Мотор-колесо Protean360 + позволит электромобилям будущего парковаться любым боком

23 июля 2019

«Угловой модуль» Protean360 + сделает парковку беспилотных шаттлов беспроблемной

Британская компания Protean Electric предложила новейшую концепцию «углового модуля» – универсального мотор-колеса с поворотом на 360°, объединяющего в одном продукте инновационные технологии электротрансмиссии, рулевого управления и подвески, который может революцинизировать городские транспортные средства будущего, включая беспилотные шаттлы.

Модуль, названный Protean360 + считается первым в своем роде, разработанным для коммерческого использования, предлагающим возможность вращения колеса на 360° в вертикальной плоскости. Кроме того, модуль включает инновационную ультракомпактную подвеску с пневматическим контролем высоты дорожного просвета и высокоэффективным и мощным интегрированным электродвигателем ProteanDrive.

Модуль Protean360 +, предназначенный для городских транспортных средств следующего поколения позволяет перемещать людей и товары плавно и эффективно по самым оживленным улицам города. Компактная конструкция модуля позволяет создать транспортное средство с полностью ровным полом салона, обеспечивая комфортный бесступенчатый вход и выход как по бокам, так и через фронтальные (!) двери шаттла, что особенно удобно для инвалидных и детских колясок, обеспечивая мобильности для всех. Соответственно транспортное средство может парковаться передом, задом или боком к бордюру, а пассажиры смогут высаживаться непосредственно на тротуар не ступая на проезжую часть дороги.

Исключительная маневренность, обеспечиваемая 360-градусной системой рулевого управления, позволяет максимально удобно и быстро передвигаться по загруженным городским улицам и парковаться в самых ограниченных пространствах, при этом абсолютно точно пристыковываясь к бордюру. После остановки шаттла пневматический регулятор высоты дорожного просвета Protean360 + позволяет машине практически «встать на колени», опустив пол салона точно до уровня тротуара, что позволяет плавно и практически по ровному пространству перегружать грузы или перекатываться колесам инвалидных и детских колясок, а также входить и выходить детям и пожилым людям с ограниченной подвижностью.

Генеральный директор Protean Electric К.Ю. Чан объясняет: «Программа городской мобильности «Транспорт как услуга» набирает обороты, и вместе с этим возникает потребность в новом классе городских транспортных средств общественного или частного использования, пассажирских или для доставки товаров, управляемых человеком или автономных – все эти новые транспортные средства требуют новейших технологий, которые позволят реализовать все эти задачи. Соответственно «угловой модуль» Protean360 +, созданный нашей командой на основе инновационных технологий, позволяет в полной мере удовлетворить требования к таким городским транспортным средствам следующего поколения».
Чан считает: «Угловой модуль Protean360 + разумно сочетает в себе передовые, но при этом уже готовые к производству технологии. Его непревзойденные возможности значительно повышают эффективность концепции городских транспортных средств, и мы уже ведем переговоры с потенциальными клиентами, желающими применить угловой модуль в своих будущих транспортных средствах».

ТЕХНИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Рулевое управление с круговым вращением
Возможность поворота каждого колеса на 360° без ограничения, обеспечивает исключительную маневренность транспортного средства.
Автономные транспортные средства все равно будут обязаны реагировать на сложные конфигурации стационарных уличных объектов, а также реагировать на неожиданные препятствия на их пути. Абсолютная маневренность, обеспечиваемая полноповоротным рулевым управлением всех четырех колес (схожая с той, которой располагают ручные тележки в супермаркетах – авт.), означает, что машине не нужно будет останавливаться даже при выполнении самых сложных маневров. Модуль Protean 360+ поможет свести к минимуму риск того, что транспортное средство столкнется с ситуацией, при которой оно не сможет плавно и безопасно развернуться. В результате поездки будут менее подвержены сбоям или задержкам для пассажиров и, что не менее важно, для всех прочих участников дорожного движения, помогая упорядочить транспортные потоки и свести к минимуму пробки.

Поскольку угловые модули позволяют транспортному средству и самому вращаться на 360° в пределах его собственных внешних габаритов, то это позволяет ему непрерывно двигаться по узким городским улицам и по узким поворотам, например, на развязках, а также на парковках и погрузочных площадках. И, что особенно важно, это обеспечит максимальную точность припарковывания непосредственно к бордюру.

Возможность вращения на 360° стала возможной благодаря запатентованному вращающемуся устройству, которое расположено над главным рычагом углового модуля. Верхняя часть вращающегося устройства закреплена на транспортном средстве, а его нижняя часть крепится к кронштейну модуля.

Блок электрического рулевого управления (действующий по проводам) расположен над модулем, так что ось вращения направлена на нижнюю часть колеса.
К нижней вращаемой части модуля пристыкован интерфейс кабеля управления двигателя, гидравлика и пневматическая система управления высотой хода подвески модуля, которые подключены ко второму статическому интерфейсу внутри ступицы мотор-колеса. При вращении модуля на 360° несущий рычаг поворачивается также на 360° и все компоненты привода вращаются вместе с ним. В результате при таком соединении кабели не скручиваются и не перетираются.

Новая двухколесная подвеска для компактности
Основной проблемой для системы подвески модуля было создание компактной схемы, необходимой для обеспечения минимального объема модуля внутри транспортного средства, позволяя создать ровный пол для пассажиров или большее пространство для грузов. Для создания компактной схемы команда разработчиков предложила новую многорычажную схему подвески с дополнительным нижним шарниром поперечного рычага.
Запатентованная кинематика «паук» с двойным поперечным рычагом и четырьмя поворотными рычагами обеспечивает как компактность компоновки, так и обеспечение полного хода подвески. Такая компоновка подвески обеспечивает оптимальную геометрию и дополнительное сочленение в нижнем рычаге подвески для достижения желаемой кинематики при сохранении чрезвычайно важной компактности подвески. Это также позволяет такой подвеске демонстрировать одинаковое поведение при любых направлениях движения.
В результате конструкция единого общего модуля оптимизирована для всех четырех углов ТС, что устраняет необходимость в создании левой и правой или передней и задней версий модуля, тем самым снижая затраты на его разработку и производство.

Пневматическая регулировка дорожного просвета позволяет ТС «вставать на колени»
Пневматическая система регулирования высоты дорожного просвета позволяет поднимать или опускать высоту кузова. Пневмобаллон и компрессор используются совместно с другими системами ТС и обеспечивают независимое управление высотой подвески каждого модуля для точного контроля уровня пола автомобиля.

Суперэффективный, полностью интегрированный мотор
Электропривод включает запатентованный интегрированный двигатель ProteanDrive, который объединяет мотор и инвертор в одном устройстве привода. Он значительно эффективнее, чем альтернативные типы привода, благодаря устранению потерь в трансмиссии.

Мотор-колесные двигатели также обеспечивают более динамичный контроль общей мощности и крутящего момента. Они могут менять вектор крутящего момента в течение миллисекунд, что означает улучшение характеристик ABS, ESC и систем контроля тяги, что улучшает безопасность, курсовую устойчивость и сокращает тормозной путь (примерно на 7%, согласно независимому исследованию). Кроме того, такая система обеспечивает высокий уровень резервирования, особенно при схеме с четырьмя модулями, поскольку при появлении проблем с любым одиночным двигателем мощность может передаваться на остальные модули.
ProteanDrive представляет собой синхронный двигатель с постоянными магнитами и встроенным инвертором и особым контуром жидкостного охлаждения, которые все плотно упакованы в обод колеса. Фрикционный тормозной диск и тормозной суппорт также встроены в колесо ProteanDrive, дополняя его системой рекуперирования при торможении.
Ротор электродвигателя соединяется непосредственно со ступицей, передавая крутящий момент от двигателя к колесу, что устраняет механические потери при передаче мощности. Конфигурация прямого привода отражена в конструкции двигателя ProteanDrive с высоким крутящим моментом и низкой скоростью вращения (это принципиальная проблема мотор-колес до сих пор не позволяла внедрить их на автомобилях размерностью менее карьерных самосвалов – авт.). Двигатель оснащен внешним ротором для обеспечения максимального крутящего момента, с такой конфигурацией, которая позволяет устанавливать редкоземельные магниты на его поверхности без удерживающих элементов, которые в противном случае могли бы снизить мощность мотор-колеса. Соответственно двигатель ProteanDrive Pd18 (для монтажа в 18-дюймовое колесо) развивает максимальный крутящий момент 1250 Н•м и пиковую мощность 80 кВт (107 л.с.).

P.S. Похоже компании ProteanDrive удалось обойти главную проблему мотор-колеса – несоответствие скорости вращения ротора электромотора и колеса автомобиля, из-за чего необходимо было встраивать в конструкцию планетарный редуктор, сильно утяжелявший конструкцию, а ведь это неподрессоренная масса, что крайне отрицательно сказывается на плавности хода и даже ограничивает достижимую максимальную скорость. Кроме того, это снижает КПД всей конструкции мотор-колеса, поэтому до сих пор в большинстве электромобилей тяговые электромоторы приводят колеса через ШРУСы, сами располагаясь в кузове, т.е. в зоне подрессоренных масс. Вращение же управляемых колес на 360° позволяет машине выделывать такие кульбиты, что полицейский разворот покажется детским лепетом.

Загрузка