor antreibt.
Um die Brennstoffzellenleistung
zu maximieren, verwendete das Entwicklungsteam nicht Umgebungsluft für den katalytischen Prozess,
sondern führte sämtlichen Sauerstoff für den Geschwindigkeitsrekordversuch mit. In Tanks wird der
Sauerstoff in Form eines Helioxgemisches gelagert, das 60 Prozent
Helium und 40 Prozent Sauerstoff
enthält.
Autofront gegen
Luftströmung geschlossen
Da die Front des Fahrzeugs gegen
die Luftströmung geschlossen ist,
reduziert sich der aerodynamische
Widerstand. Die einzige Kühlung
der Brennstoffzellen erfolgt über
eiskaltes Wasser, das in einem 400l-Tank gespeichert ist.
Am 15. August 2007 konnte das
Projekt auf den Bonneville Salt
Flats in Utah, dem Ort, wo 18-mal
der Weltgeschwindigkeitsrekord gebrochen wurde, seinen Erfolg verbuchen. Der Ford Fusion 999 schaffte hier 207 Meilen pro Stunde.
JRü
/
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Diesen Artikel finden Sie auf unserer Homepage www.cad-cam.de unter der Dokumentennummer CC110011.
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