По мере того, как электрический спортбайк TE-1 вступает в следующую фазу разработки, технический руководитель Williams Advanced Engineering рассказывает о прогрессе и проблемах.
Есть что-то вроде телесериала о радикальном электрическом проекте TE-1 Triumph Motorcycles. Это интригующая история, разворачивающаяся в четырех эпизодах или фазах в соответствии с ее концепцией. Фаза 2 того, что обещает стать значительным дополнением к миру мотоциклов, недавно завершилась, и нам предстоит пройти еще две фазы. Нам придется подождать, пока все будет раскрыто в последних сценах, но известные цели для электрического спортбайка включают дальность действия 120 миль (193 км), снаряженную массу 485 фунтов (220 кг) и время зарядки аккумулятора 0-80 % через 20 минут.
Повествование о проекте TE-1 больше похоже на документальный фильм о том, как они это делают, чем на загадку «кто не знает». Особое внимание уделяется совершенно новой аккумуляторной системе, разработанной Williams Advanced Engineering (WAE). Хотя проект остается коммерчески конфиденциальным, официальное коммюнике Triumph о завершении фазы 2 было положительным, особенно потому, что работа продвигалась, несмотря на пандемию COVID-19. Ключевые этапы проекта включают результаты испытаний, демонстрирующие значительные инновации в общей массе, технологии аккумуляторов и характеристиках трансмиссии, которые превышают цель, установленную Автомобильным советом Великобритании на 2025 год. Прототип тягового двигателя прошел стендовые испытания и, как утверждается, соответствует требуемым критериям производительности.
Батарея также прошла стендовые испытания, показав пиковую мощность 170 кВт, непрерывную мощность 90 кВт и продемонстрировав емкость 15 кВт-ч; Цели Triumph предусматривают пиковую мощность 130 кВт и постоянную мощность 80 кВт. Благодаря электронному двигателю с жидкостным охлаждением, переключению на SiC (карбид кремния), повышенной плотности энергии и эффективности корпуса, усовершенствованным спецификациям модуля элементов и полностью новому управлению батареями, разработки на данный момент обнадеживают Triumph, WAE и других партнеров WMG (в Университете Уорика) и Integral Powertrain. Проект поддерживается правительством Великобритании.
Хотя TE-1 остается закрытым проектом, технический директор WAE Пол Макнамара обсудил смысл его существования и основные требования исключительно с SAE International. «Основная проблема при рассмотрении аккумуляторных технологий в любом транспортном средстве состоит в том, чтобы убедиться, что при заданной стоимости мощность, энергия, масса и объем аккумуляторной системы соответствуют целям транспортного средства», - сказал он.
«Этот баланс становится еще более важным для электрического мотоцикла из-за более жесткой упаковки, системной интеграции и требований к массе для достижения целевых характеристик и дальности», - добавил Макнамара. «Обращение с продуктом и особое внимание к деталям в отношении соответствия конструкции, а также центра тяжести также важны», - заявил Макнамара.
Решение проблемы снижения производительности
На вопрос о том, что может сделать аккумуляторная система Williams для TE-1, чего не могут другие, Макнамара сказал, что одним из основных критических замечаний по поводу существующей технологии является значительное снижение производительности, вызванное очень низкими температурами окружающей среды и чрезмерной нагрузкой на трансмиссию. Тепло, создаваемое агрессивным использованием или более низким уровнем заряда аккумулятора.
«Мы сконцентрировались на том, чтобы сделать этот продукт более спортивным, чтобы велосипед обеспечивал большую производительность и запас хода независимо от условий эксплуатации», - сказал он. «Это достигается за счет использования нашей модульной технологии следующего поколения, нашей современной интегрированной системы управления батареями (IBMS) и соображений температурного режима». Он отметил, что опыт WAE в области управления температурным режимом в области аккумуляторных систем позволил инженерам «спроектировать и упаковать решение с жидкостным охлаждением с независимыми цепями для аккумулятора и двигателя». Термодинамическое моделирование, используемое для точного моделирования ячейки, позволило команде оптимизировать теплопередачу между ячейкой и охлаждающей жидкостью при проектировании внутреннего контура охлаждения батареи.
Комбинация системы управления аккумуляторной батареей WAE с функциями управления мотоциклом в одном пакете является важной частью разработки TE-1 и была одной из первоначальных целей проекта. Triumph и WAE считали, что комбинированный блок необходим для минимизации требований к весу и упаковке: «Зачем нужны два компонента, если один может выполнять одну и ту же функцию?» - спросил Макнамара. Он пояснил, что контроллер мотоцикла (MCC), интегрированный с BMS и собственными функциями управления мотоциклом Triumph, оптимизирует управление мощностью и энергией в «усовершенствованном» электрическом продукте.
Чтобы справиться с общим весом TE-1 (проблема для индустрии электрических мотоциклов) и стоимостью, команда применила подход «целостного управления энергопотреблением». Макнамара сказал, что модульная технология следующего поколения WAE, развернутая на TE-1, позволила «значительно» улучшить соотношение массы ячеек и упаковки. «Это, вместе с целью максимального повышения энергоэффективности, позволило значительно увеличить количество миль на киловатт-час, чем мы сейчас видим на рынке. Это позволило нам получить батарею меньшего размера, которая обеспечивает высокую производительность и будет экономичной, но при этом обеспечивает очень впечатляющую дальность действия », которую он еще не разглашает.
Цели упаковки для автоспорта
После завершения второй фазы Макнамара обсудил проблемы, которые предстоит решить для TE-1. «Уровни системной интеграции в упаковочную оболочку были значительными, но WAE привыкла к этому в наших автоспортивных проектах», - сказал он. Одна область, которая удивила его команду, - это степень, в которой Triumph подтолкнул их к оптимизации массового распространения. Он отметил, что точное, внушающее уверенность управление – важная часть ДНК продукта Triumph, «и их внимание к деталям, направленное на оптимизацию динамики мотоцикла, произвело на нас впечатление и бросило вызов». Интегрированная аккумуляторная система отвечает «всем ведущим в своем классе» целевым показателям », - сказал Макнамара. Далее следуют этапы тестирования мотоцикла, включая «проверку конструкции и оптимизацию функций управления для максимизации производительности, эффективности и дальности действия».
Несмотря на любой возможный эффект пандемии, Макнамара рассматривает первые фазы проекта TE-1 как демонстрацию успешного совместного инженерного партнерства. Он отметил, что отношения между сторонами существовали до проекта и закрепились на ранних этапах подачи заявки в правительство Великобритании на финансирование.
«Мы смогли составить план реализации проекта, который действительно основывался на сильных сторонах каждого партнера», - пояснил Макнамара. «Проект стартовал задолго до пандемии, и это позволило уточнить коммуникацию вместе с намеченной спецификацией. Партнеры хорошо адаптировались к вызовам COVID-19, и проект продолжает работать над достижением всех своих целей ». Поклонники триумфа и развивающаяся индустрия электрических мотоциклов ждут следующих глав истории TE-1.
