Το ID.7 είναι το πρώτο ηλεκτρικό μοντέλο της Volkswagen μεσαίας κατηγορίας. Με αυτονομία έως και 700 χιλιόμετρα (WLTP), η λιμουζίνα της Volkswagen πρωτοστατεί σε ενεργειακή απόδοση. Εκτός από τη νέα γενιά ηλεκτρικού κινητήρα, η εξελιγμένη αεροδυναμική συμβάλλει στην υψηλή αυτονομία του ID.7. Το αεροδυναμικά σμιλεμένο βασικό σχήμα, ο χαμηλός αεροδυναμικός συντελεστής οπισθέλκουσας (Cd) 0,23 και η μετωπική επιφάνεια 2,46 τ.μ. είναι αποτέλεσμα στενής συνεργασίας των τμημάτων Σχεδιασμού και Εξέλιξης.
Σε λιμουζίνες όπως το ID.7, το σχήμα του αμαξώματος αντιπροσωπεύει περίπου το 50% της τιμής του αεροδυναμικού συντελεστή. Οι τροχοί και τα ελαστικά επηρεάζουν περίπου το 30%, το δάπεδο 10% και 10% τα λειτουργικά ανοίγματα στο εμπρός άκρο του οχήματος, μέσω των οποίων ο αέρας ρέει προς το ψυγείο. Το γεγονός ότι το νέο ID.7 είναι το πιο αεροδυναμικό ID. μοντέλο μέχρι στιγμής, μπορεί να φανεί κοιτάζοντας τη σιλουέτα του οχήματος, το οποίο έχει μήκος σχεδόν πέντε μέτρα.
Ο σχεδιαστής της Volkswagen, Daniel Scharfschwerdt, ανέφερε: «Κατά τον σχεδιασμό του ID.7, δόθηκε μεγαλύτερη έμφαση στην αεροδυναμική από ό,τι για οποιοδήποτε άλλο μοντέλο. Αυτό φαίνεται στο χαμηλό εμπρός μέρος άκρο, τη ρέουσα μετάβαση στο καπό, και το “γρήγορο” παρμπρίζ. Η οροφή που θυμίζει coupe και το κωνικό πίσω μέρος είναι επίσης σχεδιασμένα για ιδανικές αεροδυναμικές επιδόσεις».
Ακόμη και στα πρώτα στάδια εξέλιξης, αφιερώθηκε πολύς χρόνος και δουλειά στον εξωτερικό σχεδιασμό, καθώς και στο κάτω μέρος του αμαξώματος, τους τροχούς και άλλες λεπτομέρειες. Προϋπόθεση για βέλτιστα αποτελέσματα είναι η στενή συνεργασία μεταξύ προγραμματιστών και σχεδιαστών.
Ο Stephan Lansmann, Μηχανικός Έργου υπεύθυνος για την αεροδυναμική του ID.7, σχολίασε: «Προσπαθούμε για ιδανικές λύσεις σε μια επαναληπτική διαδικασία, η οποία περιλαμβάνει τακτική διαβούλευση μεταξύ των τμημάτων Σχεδιασμού και Εξέλιξης. Υπάρχουν πολλά μικρά βήματα σε αυτό τον τομέα που αποδίδουν στο τέλος. Πολυάριθμες προσομοιώσεις στον υπολογιστή, για τον υπολογισμό της ροής αέρα συμπληρώνονται από δοκιμές σε αεροδυναμική σήραγγα ως μέρος αυτής της διαδικασίας».
Τα αεροδυναμικά δυνατά σημεία του ID.7
Το κάτω μέρος του αμαξώματος του ID.7 είναι σχεδόν τελείως κλειστό. Αυτό συμπληρώνεται από νέα πτερύγια στους εμπρός τροχούς. Αυτά καθοδηγούν τον αέρα κάτω από το όχημα, κατά μήκος των τροχών με ελάχιστες αναταράξεις. Οι αεροκουρτίνες στα πλαϊνά της εμπρός μάσκας κατευθύνουν τον αέρα γύρω από το όχημα επίσης με ελάχιστες απώλειες. Τα διογκωμένα πλαϊνά μαρσπιέ εμποδίζουν τη ροή του αέρα στο κάτω μέρος του αμαξώματος και προστατεύουν τα πίσω ελαστικά από τη ροή αέρα. Επιπλέον, μικρά πτερύγια και πάνελ καθοδηγούν τη ροή του αέρα στο δάπεδο.
«Στα ηλεκτρικά οχήματα, οι τροχοί συμβάλλουν περισσότερο στην καλή αεροδυναμική, και ως εκ τούτου εστιάσαμε ιδιαίτερα σε αυτούς», δήλωσε ο Lansmann. «Όταν σχεδιάζαμε τις ζάντες των τροχών, η κύρια εστίαση ήταν στην αεροδυναμική, την οποία έπρεπε επίσης να ταιριάξουμε με τις απαιτήσεις ψύξης των φρένων. Οι ζάντες των τροχών στις οποίες καταλήξαμε είναι πιο κλειστές, και επομένως έχουν ιδιαίτερα καλές αεροδυναμικές ιδιότητες».
Χρησιμοποιήθηκαν επίσης προσομοιώσεις ροής κατά το σχεδιασμό των καμπυλών των ελαστικών. Αυτό σήμαινε ότι ήταν ήδη δυνατή η βελτιστοποίηση παραλλαγών με λιγότερο καλή αεροδυναμική συμπεριφορά κατά τη διάρκεια της αρχικής φάσης. Επίσης, λήφθηκαν υπόψη και άλλοι τομείς στη διαδικασία της αεροδυναμικής εξέλιξης. Αυτοί περιλαμβάνουν για παράδειγμα τα λειτουργικά ανοίγματα στο εμπρός μέρος, μέσω των οποίων ο αέρας ρέει προς το ψυγείο.
Στο ID.7, η ροή του αέρα ελέγχεται ενεργά από μία «κουρτίνα» ψυγείου, προκειμένου να μειωθεί η οπισθέλκουσα. Αυτή η ηλεκτρική κουρτίνα ανοίγει μόνο όταν απαιτείται στοχευμένη ψύξη του ηλεκτρικού κινητήριου συστήματος και της μπαταρίας. Στο πίσω μέρος, η υψηλή αεροδυναμική απόδοση διασφαλίζεται από την ιδανικά διαμορφωμένη πίσω θύρα, τη σχεδίαση του διαχύτη και των πλευρικών διαχωριστικών άκρων.
Από τον υπολογιστή στην αεροδυναμική σήραγγα
Η αρχική εστίαση είναι στις προσομοιώσεις στον υπολογιστή. «Η εργασία πραγματοποιείται ουσιαστικά μόνο κατά τη διάρκεια του πρώτου χρόνου ανάπτυξης, με ενημερώσεις περίπου κάθε δύο εβδομάδες», ανέφερε ο Lansmann. Η ομάδα σχεδιασμού παρέχει δεδομένα CAD (Computer-Aided Design).
Στη συνέχεια, αρκετές χιλιάδες επεξεργαστές υπολογίζουν τις τιμές ροής αέρα για πολλές λεπτομέρειες, όπως οι αναδυόμενες χειρολαβές θυρών και οι αεροδυναμικά σχεδιασμένοι καθρέπτες του ID.7. «Πηγαίνουμε στην αεροδυναμική σήραγγα μόνο όταν ο σχεδιασμός έχει φτάσει στο σημείο που θέλουμε. Αυτό μπορεί να πάρει ενάμιση χρόνο από την έναρξη της εξέλιξης», συμπλήρωσε ο μηχανικός εξέλιξης.
Η ομάδα χρησιμοποίησε πήλινα μοντέλα της Volkswagen σε κλίμακα 1:1 του ID.7 στην αεροδυναμική σήραγγα. Τα νέα ευρήματα υλοποιούνται στο μοντέλο χρησιμοποιώντας φρέζα με ακρίβεια χιλιοστού. Με τη βοήθεια των πρωτότυπων εξαρτημάτων από τον 3D εκτυπωτή, η ομάδα του Stephan Lansmann δοκίμασε πολλές παραλλαγές.
Στο ID.7, αυτή η διαδικασία τους επέτρεψε να βελτιστοποιήσουν τα άνω και κάτω τμήματα του περιβλήματος των καθρεπτών αλλά και τη βάση τους, για να επιτύχουν χαμηλότερο συντελεστή οπισθέλκουσας με εξαιρετικές αεροδυναμικές ιδιότητες. Το αποτέλεσμα αυτής της λεπτομερούς εργασίας είναι μια τιμή Cd 0,23, ο καλύτερος συντελεστής οπισθέλκουσας σε ολόκληρη την οικογένεια ID. ηλεκτρικών αυτοκινήτων της Volkswagen.
