Исследователи представили инновационную концепцию электромобиля

Городской электромобиль будущего На симпозиуме «Городской электромобиль будущего» участники проекта по развитию эко-мобильности «RegionalEcoMobility 2030» представили новые результаты работы над концепцией городского электромобиля. 

Создание городского электромобиля – задача не из простых: необходимо учитывать множество факторов, таких как: постоянно увеличивающееся количество автомобилей и, соответственно, пробок, воздействие потока машин на окружающую среду и здоровье людей, урбанизация и демографические изменения. Для комплексного решения всех этих вопросов и собрались ученые сразу из  нескольких научно-исследовательских институтов Германии: Фраунгоферского института системных и инновационных исследований, Института химических технологий, Института оптроники, системной техники и обработки изображений, Института механики материалов и Технологического института Карлсруэ. Таким образом, исследователи из совершенно различных областей науки продумали системы электромобиля до мелочей.

Ученые настаивают на системном подходе: наряду с техническим и программным обеспечением концепция внедрения электромобилей должна быть основана и на решениях в области организационного обеспечения. Ведь признание пользователей – это один из важнейших этапов внедрения электромобилей в городскую среду. Поэтому на симпозиуме «Городской электромобиль будущего» представлены концепции и результаты разработок по всем трем направлениям: техническое, программное и организационное обеспечение.

Центральный элемент – приводной механизм

Ларс Фридрих Берг, руководитель проекта «Новые приводные системы» из Института химических технологий, объясняет, почему основное внимание при разработке систем электромобиля в первую очередь направлено на снижение выбросов: «Одна из основных наших задач состоит в разработке альтернативной концепции электромобиля, которая предусматривает отсутствие вредных выбросов – специально для использования электромобилей в городах. А центральными элементами приводного механизма являются электромотор и коробка передач. Поскольку мотор – это синхронная машина с соответствующей конструкцией (сердечник и зубцы с намоткой), то после оптимизации можно получить более высокую плотность мощности и эффективность. В ходе проекта был разработан электромотор с максимальным крутящим моментом 90 Н∙м и мощностью при длительной нагрузке 70 кВт, возможностью переключения между двумя передачами и открытым дифференциалом». По словам Берга, создатели нового электромобиля отказались от некоторых деталей, обычно используемых при конструировании транспорта, что позволит экономить на производстве электромобилей.

Метанол в качестве топлива

Если электромобиль будет использовать только электроэнергию, он проедет всего 80 км. Чтобы увеличить дистанцию до 200 км, ученые предлагают использовать топливные элементы, работающие на метаноле. Топливный блок можно подключать при поездках на длинные дистанции. Он может обеспечить дополнительные 5 кВт мощности. При использовании возобновляемой энергии, а также электроэнергии, получаемой при использовании метанола и биомассы, вредные выбросы составляют незначительное количество.

Преимущество метанольных топливных элементов перед водородными состоит в том, что вес системы, устанавливаемой на электромобиль, намного меньше – а следовательно, на перемещение машины затрачивается меньше энергии. Конструкция кузова при использовании метанольных топливных элементов приблизительно такая же, как и при использовании бензина или дизельного топлива. Поэтому обычный автомобиль можно легко превратить в электромобиль. Однако есть и свои сложности: в настоящий момент метанол в качестве топлива не распространен, поэтому этот вопрос также нуждается в проработке. Внедрение концепции метанольных топливных элементов в 2015 году не представляется возможным, поскольку нужны крупные инвестиции, однако к 2030 году все может измениться.

На симпозиуме также были представлены высокомощная литий-ионная батарея с эффективной мощностью 11,8 кВт∙ч, система силовой электроники с соответствующим внешним оборудованием, преобразователь DC/DC, термомодуль для обеспечения тепловой и холодильной нагрузки электромобиля и бак для водно-метанольной смеси.

Демонстрационный электромобиль

Ученые не только разработали и изготовили компоненты инновационного электромобиля, но и собрали небольшую модель. Приводная рама включает мотор, приводной механизм и силовую электронику, и может быть вмонтирована в любой кузов обычного автомобиля. Некоторые компоненты еще находятся на стадии доработки или испытаний.

Цель ученых – доработать электромобиль до конца 2015 года и провести все необходимые испытания. 

Электромобильность будущего

Профессор Мартин Витшель, руководитель кафедры энергетики Фраунгоферского института системных и инновационных исследований, подчеркивает, что наряду с техническими инновациями на эффективность внедрения электромобилей большое влияние оказывают программное и организационное обеспечение: «В исследовательском проекте «RegionalEcoMobility 2030» ученые используют три концепции передвижения: электромопеды для перемещения на короткие дистанции, компактные электромобили для езды по городу и обычные автомобили для перемещения на длинные дистанции».

Для того, чтобы эффективно использовать эти три типа средств передвижения, требуется разработка специального программного обеспечения для необходимого уровня коммуникации. Только при наличии интеллектуальной связи люди смогут с удобством пользоваться различными транспортными средствами и комбинировать их по своему усмотрению.

Анализ отношения горожан к электромобилям

Одной из задач проекта является анализ отношения потенциальных пользователей к электромобилям. Исследование с участием 22 семей из нескольких немецких городов показало, что горожане уже сейчас часто отказываются от использования автомобилей. Также исследование показало, что у людей пока нет доверия к электромобилям: опрошенные чаще всего не были уверены в том, что электромобиль – это удобное и экологичное средство передвижения.

Профессор Мартин Доппельбауэр из Технологического института Карлсруэ убежден: «Тот, кто хоть один раз сядет за руль электромобиля, навсегда останется под впечатлением!» В ходе научной дискуссии он настаивал на том, что повышение лояльности потребителей к электромобилям – это необходимый этап внедрения экологичного транспорта.

Комплексный подход к транспорту будущего

Итак, исследовательский проект «RegionalEcoMobility 2030» позволил выделить несколько важнейших направлений развития, необходимых для развития электромобильности: это технические инновации, интеллектуальные системы связи, экономическое обеспечение и лояльность потребителей. Разработки электромобилей должны основываться на привлекательности, эффективности машины и дальности пробега. Возможно, создание удобной системы городского электрического транспорта для индивидуального пользования сыграет важнейшую роль в улучшении экологии. 

Возврат к списку

Хотите подписаться на статьи электронного журнала "Электрорешения"?