Использование автономных колесных двигателей, таких как Protean Drive, исключает трансмиссии и карданные валы, а также освобождает пространство в центре автомобиля между ведущими колесами. Электрическое «мотор-колесо» под названием AERO, представленное компанией Goodyear: особенности разработки, перспектива её применения на практике.
«Умное» мотор-колесо упростит создание электромобилей небольшим кампаниям
Самое время пояснить, что ИСК, в отличие от литий-ионных батарей, которые применяются в схемах последовательного гибрида, обеспечивают более быстрое накопление энергии рекуперации при торможении и служат более подходящим источником импульсной энергии при разгоне. К тому же ИСК-модули дешевле в сравнении с литиевыми батареями. Другой любопытный факт касается мирового рынка суперконденсаторов. Если ведущие мировые производители в основном используют баночную конструкцию с цилиндрическую формой корпуса, то специалисты ТЭЭМП предложили специальную технологию плоских конденсаторов: первоначально намотанная на цилиндр конденсаторная лента аккуратно сжимается и приобретает призматическую форму конструкция запатентована. Такие альтернативные элементы собираются модули без всяких соединительных проводов. Характеристики ИСК улучшаются, а трудоемкость изготовления и себестоимость уменьшаются. Причем вопрос достижения результата, по мнению руководителя компании, сегодня исчисляется не пятилетками. Перейти на серийное изготовление мотор-колес и суперконденсаторов займет не больше года-полутора.
Проще ситуация с мотор-колесами, где используются классические элементы электротехники. Такой заказ можно разместить на предприятиях, например, из ракетно-космической сферы или оборонного комплекса. А вот для масштабного выпуска суперконденсаторов потребуется строительство нового предприятия, пусть небольшого, но со специфическим оборудованием. Однако снизить исходную стоимость компонентов для экологически чистого транспорта — это хоть и важная, но не единственная задача.
Компания Protean Electric, специализирующаяся на технологии колесных двигателей, представила новый модуль, объединяющий технологии трансмиссии, рулевого управления и подвески в одном компоненте. Protean говорит, что данный модуль является первым в своем роде для использования в коммерческих транспортных средствах. Полностью независимые мотор-колеса позволят транспортному средству вращаться на 360 градусов вокруг своей оси без ограничения. Это стало возможным благодаря запатентованному вращающемуся интерфейсу, расположенному над основным плечом модуля.
Мотор-колеса за счет собственного запаса энергии смогут экономить электромобилю заряд, увеличивая автономность его работы. Отмечается, что это будет первое в России колесо со встроенным двигателем, системой охлаждения, редуктором и тормозной системой небольшого размера. Ранее проблемой подобных колес были их большие габариты, тяжеловесность и ограниченный диапазон регулирования параметров движения.
Важно, что эффективное управление сразу несколькими характеристиками движения скорость, направление движения, точное торможение, сложное маневрирование осуществляется путём изменения всего лишь одного параметра, а именно - угла наклона осей вращения полусферических колёс. Кроме того, в последующем, именно к такому продукт-конструктору, можно в течении неограниченного времени поставлять широкий спектр дополнительного навесного оборудования, а также отечественного программного обеспечения и облачных сервисов, для удовлетворения требований самого взыскательного заказчика: Концепт платформы беспилотного электромобиля Актуальность: Распоряжением Правительства РФ от 28 декабря 2022 г. Полусферический движитель 3D мотор-колесо может кардинально изменить облик беспилотного транспорта и стать ключевым, базовым элементом в развитии передовых авто-компонентных производств для быстрого модульного проектирования ультра-маневренных беспилотных электромобилей и др.
Челябинские ученые создают мотор-колесо для гоночных электромобилей
Он добавил, что в перспективе созданное мотор-колесо подобной конструкции можно применять при изготовлении легкового и грузового электротранспорта как обще промышленного, так и специального назначения. Это позволяет, с одной стороны, увеличить комфорт для водителя за счет размещения сервисных систем, с другой стороны, позволяет разместить больший объем накопителя электроэнергии и тем самым увеличить пробег без дозарядки. Южно-Уральский университет сфокусирован на междисциплинарных проектах в области цифровой индустрии, материаловедения и экологии. В 2021 году он победил в конкурсе по программе «Приоритет-2030».
Вместе с таким решением освобождается место для тяговой батареи. Управлять вращением колесо можно независимо. Еще одно преимущество мотор-колес от Hitachi - малый вес.
На данный момент Honda и Hitachi не являются единственными компаниями, которые занимаются созданием подобных решений.
Кроме того, их сложно использовать в гоночных автомобилях с широким диапазоном скоростей и моментов. Существенное влияние на уменьшение габаритов оказал встроенный в мотор-колесо планетарный двухвенцовый редуктор, который разработал доктор технических наук, профессор кафедры колёсных и гусеничных машин Сергей Кондаков.
В результате объединения усилий было создано и испытано компактное мотор-колесо. Научная задача была решена за счёт особой конструкции индуктора вентильного электродвигателя комбинированного возбуждения, в котором учёные впервые объединили мощные постоянные магниты и обмотку возбуждения.
Сейчас в разработке находятся пять унифицированных платформ разного размера, подходящих для электромобилей массой от 1,8 до 7 тонн. Причем в компании REE уверяют, что уже нашли клиентов: например, японская компания Hino участвует в разработке самых тяжелых шасси и намерена использовать их для перспективных грузовиков. Впрочем, пока что шасси REE существуют лишь в виде ходовых макетных образцов, а рабочие прототипы ожидаются к концу этого года.
Active wheel — колесо с трансмиссией, подвеской и мотором
Для сравнения — неподрессоренная масса переднего колеса хетчбэка Renault Clio равна 38 кг. Такого результата удалось добиться за счет предельной миниатюризации всех элементов конструкции — ведущего электродвигателя, одноступенчатого понижающего планетарного редуктора, электродвигателя управления подвеской и поворотом колес, пружин, тормозного механизма и системы жидкостного охлаждения. Достаточно сказать, что вес ведущего мотора в модификации системы для спорткара Venturi Volage составляет всего 7 кг при максимальной мощности 75 л. Вся остальная механика внутри Active Wheel укладывается в 11 кг. Основа Active Wheel — легкая алюминиевая рама, которая простым жестким рычагом соединена с подрамником кузова.
Соединение сделано подвижным, чтобы колесо могло поворачиваться. К внутренней поверхности рамы крепятся все элементы Active Wheel, а сам обод закрепляется на плоской дискообразной ступице. Тормозной механизм состоит из вращающегося диска и суппортов с электромагнитными актуаторами. Ведущий электродвигатель во время торможения работает в режиме генератора, вырабатывая электроэнергию для питания бортового аккумулятора.
Подвеска состоит из стальной пружины и электрических амортизаторов. Моторчик, управляющий амортизаторами, отвечает также за поворот колеса. Благодаря большому углу поворота электромобиль значительно маневреннее обычных авто. Сложным хозяйством Active Wheel управляет продвинутая электроника.
По словам инженеров Michelin, время отклика электрической подвески составляет всего 0,003 с. Это на порядок быстрее реакции стандартного гидравлического амортизатора. Подвеска, характер которой может изменяться за тысячные доли секунды, позволяет больше не искать компромисс между плавностью хода и управляемостью. Более того, простым переключением кнопки на сенсорном дисплее приборной панели можно выбрать один из нескольких режимов жесткости подвески и остроты рулевого управления.
Мотор-колеса за счет собственного запаса энергии смогут экономить электромобилю заряд, увеличивая автономность его работы. Отмечается, что это будет первое в России колесо со встроенным двигателем, системой охлаждения, редуктором и тормозной системой небольшого размера. Ранее проблемой подобных колес были их большие габариты, тяжеловесность и ограниченный диапазон регулирования параметров движения.
Вторым акционером предприятия является компания Honda Motors. Электромотор с прямым приводом сочетается в корпусе с инвертором и тормозным узлом. Вместе с таким решением освобождается место для тяговой батареи. Управлять вращением колесо можно независимо.
Это на порядок быстрее реакции стандартного гидравлического амортизатора. Подвеска, характер которой может изменяться за тысячные доли секунды, позволяет больше не искать компромисс между плавностью хода и управляемостью. Более того, простым переключением кнопки на сенсорном дисплее приборной панели можно выбрать один из нескольких режимов жесткости подвески и остроты рулевого управления. Уникальная технология Michelin позволяет настраивать повадки автомобиля под настроение водителя. Хочется поджечь покрышки на скоростной трассе — пожалуйста, желаете медленно и комфортно прокатиться по тесным улочкам — нет проблем. Обслуживание, ремонт и замена покрышек на колесах Active Wheel, по уверениям инженеров Michelin, не составит большой проблемы для владельцев. Обод колеса вместе с покрышкой сделан съемным. Не совсем ясно, насколько система Active Wheel будет устойчива к воздействию низких температур, грязи и влаги. Но думается, что разработчики колес для лунного внедорожника не могли упустить из виду такие важные моменты эксплуатации. Вероятно, ко времени появления серийных машин компания создаст специальную оснастку для автосервисов и шиномонтажного оборудования. По словам руководства Michelin, ждать осталось недолго. Серийное производство мотор-колес начнется в 2010 году в Китае. Там же будут собирать пакеты литий-ионных элементов для электромобилей с технологией Active Wheel. Venturi Volage — это двухместный родстер снаряженной массой 1075 кг, созданный на модернизированном шасси концепта Fetish, оснащенный колесами Active Wheel. Основа кузова — очень легкая и жесткая платформа из полых алюминиевых панелей с сотовой структурой, облицованных с двух сторон карбоновым волокном. Для крепления мотор-колес спереди и сзади на платформе установлены жесткие подрамники из авиационной стали. Передний подрамник выполняет еще одну важную функцию — формирует переднюю сминаемую зону безопасности.
Асинхронная революция
Подрессоренное мотор колесо с цифровым управлением повышенной проходимостью и управляемостью предназначено для использования в электромобилях и гибридных автомобилях с повышенной эффективностью. В России создали мотор-колесо, превосходящее все аналоги. Еще со времен Фердинанда Порше идут поиски технологий создания электромоторов, встроенных в колеса (мотор-колес или «хабов»). Первым автомобилем, имевшим мотор колеса, стал "продвинутый" Lohner-Porsche (1900) — первый в мире гибридный автомобиль, в конструкции которого были применены мотор-колёса. Кроме того, мотор-колесо позволяет гораздо проще и эффективнее реализовать работу систем безопасности автомобиля – антипробуксовочной (traction control), контроля начала движения (launch control) и распределения крутящего момента (torque vectoring).
Первое компактное мотор-колесо для электромобилей изобрели российские ученые
Hyundai называет этот метод «вождением краба». Такие возможности обеспечивает автономный электропривод каждого колеса, так называемое «мотор-колесо» или колесо со ступичным двигателем. У большинства электромобилей двигатель установлен на одной или обеих осях, но моторы также могут находиться внутри колёс, как на электрическом самокате или велосипеде. На электромобилях такой вариант встречается редко из-за дополнительных сложностей при проектировании и производстве и существенном увеличении неподресоренных масс, что отрицательно сказывается на управляемости и комфорте. Зато, как демонстрирует Hyundai Mobis, такая система позволяет выполнять некоторые диковинные манёвры, которые невозможно выполнить на обычном автомобиле.
Это позволяет, с одной стороны, увеличить комфорт для водителя за счет размещения сервисных систем, с другой стороны, позволяет разместить больший объем накопителя электроэнергии и тем самым увеличить пробег без дозарядки.
Ранее мы писали о том, что ученые создали микрорезонаторы на поверхности оптоволокна в Новосибирске. Иван Быкадоров.
В итоге магниты снизили объём и вес, а обмотка помогла расширить регулирование параметров движения, изменяя магнитный поток. Уменьшенный размер мотор-колёс означает, что за счёт освободившегося пространства машину можно оснастить аккумуляторами большей ёмкости.
Для каждой модели автомобиля потребуется переходная пластина, но она не должна быть сложной, а установка двигателя должна занимать 10 минут и не требует специальных знаний. Ключевым компонентом является специальный электродвигатель с осевым приводом, который без каких-либо модификаций крепится непосредственно к колесу. В этом круглом пространстве должно быть место для аккумуляторной батареи емкостью около 15 кВтч, которой, по словам Бертона, достаточно для запаса хода более 100 км на полностью электрическом ходу при городских скоростях движения с остановкой и стартом с использованием рекуперативного торможения. Так что большинству людей он подойдет для подавляющего большинства ежедневных поездок. Комплект REVR Rapid Electric Vehicle Retrofits оставляет большую часть автомобиля в прежнем виде; он предназначен для работы либо параллельно с двигателем внутреннего сгорания, либо без него. Вы поворачиваете ключ зажигания до упора и нажимаете отдельный переключатель, чтобы включить электропривод, или поворачиваете ключ еще немного, если хотите также запустить двигатель внутреннего сгорания. Также в комплект будут входить дополнения для подключения кондиционера, отопления, гидроусилителья руля к электрооборудованию. Конечно, проект еще не доработан до коммерческой версии.
Челябинский учёный собрал мотор-колесо для электромобиля
Мотор-колесо Дуюнова Мотор-колесо – это электродвигатель, встраиваемый в колесо велосипеда, автомобиля, скутера, мотоцикла и других транспортных средств. Bringing car buyers and enthusiasts automotive news coverage with high-res images and video from car shows and reveals around the world. Именно AAM будет поставлять стартапу REE компактные электромоторы и все необходимые узлы для постройки мотор-колес. Израильские инженеры намерены создать ряд унифицированных модулей для установки на электромобили разного размера и массы. Мотор-колесо по технологии Дуюнова — это первый в мире асинхронный электромотор с обмоткой типа «Славянка», обладающий уникальным соотношением мощности с энергопотреблением. Беспилотные автомобили будущего смогут маневрировать на узких улицах городов с непревзойденным изяществом, если будет реализована разработка Protean: ходовая система, объединяющая колесо, мотор, подвеску и модуль управления. У большинства электромобилей двигатель установлен на одной или обеих осях, но моторы также могут находиться внутри колёс, как на электрическом самокате или велосипеде.
База для гибрида есть: российские разработки
В основном колесо выполнено из эластичной основы, состоящей из ПЭТ и нейлоновой ткани, а также жестких панелей из алюминия. Инженеры собрали четыре прототипа колес, которые могут находиться в двух конфигурациях: большой и бездорожной с диаметром 80 сантиметров, шириной 22 сантиметра и углублениями в протекторе, и небольшой, предназначенной для ровной дороги, с диаметром 46 сантиметров и шириной 48 сантиметров. Они собрали прототип автомобиля, в котором за вращение колес отвечает два электрических двигателя, передающих усилия через цепи, а за трансформацию между состояниями колес отвечают линейные гидравлические актуаторы, раздвигающие плоскости втулок колес и тем самым заставляющих поверхность колес менять форму. Инженеры также показали, что колесо можно установить и на обычный автомобиль. Соотношение допустимой массы полезной нагрузки к массе самого колеса составляет более 50. Авторы отмечают, что пока лишь доказали работоспособность самой конструкции, но в будущем ее необходимо будет оценить ее долгосрочную устойчивость к вибрациям и уровень шума, а также адаптировать материалы и методы производства к уже используемым в колесной промышленности для производства шин. Это не первый проект, в рамках которого инженеры пытаются изобрести колесо заново. Например, в 2018 году американские военные испытали колесо для боевых машин, которое может на ходу переключаться между режимом круглого вращающегося колеса и треугольного гусеничного движителя.
Уникальность технологии — в возможности создать абсолютно новый тип электродвигателя для любой сферы промышленности, в которой они применимы. В том, что будущее за электродвигателями, сегодня не сомневается уже никто. Прежде всего потому, что человек живет в век популяризации экологичного и экономичного электротранспорта. Вопрос отказа от автомобилей с ДВС во всем прогрессивном мире стоит крайне остро, и электромоторы для транспортных средств сегодня уже не ноу-хау, а необходимая мера. Разработки в этой области ведутся и в Европе, и в США. Производство электромобилей уже поставлено на поток, а в европейских странах расширяется сеть электрозаправочных станций для этих авто. Популярность гибридных автомобилей, которые имеют два мотора — ДВС и электрический, а также электромотоциклов, скутеров и иных транспортных средств растет, но полностью отказаться от использования бензина пока не удается.
Мотор-колесо L1500 совместимо со всеми типами привода: на заднюю ось, переднюю или полным приводом. Соответственно с таким мотор-колесом легко можно сделать и ТС со всеми управляемыми колесами, а также не представляет сложности осуществление рекуперативного режима, а также применение всех современных систем активной безопансости от ABS до управления вектором тяги. Двигатель Elaphe L1500D отличается уникальной компактной кольцевой компоновкой вокруг стандартных поворотных кулаков и фрикционных тормозных систем. Высокопроизводительные мотор-колеса Elaphe предназначены для интеграции в транспортные средства, начиная от небольших гибридов и электромобилей и заканчивая внедорожниками и легкими коммерческими автомобилями, практически без переделки и модернизации их серийных колесных ступиц и прочей механики ходовой части. Наиболее примечательными особенностями мотор-колес Elaphe выступает сочетание их чрезвычайно высокого крутящего момента, малого веса и уникальной по своей компактности кольцевой компоновки вокруг стандартных поворотных кулаков и обычных тормозных систем.
Идея внедрения мотора в колесо и первые патенты на конструкцию возникли еще в конце XIX века, первые образцы — в начале XX. За более чем столетнюю историю механизма к самому продуктивному приблизились челябинские ученые. В Челябинске создали мотор-колесо для электромобилей: чем уникальна разработка. Рассказывает, ему было бы интересно проверить, каково управлять скоростной машиной на мотор-колесах.
«Теслу» поставили на трёхметровые колёса. И перевернули
Челябинские ученые изобрели мотор-колесо для электромобилей, которое меньше аналогов примерно на четверть, при этом экономичнее на 20%. Еще со времен Фердинанда Порше идут поиски технологий создания электромоторов, встроенных в колеса (мотор-колес или «хабов»). асинхронное мотор-колесо, которое непосредственно устанавливается внутри без коробки передач, без редуктора и раздаточной коробки. Челябинские ученые изобрели мотор-колесо для электромобилей, которое меньше аналогов примерно на четверть, при этом экономичнее на 20%. Новую уникальную разработку инженеры продемонстрировали съемочной группе ГТРК "Южный Урал".
Челябинские ученые создают мотор-колесо для гоночных электромобилей
Чтобы превратить автомобиль с ДВС в электрокар, необходимо демонтировать двигатель, КПП, топливный бак, горловину топливного бака, выхлопную систему, приводные валы и комбинацию приборов. Колесо приводится в движение электромотором, который берет энергию из автомобильного аккумулятора. Скорость движения автомобиля с использованием тягловой силы только Liddiard Wheels составляет 2 км/ч в любом направлении. Мотор-колёса не любят большой я загнать себя в рамки, в пределах которых нет адекватного решения.