Исследовательская группа из TH Köln и Alte SW GmbH разработала двигатель ступицы колеса для легковых автомобилей, изобретенный компанией Ferdinand Porsche.
Он заменил центральный двигатель серийного электромобиля электродвигателями, которые вместе с силовой электроникой установлены на всех четырех колесах. При одинаковой производительности эта концепция привода более экономична, более экологична и более маневренна.
"В обозримом будущем немецкое правительство намерено поставить на дорогах один миллион электромобилей. Для достижения этой цели данный тип транспортного средства должен стать значительно дешевле. Кроме того, экологические проблемы должны решаться за счет использования редкоземельных элементов. Разработанный нами привод решает обе эти проблемы", - говорит профессор Андреас Лонер из Института технологии автоматизации Кельнского технического университета.
Уникальная концепция привода во всем мире.
В основе концепции лежат четыре так называемых ободных двигателя, которые вместе со своей силовой электроникой интегрированы в существующее пространство между тормозной системой и ободом стандартных колес. Каждый двигатель состоит из статической части с 20 катушками и вращающейся части с 24 зубьями. Когда катушка находится под напряжением, она притягивает ближайший зуб ротора. При последовательном срабатывании катушек внешняя часть двигателя начинает вращаться и таким образом генерирует движение колес. Основополагающим физическим принципом является сила сопротивления, которая минимизирует магнитное сопротивление между катушкой и ротором.
"Главная задача заключалась в том, чтобы двигатели развивались в космическом пространстве нейтральным образом и интегрировались в существующие колеса.
Сочетание ободной машины, двигателя сопротивления и встроенной силовой электроники является уникальным во всем мире", - подчеркивает Лонер. Система также впечатляет своей гибкостью.
В так называемой конфигурации скейтборда - четыре моторизованных колеса и батарея в кузове - эта система привода может комбинироваться практически с любой формой кузова. Двигатели ободов также могут быть легко интегрированы в обычные легковые автомобили.
Та же производительность, более низкие затраты.
С помощью новой технологии, автомобиль весом около двух тонн, разгоняется до 100 км/ч за восемь секунд и достигает максимальной скорости 160 км/ч.
Новый автомобиль оснащен новейшей технологией, которая позволяет ему двигаться с максимальной скоростью 100 км/ч всего за восемь секунд. Диапазон определяется встроенным аккумулятором.
Даже прототип машины потребляет лишь немного больше энергии, чем оригинальный электродвигатель, но значительно дешевле в производстве.
Постоянные магниты часто используются в обычных электродвигателях, а редкоземельные элементы используются в качестве сырья для их производства.
Эти магниты производятся в Китае в сложных экологических условиях и в последние годы значительно выросли в цене.
"С другой стороны, наши ободные двигатели полностью изготавливаются из листового металла, алюминия и меди. Поэтому производство чрезвычайно стабильно по цене и в больших количествах примерно на 30-40 процентов дешевле, чем аналогичные традиционные электродвигатели", - говорит научный сотрудник Мартин Фоссвинкель.
Малообслуживаемое полноприводное транспортное средство с большим удовольствием от вождения.
Разработанная в Техническом университете Кельна (TH Köln) управляющая электроника превращает обычный электромобиль в электрический полноприводный автомобиль. Каждое колесо может управляться индивидуально и регулироваться каждые две миллисекунды.
Это повышает маневренность автомобиля, а также удовольствие от вождения. "Используя угол поворота рулевого колеса, электроника рассчитывает, например, как водитель хочет согнуться и может перехватить прорывавшееся транспортное средство.
В этом случае внешние колеса автоматически становятся сильнее, а внутренние - слабее", - поясняет Фоссвинкель. В ходе практических испытаний на поворотах с абсолютно стабильными динамическими характеристиками можно было ехать на 30% быстрее.
"Поскольку нам не нужен центральный двигатель или коробка передач, наша топология привода не требует большого объема технического обслуживания и отличается прочностью.
Типичные быстроизнашивающиеся детали, такие как приводные валы, устраняются, и трансмиссионное масло не требуется доливать", - говорит Фоссвинкель. Сам ободной двигатель также защищен от воздействия окружающей среды карбоновым барабаном.
Поскольку между чашей и ободом имеется безопасное расстояние в пять миллиметров, удары об обод, например, при движении по бордюру, не влияют на работу двигателей.
Оптимизирован уровень шума двигателя.
Электрические двигатели ступиц колес были изобретены еще в конце 19 века. Тем не менее, она еще не использовалась в серийных автомобилях, в основном из-за неподрессоренной массы колеса.
Безмагнитный тип машины также препятствует ее использованию из-за громкого шума двигателя, вызванного системой.
