Innowacyjne pojazdy elektryczne na potrzeby miast przyszłości
Wzrost potrzeb w zakresie mobilności miejskiej oraz popyt na zrównoważone praktyki sprawiły, że konieczne jest opracowanie architektur pojazdów elektrycznych, które będą bezpieczniejsze i bardziej niezawodne. Finansowany przez UE projekt TELL(odnośnik otworzy się w nowym oknie) skupia producentów najbardziej wydajnego obecnie sprzętu do zastosowań nisko- i średnionapięciowych, podmioty akademickie oraz MŚP specjalizujące się w miejskich pojazdach elektrycznych. Zespół projektu opracował zoptymalizowane rozwiązania przeznaczone dla segmentu małych i średnich samochodów elektrycznych, hybrydowych samochodów elektrycznych wyposażonych w dodatkowy niskonapięciowy napęd elektryczny oraz lekkich pojazdów miejskich. „Nowa wiedza zostanie na przykład wykorzystana w procesach produkcyjnych dostosowanych do potrzeb klienta, procesach edukacyjnych i dalszych pracach rozwojowych prowadzonych w ramach projektów kontynuacyjnych, takich jak projekt Multi-Moby(odnośnik otworzy się w nowym oknie)”, zauważa Irene Karitnig, kierowniczka projektu.
Wysokowydajne elementy
Nowe, oparte na azotku galu tranzystory o wysokiej ruchliwości elektronów wykorzystują przełomową technologię bazującą na krzemowych tranzystorach MOSFET, które można wykorzystać we wszystkich segmentach sektora motoryzacyjnego. Opracowano je – podobnie jak falowniki oparte na krzemowych tranzystorach MOSFET – z myślą o cyklach jazdy miejskiej(odnośnik otworzy się w nowym oknie). Średnia sprawność o wartości > 96 % uzyskana w zakresie prędkości 0–40 km/h jest imponująca. Falownik pełni rolę nowoczesnego algorytmu umożliwiającego polowo zorientowane sterowanie silnikami elektrycznymi wyposażonymi w magnesy stałe. Zoptymalizowano go poprzez poprawienie modelu strumienia silnika i procesu osłabiania pola. Było to możliwe tylko dzięki zastosowaniu nowego czujnika położenia kątowego o wysokiej precyzji pomiaru i udoskonaleniu algorytmu śledzącego to położenie. Precyzyjne pomiary przeprowadzone z użyciem prototypowych maszyn umożliwiły dostrojenie zmiennych sterujących oraz optymalizację sprawności i dynamiki przy prędkościach poniżej prędkości podstawowej i przy osłabianiu pola. Ostateczną gęstość mocy na poziomie 19,3 kVA/l osiągnięto dzięki znacznej redukcji strat mocy oraz zwiększeniu prądu przebicia.
Niskie koszty i wysoka wydajność
Szczególny nacisk położono na redukcję kosztów na etapie projektowania i wytwarzania – w tym celu w produkcji zarówno elektrycznych układów napędowych, jak i całych pojazdów zastosowano koncepcje Przemysłu 4.0(odnośnik otworzy się w nowym oknie). Pojazdy, które wyprodukowano w mikrofabryce, są wykonane w całości ze stali i spełniają najbardziej restrykcyjne wymagania w zakresie testów zderzeniowych, dzięki czemu mogły uzyskać klasyfikację M1 (pojazdy do przewozu osób) i N1 (pojazdy do przewozu towarów, o masie nieprzekraczającej 3,5 t). Obwód zasilania i obwód logiczny układu napędowego nie wymagają użycia zewnętrznego filtrowania, by spełniać normy kompatybilności elektromagnetycznej. Ponadto – dzięki temu, że specjalny falownik i silnik cechują się bardzo wysoką sprawnością przy niskich napięciach – nie ma konieczności stosowania kosztownych i dużych urządzeń do wymuszonego chłodzenia powietrzem lub obwodów i urządzeń do chłodzenia cieczą. Wbudowanie nowego układu napędowego w podwozie pojazdu elektrycznego, wysoka termalizacja akumulatora i zmniejszenie zależności zasięgu od temperatury zewnętrznej przekładają się na możliwość odbywania dalekich wypraw. Co więcej, wyższa sprawność zespołów napędowych umożliwia zwiększenie zasięgu jazdy, pozwalając na dłuższe podróże bez wielu przerw na ładowanie, co pozytywnie wpłynie na mobilność miejską.
