МАДИ представит технологию конвертации обычного автомобиля в электромобиль

Автомобильным выхлопам готовят удар током

Фото с сайта teslamotors.com

Команда учёных Московского автодорожного института разрабатывает технологию, позволяющую переоборудовать любую легковушку в электромобиль без потери её тягово-ходовых качеств.

Автомобили на электричестве давно намереваются потеснить своих бензиновых собратьев, и, казалось бы, имеют для этого существенный козырь – нулевой выхлоп, но чтобы выиграть в этой «гонке машин за лидерство» им ещё много не достаёт. Их пока очень мало, чтобы претендовать на большую долю авторынка, их дорого производить «с нуля», они, как правило, уступают в мощности и быстроте, и им нужна особая инфраструктура, которая, увы, не достаточно развита на сегодняшний день. Придать ускорение электромобилям планирует группа учёных МАДИ за счёт создания технологии конвертации традиционного автомобиля в электрический.

К реализации такого проекта подталкивают два обстоятельства: стремительное развитие рынка аккумуляторных батарей, способных выполнять роль «сердца» машины, и растущий спрос на электромобили. Обе тенденции имеют место, в том числе, в России.

В частности, учрежденная Институтом биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН фирма разрабатывает тяговые аккумуляторные батареи на основе «магний – графен», которые, предположительно, смогут обеспечить электромобилю пробег в тысячу километров от одного заряда.

Наблюдается также рост спроса, что констатируют сами учёные МАДИ: к ним всё чаще поступают заявки от физических лиц с просьбой переоборудовать машину в транспортное средство, работающее на токе.

«У технологий конвертации автомобилей в электромобили большое будущее, – считает участник проекта, доцент кафедры «Электротехника и электрообрудование» Кирилл Сидоров. – На мой взгляд, в них заложено больше возможностей, чем в проектах по разработке электромобилей с нуля, которые невероятно затратные. Пока на слуху только одна такая «новорожденная модель», разработанная американской компанией Tesla Motors. Её авторам приходилось делать не только систему тягового электрооборудования, батарею, электропривод, но и полностью создавать концепцию нового транспортного средства. Мы же делаем ставку на не менее перспективный и относительно простой путь, который, кстати, очень интенсивно развивается во всём мире».

Исследователи ставят перед собой сразу две задачи. Во-первых, это оснащение базового транспортного средства системой тягового электрооборудования, которая включает в себя аккумуляторную батарею и электрический привод – преобразователь напряжения. Во-вторых, это адаптация к новым, электрическим условиям вспомогательного оборудования, которое уже есть на борту, в частности, элементы рулевого управления, систему охлаждения, бортовую электронику и так далее. И то, и другое сделать весьма непросто.

«Если обычный автомобиль работает от топлива, залитого в бензобак, то электрический – от энергии, которая содержится в аккумуляторной батарее. Следовательно, нам нужно разместить батарею так, чтобы она заняла свободное пространство в машине, и нужно еще отыскать такое пространство, – разъясняет Кирилл Сидоров. – Одновременно
необходимо сохранить все характеристики базового транспортного средства. То есть после конвертации оно не должно потерять ни одного своего свойства, ни одной функции, иными словами, не должно стать хуже для потребителя».

При сохранении внешних, потребительских достоинств, «внутренности» конвертированной машины претерпят некоторые изменения. Главным образом это касается силовой установки, которая будет функционировать в системе следующим образом: энергия тяговой аккумуляторной батареи поступит на силовой преобразователь напряжения, который превратит постоянное напряжение источника тока в переменное трёхфазное напряжение. То в свою очередь запустит тяговую электрику, а уже она начнёт приводить в движение механическую часть электромобиля.

Для сравнения, в обычном автомобиле весь этот поток энергии проходит более длительный и сложный процесс. Сначала, как известно, топливо сгорает в двигателе внутреннего сгорания, потом энергия сгорания проходит на поршни и коленчатый вал, дальше – в коробку передач, затем через карданный вал – к главной передаче, и только после – к колёсам.

«Наша технология конвертации позволяет избежать многих этапов. Ставку мы делаем на то, чтобы, во-первых, исключить сам двигатель внутреннего сгорания, и исключить всё, что связано с ним, в первую очередь, коробку передач. Тем самым мы освобождаем пространство, чтобы разместить ту же аккумуляторную батарею. Ну и соответственно увеличиваем эффективность всей системы, исключив промежуточное звено – преобразование механической энергии», – комментирует ещё один участник проекта, доцент кафедры «Электротехника и электрооборудование» Тимофей Голубчик.

По словам ученых, самый капризный элемент в их пока еще теоретической разработке – универсальный аккумуляторный модуль. Он должен обладать низкой массой и малыми габаритами, что позволит оптимально размещать его в системе базового транспортного средства. Предусматривают разработчики и возможность комбинирования аккумуляторных модулей, различные варианты их подключения, что позволит, во-первых, подстраиваться под любые требования заказчика, а, во-вторых, применять эти же решения на вновь разрабатываемых электромобилях.

В настоящее время исследователи решают технические вопросы «на бумаге» и подготавливают почву для воплощения технологии в железе. Какой автомобиль будет взят за основу для конвертации, пока не известно. Модель выбирают из нескольких легковых иномарок, пользующихся популярностью в России. Также учёные озабочены анализом рынка тяговых аккумуляторных батарей и изучением возможностей зарядной инфраструктуры в России. По себестоимости машины, переродившейся в электромобиль, говорить пока рано.

По большей части цена будет зависеть от готовых аккумуляторных модулей, на базе которых будет сформирована тяговая батарея.

В качестве индустриального партнёра МАДИ в разработке данной технологии выступает компания «Инфинит», специализирующаяся на энергетических проектах.

Проект «Разработка и реализация полного технологического цикла по конвертации автотранспортных средств в электромобили с перспективными тягово-динамическими характеристиками и показателями экологической безопасности» поддержан поддержан ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технического комплекса России на 2014–2020 годы».

Автор: Быкова Наталья