在阳光下驾驶光年一号

光年工程师正在使用Ansys Mechanical、Ansys Fluent和Ansys HFSS来设计这款五座光年一号太阳能汽车的结构、空气动力学、电磁和热性能。

荷兰赫尔蒙德(Helmond)的一家汽车公司光年(Lightyear)正在彻底改变环保汽车的概念，他们用太阳能电池建造车顶，这样你就可以在白天开车的时候给电池充电。这就像把充电站也带走了一样。太阳做了所有的工作，并给电池充满电。

光年的一员Ansys启动程序该公司一直在从零开始设计“光年一号”，包括轻质铝和碳纤维底盘、四个轮毂电机、动力系统和太阳能屋顶，以实现最大的续航里程和效率。

“光年一号”使用的太阳能电池从挡风玻璃顶部一直延伸到后备箱后部。

光年公司的结构首席工程师安德里亚·卡尔皮(Andrea Carpi)说:“有环保意识的司机不会担心车速从0到100公里每小时能有多快。”“他们追求的是效率——使用清洁能源获得最大的续航里程，而不必经常停下来充电。”

Carpi和他的工程师同事正在使用Ansys机械,Ansys流利而且Ansys基于设计这款五座光年一号的结构、空气动力学、电磁和热性能，让你充一次电可以行驶725公里(450英里)。太阳能电池从挡风玻璃顶部一直延伸到后备箱后部，在阳光下每行驶一小时，太阳能电池的续航里程可达12公里。光年一号有一个插头，可以插在墙上的插座上，但是，根据你的驾驶习惯和你所在地区的日照量，你可能不需要经常使用它。

光年一号内部

从一开始就赢得设计

虽然现在是埃因霍温大学的一个独立实体，但光年是从埃因霍温太阳能团队演变而来的，这支学生工程团队在2013年至2019年期间连续四次赢得普利司通世界太阳能挑战赛(该比赛每隔一年举行一次，所以他们都赢了)。在“实用太阳能汽车”的“巡洋舰”级比赛中，该团队的的时代2019年10月，一辆太阳能汽车完成了从达尔文到阿德莱德3020公里(1876英里)的澳大利亚内陆旅程，仅使用了71.24千瓦时的电力。

这样的杰出成功可以让你考虑将你的太阳能汽车商业化，2016年，大学工程学教授、团队负责人莱克斯·霍夫斯路特(Lex Hoefsloot)与联合创始人科恩·范·汉姆(Koen van Ham)、马丁·拉默斯(Martijn Lammers)、阿乔·范德·汉姆(Arjo van der Ham)和库林·比温加(Qurein Biewenga)决定这样做。霍夫斯鲁特说，这个决定是基于“如果我们不这么做，我们会后悔的”这一历史悠久的商业公式。霍夫斯鲁特现在是光年公司的首席执行官《福布斯》杂志2020年11月。

重新设计一切

虽然他们从普利司通世界太阳能挑战赛中学到了很多，但作为一家商业公司，光年不得不重新考虑他们的设计，考虑到消费者，这意味着降低成本，提高效率和舒适度。毕竟，尽管在澳大利亚的长途公路旅行中，有动力的工科大学生可能会被说服放弃空调，但普通消费者不太可能忍受这种不适。

所以他们用他们学到的东西重新设计了太阳能汽车。Ansys启动程序在这一阶段帮助了他们，使他们能够虚拟测试结构、气动和电子设计，而无需承担物理原型和测试的成本。

模拟显示最大变形(位移)的车辆前端时，受到最大的道路负荷。

Carpi说:“我们确实受益于Ansys通过启动计划为我们提供的低成本模拟功能。“你必须明智地使用投资者的资金，以获得最大的收益，Ansys模拟软件帮助我们节省时间和金钱。”

光年一号的一个独特的结构问题是确保500万²太阳能电池板可以承受道路的颠簸，甚至轻微的碰撞而不会完全损坏。光年工程师使用模拟设计了一个分层结构，包括太阳能电池顶部的安全玻璃，以及下面的支撑结构，以增加强度。他们制作了一段视频，展示了一名穿着软靴的轻量级工程师在太阳能屋顶上行走，以证明设计的稳健性。不像标准的太阳能电池板，如果结构中的一个电池坏了就会停止工作，光年一号系统在部分电池板损坏时仍能正常工作。

为了降低阻力和升力以提高空气动力学效率，光年的工程师们使用Fluent进行了模拟，以帮助设计汽车的形状。然后他们进行了风洞测试来验证模拟的结果。“光年一号”底部平坦，顶部又长又尖，形状酷似机翼。通过使顶部更长的缓坡，气流仍然附着在汽车上，与较短的车身和陡峭的斜坡相比，减少阻力。新颖的轮套还可以引导空气在外部流动，而不是进入轮孔，这可能会造成更大的阻力。

光年团队还通过模拟设计了四个独立的轮内电机，只在需要的时候和地点提供动力。他们使用Ansys电磁模拟来确保他们从太阳能电池板和电池管理系统(BMS)模拟中获得最大收益，以最有效地存储和分配电力。

光年现在接受了预定光年一号的订单从2021年底开始，向欧盟、挪威和瑞士交付的价格为15万欧元。世界其他地区要等到2024年和2025年，当第二款更实惠的车型上市时，才能拥有这种令人惊叹的太阳能汽车。

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