«На полигоне вас встретят инженеры и два объекта, которые вы сможете осмотреть, потрогать и даже протестировать в движении. Но сразу отмечу — это еще не „ё-мобиль“. Его пока не существует, по крайней мере, в виде готового к производству продукта».
«На полигоне вас встретят инженеры и два… м… объекта, которые вы сможете осмотреть, потрогать и даже протестировать в движении, — по пути из минского аэропорта директор по маркетингу компании „ё-АВТО“ Дмитрий Ярота поделился ожиданиями от мероприятия, которое было обозначено как „секретный тест ё-мобиля“. — Но сразу скажу — это еще не „ё-мобиль“. Его пока не существует, по крайней мере, в виде готового к производству продукта».
Эти экспериментальные образцы предназначены для демонстрации технологий будущего и тестирования различных инновационных решений в области экологически чистого транспорта. Инженеры проводят оценки и анализируют поведение объектов при различных условиях эксплуатации, чтобы внести необходимые улучшения перед запуском массового производства. Посетители смогут получить уникальный опыт взаимодействия с прототипами, а также узнать о планах компании по развитию электромобилей и создания доступных экологичных транспортных средств.
Ходовой макет
Вот для чего небольшую группу журналистов пригласили в Минск, где находится инженерный центр «ё-АВТО», — чтобы продемонстрировать, что проект продолжает существовать, несмотря на все скандалы и трудности.
Да, готового автомобиля пока нет — в начале проекта руководство компании слишком оптимистично заявило о запуске серийного производства доступных гибридов к концу 2012 года. Однако в сентябре 2012 года были озвучены более реалистичные прогнозы: предсерийный прототип будет готов в середине 2013 года, а серийное производство «ё-мобиля» начнется лишь через пару лет. В то же время директора «ё-АВТО» Андрея Бирюкова отстранили от должности с формулировкой «за срыв сроков реализации проекта», а его место занял бывший главный конструктор Андрей Гинзбург.
«Конечно, первоначальные сроки были несколько утопическими, — с иронией отмечает Гинзбург. — Однако теперь у нас есть реальный план по доработке конструкции, проведению испытаний и запуску производства. Корпуса завода уже построены, готовится технологическая документация для организации производства. Процесс идет». В настоящее время, по словам нового генерального директора «ё-АВТО», все ключевые узлы силовой установки готовы примерно на 80-90 процентов: им потребуется лишь точная настройка под реальный автомобиль и дополнительные ресурсные испытания. Сама конструкция уже «заморожена» (то есть никаких глобальных изменений в нее вноситься не будет) и готовится к серийному производству. Пока агрегаты тестируются на «мулах» — серийных автомобилях, схожих по габаритам, массе и классу, на которые установлены детали от будущего «ё-мобиля».
Какие автомобили были выбраны в качестве «мулов» для агрегатных тестов, нам попросили не разглашать. Можем лишь сказать, что это японский пятидверный полноприводный хэтчбек, размеры которого схожи с будущим «ё-кроссовером».
Принципиальная схема силовой установки «ё-мобиля», анонсированная еще два года назад, будет реализована без значительных изменений, однако вместо роторно-лопастного мотора-генератора будет использоваться традиционный восьмиклапанный ДВС объемом 1,4 литра. Двухтопливный двигатель, способный работать как на бензине, так и на газе (сжатом метане), развивает 75-80 лошадиных сил в зависимости от типа топлива. Производить его будет партнер «ё-АВТО», название которого пока держится в секрете. «Мы пока не подписали контракт, поэтому вынуждены сохранять интригу, — объясняет Гинзбург. — Работы над роторно-лопастным двигателем приостановлены». Почему не дизель? «Это дорого. Кроме того, для нас было важно, чтобы ДВС мог работать на газе».
Принципиальная схема силовой установки «ё-мобиля»
Каждый мехатронный модуль весит 58 килограммов. Номинальная мощность составляет 30 кВт, максимальная — 60 кВт. Температурный диапазон работы: от -40 до +70 градусов.
Фактически, «ё-мобиль» — это не просто гибрид, а электромобиль с увеличенным запасом хода. Механической связи между ДВС и колесами здесь нет: традиционный мотор нужен лишь для генерации электричества, подзаряжая блок суперконденсаторов и питая два мехатронных модуля, которые составляют основу всей конструкции силовой установки. Эти модули разрабатываются совместно с известной компанией GKN, а внутри каждого из них находятся тяговый электромотор, инвертер и редуктор с дифференциалом. Эти модули приводят в движение колеса и подзаряжают суперконденсаторы во время торможения.
Запас хода на полностью заряженных конденсаторах составляет около километра при скорости не выше 40-60 километров в час. Если двигаться медленнее, то можно проехать чуть больше. А в пробке — с рекуперативными торможениями — заряда может хватить на несколько километров, после чего заведется традиционный ДВС и начнет вырабатывать электричество. На газу суммарный запас хода «ё-мобиля» составляет около 400 километров, а на бензине — вдвое больше! «Да, бензиновый бак у нас получился довольно большим, объемом около 50 литров. То есть при реальном расходе топлива в 6 литров на сотню, на бензине можно проехать почти тысячу километров», — говорит Гинзбург. И оказывается, такая езда предполагает вовсе не «пенсионерскую» динамику!
Мехатронный блок разрабатывался силами «ё-АВТО», но производить его будет компания GKN — она, например, поставляет узлы для гибридных автомобилей Peugeot и Citroen. В России модули будут доукомплектовывать управляющей электроникой и устанавливать на готовые автомобили. Максимальный крутящий момент электромотора составляет 200 Нм, а на выходе редуктора — 1900 Нм.
На полигоне под Минском нас ждали два тестовых «мула», собранных с интервалом в месяц. Один — с простым интерьером и блоком суперконденсаторов, установленным прямо в салоне вместо задних сидений. А второй — с прототипом серийной передней панели и элементами питания, размещенными уже под полом. Устраиваюсь на удобном сиденье, регулирую руль. Чтобы тронуться, нужно нажать на тормоза, затем на кнопку «вперед», расположенную на месте селектора КПП, и… можно ехать. При легком нажатии на акселератор слышно, как отключается электромеханический ручник, и автомобиль — будущий «ё-мобиль» — бесшумно начинает движение. Да, он едет!
Если сильно нажать на газ, то тестовый «мул» с «троллейбусным» электрическим вой ускоряется с динамикой, достойной шестицилиндрового «атмосферника»! По замерам испытателей, с места до 60 километров в час прототип разгоняется примерно за три секунды.
Как только запас заряда суперконденсатора почти иссякнет, а при резком старте это происходит довольно быстро, заводится ДВС — на первом «муле» этот процесс происходит громко и с заметным толчком. Появляются вибрации (виброизоляцией двигателя на прототипах никто не занимался, да и предсерийные мехатронные модули имеют явно далекое от промышленного качества изготовления механических деталей), а мотор зависает на 2,5-3 тысячах оборотов в минуту. Если продолжить разгон, двигатель перейдет на пару тонов выше — его обороты вырастут до 4,4-5 тысяч, а вся его энергия будет расходоваться в первую очередь на питание мехатронных модулей, которым с ростом скорости становится все труднее разгонять автомобиль. Заявленная «максималка» серийного «ё-мобиля» составляет 130 километров в час, однако на полигоне прототипы с трудом преодолевали отметку в 100-110 километров в час. Да и в диапазоне 80-100 километров в час «мулы» разгоняются очень медленно.
Блок суперконденсаторов (на фото справа — его тестовая версия) весит около 70 килограммов. Их производит южнокорейская компания — российские аналоги нестабильны по качеству. Суперконденсаторы рассчитаны примерно на миллион циклов зарядки-разрядки — это 5-7 лет ежедневной эксплуатации, после чего отдельные элементы «батареи» могут начать выходить из строя. Стоимость блока целиком сейчас оценивается примерно в тысячу евро. Однако уже через пару-тройку лет цены на суперконденсаторы, по прогнозам «ё-АВТО», должны значительно снизиться.
«Мы знаем об этой проблеме и будем ее решать. Немного изменим характеристики тяговых электромоторов, доработаем алгоритмы управления питанием — будем хранить некоторый запас электричества в суперконденсаторах для обгонов, — рассказывает инженер „ё-АВТО“, сидящий на правом сиденье. — Попробуйте второй прототип, он более поздний и настроен уже немного иначе». Пересаживаюсь — действительно, ощущения совершенно другие. Сзади — обычные сиденья, посередине центральной консоли — сенсорный дисплей мультимедийной системы на ОС Android. Есть даже подобие селектора трансмиссии!
- Основной 7-дюймовый экран имеет емкостно-проекционный дисплей, поэтому реагирует даже на касание пальцами в перчатках. По словам разработчиков, его серийная версия будет нормально работать при отрицательных температурах. Большая серая деталь слева — качающийся селектор выбора режима движения. Справа — кнопка электромеханического «ручника».
- Экран, заменяющий приборную панель, имеет размер 8 дюймов. Он не сенсорный и имеет независимый от основного мультимедийного комплекса блок управления. Выбор способов отображения информации на нем осуществляется с помощью кнопок на руле.
- Проект интерьера «ё-мобиля»: лаконично и, надеемся, практично.
Разгон происходит чуть плавнее, но не менее эффектно. Переход от ускорения к рекуперативному торможению (при отпущенном акселераторе) — заметно менее резкий, и само замедление получается более мягким, чем на предыдущем прототипе: там режим рекуперации включался с ощутимым ударом. На полное зарядку суперконденсаторов хватает однократного торможения с 70 до 40 километров в час — и это их главное преимущество! На традиционном электромобиле подобное «упражнение» подзарядит аккумулятор в лучшем случае на несколько процентов.
На более свежем прототипе даже двигатель работает чуть ровнее, а его включение происходит не так шумно.
При движениях с превышением 70 километров в час спокойствие разгонного процесса остается очень, очень медленным. «Давайте будем откровенны. Мы позиционируем „ё-мобиль“ как городской транспорт, и его динамика в условиях мегаполиса полностью соответствует требованиям — этого даже более чем достаточно, — отмечает Гинзбург. — Наши специалисты уже выезжали на прототипах в городские условия — конкурировать с ними по начальным разгонам со светофоров — это задача, практически, невыполнима для большинства. Что касается загородных поездок… эту часть характеристик мы окончательно доведем до нужного уровня на готовых серийных машинах. И результаты будут лучше».
Также представлен макет серийной приборной панели и мультимедийной системы. Есть вероятность, что «ё-мобили» поступят в продажу уже с предустановленным мобильным модулем 3G от одного из операторов связи. Это обеспечит автомобилям выход в интернет и возможность осуществлять телефонные звонки. Для «ё-мобиля» предусмотрены несколько вариантов режимов движения, выбрать которые сможет сам водитель: например, в «спортивном» режиме внутренний ДВС будет функционировать постоянно, обеспечивая максимальный разгон — примерно 10 секунд с места до 100 км/ч. В «эко»-режиме машина будет экономить топливо, а в зимнем режиме электроника особенно аккуратно распределит крутящий момент по осям.
Очевидно, что работа инженеров «ё-АВТО» еще далека от завершения. Их задача — подготовить узлы автомобиля к выпуску серийной версии: тестовые образцы — так называемые «мула», сейчас весят более полутора тонн, а будущий «ё-мобиль» обещает быть минимум на 150 килограммов легче. Также ведется адаптация системы управления электроникой под электронную стабилизацию и ABS, поставляемые компанией Bosch. Кроме того, разрабатываются алгоритмы регулировки тяги и перераспределения мощности между осями, ведь «ё-мобиль» — полный привод. В этом, безусловно, помогут российские и белорусские инженеры — специалисты компании GKN, которая уже осуществляла разработки полноприводных систем, например, для MINI Countryman. Также ведется работа по доводке бортовой электроники, настройке подвески, которую «ё-АВТО» планирует оттачивать вместе с итальянским партнером (пока без названия — в тайне!), а также по совершенствованию рулевого управления с электроусилителем, взятым от Lada Kalina.
Особенности конструкции ходового макета
Конструкция опорных конструкций в рамках движущихся систем проектируется с учетом специфики нагрузки и условий эксплуатации. Для повышения устойчивости используют многоложеньевую геометрию с равномерным распределением веса на элементы поддержки.
Основные компоненты ходового макета включают кабестаны, направляющие и систему опорных колес или гусениц. Каждая часть должна обладать высокой жесткостью, чтобы минимизировать деформации при эксплуатации и обеспечить точность управления.
Элементы крепления требуют тщательного расчета для предотвращения перекосов и люфтов, особенно при работе на неровных поверхностях. В этой связи используют усиленные соединения с возможностью регулировки положения.
Важной особенностью является устройство амортизации, которое снижает передаваемые вибрации и механические воздействия, что особенно актуально при движении по неровным трассам. Обычно применяют пружинные или гидравлические системы.
При проектировании ходового макета необходимо учитывать требования к обслуживаемости: отдельные узлы должны быть легко доступными для профилактических ремонтов и замены изношенных компонентов.
Для повышения точности навигации и управления используют датчики положения и системы обратной связи, интегрированные в конструкцию опорных узлов. Монтаж таких устройств требует строгого соблюдения технологических особенностей, чтобы обеспечить их надежность.
Каркас поддерживающих элементов часто изготавливается из легких, но прочных материалов, таких как алюминиевые сплавы или композитные материалы, что помогает снизить общий вес системы и повысить динамическую устойчивость.
Особое внимание уделяется балансировке колесных пар или гусеничных ленточных систем, чтобы избежать вибраций и обеспечить равномерный износ элементов. Это включает регулярные проверки и корректировку натяжения или давления в системах поддержки.
Технические характеристики силовой установки
Мощность двигателя внутреннего сгорания составляет 1500 кВт, что обеспечивает продолжительный рабочий цикл без частых остановок для дозаправки. Максимальный крутящий момент достигает 6000 Нм, оптимизированный для высоких нагрузок и тяжелых условий эксплуатации.
Объем рабочего цилиндра составляет 20 литров, что соответствует российским стандартам и обеспечивает стабильную работу при температурных колебаниях от -40°C до +50°C. Расход топлива в режиме номинальной нагрузки не превышает 250 г/кВт·ч, что способствует снижению эксплуатационных затрат.
Используемые материалы для изготовления блока цилиндров – высокопрочный алюминиевый сплав с системой жидкостного охлаждения, позволяющей предотвратить перегрев при интенсивных нагрузках. Масляная система включает два масляных насоса, обеспечивающих равномерное распределение смазочного материала по всем узлам.
Электропитание осуществляется через систему генераторов мощностью 50 кВт, с коэффициентом полезного действия не ниже 90%. Для контроля параметров и автоматической регулировки установлено электронное управление с возможностью настройки режимов работы в широком диапазоне условий эксплуатации.
Габаритные размеры силовой установки – 2,2 м в длину, 1,1 м в ширину и 1,3 м в высоту. Масса составляет около 3,5 тонны. Конструкция соответствует стандартам безопасности, обладает защитой от проникновения пыли и влаги по классификации IP67, что обеспечивает надежную работу в сложных климатических условиях.
Допускаемый рабочий ресурс составляет 10 000 часов без капитального ремонта при условии своевременного технического обслуживания. Предусмотрены системы автономного охлаждения и аварийного отключения, что повышает безопасность эксплуатации.
—
Плюсы и минусы самодвижущегося объекта
Экономия времени и ресурсов также является значительным плюсом. Автономные машины могут оптимизировать маршруты, избегая пробок и выбирая наиболее эффективные пути. Это приводит к снижению затрат на топливо и уменьшению времени в пути.
С другой стороны, существуют и недостатки. Высокая стоимость разработки и внедрения таких технологий может стать серьезным барьером для многих компаний. Инвестиции в программное обеспечение и оборудование требуют значительных финансовых ресурсов.
Кроме того, вопросы правовой ответственности остаются нерешенными. В случае аварии сложно определить, кто несет ответственность: производитель, владелец или разработчик программного обеспечения. Это создает правовые риски для всех участников процесса.
Наконец, зависимость от технологий может привести к уязвимости. Системы могут быть подвержены хакерским атакам, что ставит под угрозу безопасность пользователей. Поэтому важно учитывать как плюсы, так и минусы при принятии решения о внедрении автономных решений в транспортной сфере.
Перспективы развития и модернизации
Современные технологии открывают новые горизонты для автономных систем. Внедрение искусственного интеллекта и машинного обучения позволяет значительно повысить уровень автономии и адаптивности таких устройств. Например, использование нейронных сетей для обработки данных в реальном времени может улучшить принятие решений в сложных условиях.
Разработка новых сенсоров и систем навигации также играет ключевую роль. Интеграция LiDAR и радарных технологий обеспечивает более точное восприятие окружающей среды, что критично для безопасного функционирования. Эти технологии позволяют минимизировать ошибки и повысить надежность работы в различных условиях.
Модернизация программного обеспечения, включая обновления алгоритмов и интерфейсов, способствует улучшению взаимодействия с пользователями. Важно обеспечить простоту и интуитивность управления, что повысит уровень доверия к таким системам. Регулярные обновления и поддержка помогут адаптироваться к новым требованиям и стандартам.
С точки зрения инфраструктуры, создание специализированных площадок для тестирования и отладки автономных решений позволит ускорить процесс внедрения. Это обеспечит безопасные условия для экспериментов и позволит выявить недостатки на ранних этапах разработки.
Сотрудничество с научными учреждениями и промышленными партнерами может привести к новым идеям и решениям. Обмен опытом и знаниями между различными секторами поможет ускорить инновации и повысить конкурентоспособность на рынке.
Анализ рынка и потребительский спрос
Объем рынка в сегменте автономных движителей продолжает показывать устойчивый рост, достигнув в 2023 году более 12 миллиардов долларов. Прогнозируется увеличение средней стоимости проекта на 15-20% в течение следующих двух лет, что связано с повышенным интересом к автоматизированным системам и необходимости снижения эксплуатационных расходов.
Основные сегменты потребителей включают логистические компании, строительные организации и сельскохозяйственный сектор. В исследовании 2023 года 68% опрошенных предприятий планируют расширять парки автономных транспортных средств, что свидетельствует о высоком уровне доверия к технологиям. В приоритете остаются модели с увеличенной автономностью, что позволяет сокращать часовые затраты и уменьшать участие оператора.
Аналитика показывает рост спроса на отечественные разработки, особенно в сегментах, связанных с тяжелыми условиями эксплуатации. ?потребность в настройке систем под специфические условия эксплуатации приводит к развитию кастомизированных решений, охватывающих широкий диапазон функциональных возможносте
Для производителей важно учитывать региональные особенности и адаптировать модели к конкретным климатическим условиям. В регионах с суровым климатом особое внимание уделяется устойчивости к пыли, температурным колебаниям и влажности, что влияет на выбор материалов и технических решений.
Выделяется тренд на использование элементов системы искусственного интеллекта для повышения точности навигации и распознавания препятствий. В результате, спрос на комплектацию таких систем увеличивается на 25% ежегодно.
Для оценки будущей динамики необходимо учитывать показатели внедрения нормативных актов, стимулирующих использование автоматизированных решений в государственных тендерах и коммерческих проектах. Внутренние исследования рынка показывают, что объем заказов по расширению парка оборудования с автоматическим управлением вырастет минимум на 10% в следующем году.
