2019/10/24

Volabo строит революционный электродвигатель и надеется на развитие автомобилей с водородными технологиями

Volabo - это название молодой компании из Мюнхена, которая разработала новый электропривод. Он должен сделать электромобили эффективнее и дешевле.
Идея двигателя была разработана в 2014 году в университете Бундесвера в Мюнхене.  Adrian Patzak и Florian Bachheibl создали тогда первый прототип. Их двигатель использует напряжение всего 48 вольт, что делает его безопасным для механиков. Премиальные производители, такие как Audi, Mercedes или Porsche, используют высоковольтные системы, потому что это позволяет быстро зарядить электромобиль.
Электродвигатель Iscad, за который разработчики уже были награждены, имеет совершенно иную структуру, чем традиционно используемые электродвигатели. Для последних требуются катушки из медной проволоки, Volabo заменяет катушки клеткой из алюминиевых стержней, которые просто вставляются в кронштейны. Производство катушки относительно дорого - на её долю приходится около 40 процентов производственных затрат.
Кроме того, двигатель Volabo обходится без постоянного магнита, в котором в основном используются металлы редкоземельных элементов неодим и диспрозий. 
"Это дает нам возможность создать очень прочный двигатель из алюминия и железа - материалы, которые дешевы и широко доступны повсюду", 
- говорит Adrian Patzak
Конструкция не только упрощает сборку, но и дает больше степеней свободы для привода. Потому что с обычным электродвигателем с медными катушками число пар полюсов является фиксированным. С другой стороны, с помощью Iscad стержни можно контролировать индивидуально, и, таким образом, количество полюсов можно варьировать.
Количество пар полюсов также меняет характеристики двигателя.
"Вы можете себе представить, что это три разных электродвигателя в одном корпусе", 
- говорит Patzak
"Каждый из этих электродвигателей наиболее эффективен в различных условиях эксплуатации".
 Для ускорения, где требуется высокий крутящий момент, используется больше пар полюсов при меньших постоянных скоростях.
Это похоже на трехступенчатую коробку передач. 
"На самом деле мы называем это виртуальной коробкой передач", 
- объясняет Patzak.
Это обеспечивается программным обеспечением. В дополнение к новой архитектуре движка, это второй ключевой момент Iscad. По словам 
Patzak, в обычном электродвигателе добавленная стоимость больше в механике.
 "С нами двигатель проще, но он требует больше усилий в электронике, логике и программном обеспечении". 
Это также отражено в структуре кадров компании: самая большая команда - это команда разработчиков программного обеспечения.
Большинство электромобилей сегодня эксплуатируются с напряжением 400 вольт. При высоком напряжении большая мощность может передаваться лучше. Это имеет преимущество, например, при зарядке -зарядные кабели не должны быть такими толстыми, чтобы иметь возможность обеспечивать высокую производительность. Porsche идет еще дальше со своим недавно представленным электрическим спортивным автомобилем Taycan: автомобиль заряжается напряжением 800 вольт. На быстром зарядном устройстве постоянного тока автомобиль можно зарядить на пробег в 100 километров за пять минут. В идеальных условиях аккумулятор заряжается от 5 до 80 процентов за 22,5 минуты.Недостаток, однако, заключается в том, что для работы на таком автомобиле должны быть приняты различные меры безопасности. Те, кто работает на автомобиле, должны быть специально обучены и принимать меры для защиты от поражения электрическим током. Это относится к работникам в зале техобслуживания или механику цеха, а также к пожарным или полиции, которые должны забирать людей из электромобиля после аварии. 
Это можно исключить с приводом от Volabo. Потому что этот привод работает только с 48 вольтами. Это "искробезопасно", говорит Patzak. Однако низкое напряжение не означает, что двигатель слабый: в Мюнхене уже построен прототип мощностью 150 киловатт (кВт), Patzak считает, что и двигатели мощностью 300 кВт вполне возможно изготовить. Однако простота использования является основным недостатком, который часто упоминается в отношении электромобилей: при низком напряжении быстрая зарядка очень затруднительна. Хотя аккумулятор можно заряжать с мощностью 150 кВт. Но в настоящее время на рынке нет быстрых зарядных устройств на 48 вольт. Чтобы обеспечить быструю зарядку, автомобиль должен быть оснащен преобразователем постоянного тока, который преобразует напряжение от 400 или 800 вольт до 48 вольт.Тем не менее, говорит Patzak, существует множество возможных вариантов использования 48-вольтовых систем, например, в странах, где инфраструктура не так хорошо развита, поэтому не так много доступных быстрых зарядных станций. Но даже в Германии во многих автомобилях быстрая зарядка не является абсолютно необходимой:
"Для транспортных средств доставки, таких как уличный скутер или городские транспортные средства, мне действительно не нужна мощность зарядки в 150 киловатт, так как я езжу каждый день на свои 50, 100 или 200 километров, а затем за ночь заряжаю электромобиль".
Невозможность быстрой зарядки при 48 вольтовом напряжении в электрокаре не означает что Volabo отказывается от премиум-сегмента. 
"У нас также есть хорошая идея для этого, и это проблема топливных элементов",
 - говорит Patzak. Топливные элементы сегодня очень дороги, потому что они используются для высокого напряжения. 
"Согласно нашим исследованиям, система топливных элементов может быть упрощена и удешевлена, если установить ее на 48 вольт".
Volabo недавно проверила привод третьего поколения на VW Touran, который был преобразован из дизельного в электрический. Двигатель 2017 года имеет мощность 110 киловатт при напряжении 48 вольт.
Следующий прототип, построенный в этом году, снова стал более компактным, потому что силовая электроника была сокращена. Этот прототип продвинулся настолько далеко, что закладывается основа для серийного продукта, говорит 
Patzak. Следующий этап разработки: подготовить систему к различным приложениям.
По словам 
Patzak, первым появится Iscad для лодок. Для автомобилей, где требования выше, это, вероятно, займет не менее года. Тогда же станет ясно, придерживаются ли крупные производители высоковольтных накопителей или смогут  также подружиться с отмеченной наградами 48-вольтовой системой.
Porsche идет с Taycan "точно в противоположном направлении", говорит 
Patzak. Но: "Гонка открыта".

Источник: golem.de

Комментариев нет:

Отправить комментарий