Slovensko znanje kolesnih motorjev: neverjetno, kaj vse zmore avtomobil #video

Pravih avtomobilskih revolucij je bilo v zadnjih nekaj deset letih relativno malo. Tudi elektromotor se je v avtomobile dejansko vrnil. Med prelomnimi novostmi smo na primer že vozili avtomobil brez fizične povezave volana s kolesi. Kaj sledi? V ozadju avtomobilske industrije se kot nova velika stvar oziroma prelomna iznajdba, ki bi lahko bistveno spremenila avtomobil, omenjajo kolesni motorji. To so elektromotorji, ki postanejo sestavni del vsakega kolesa. 

Video – neverjetna vožnja z "navadnim" avtomobilom in dodatkom kolesnih motorjev

Foto: Gregor Pavšič Kolesni motorji postajajo resničnost

O Elaphejevem razvoju smo v preteklosti že veliko pisali. So eni izmed treh razvojnih podjetij na področju kolesnih motorjev. Pod eno streho združujejo visokoizobražene s področja strojništva, elektronike, fizike in podobnih področij. 

Tehnologija je še nova, a zdi se, da do njenega preboja vsaj v manjše serije avtomobilov ni več daleč. Novi športni renault 5 SE bo imel kot prvi serijski evropski avtomobil prav kolesne motorje. 

Na Vranskem smo imeli možnost prvič v praksi preizkusiti tri Elaphove razvojne avtomobile in pri tistem najbolj razvitem vzporedno voziti tudi tak serijski avtomobil. Taka neposredna primerjava je seveda najboljša. Na voljo so bili poltovornjak lordstown, nato električna mazda MX-30 brez dinamičnega delovanja pogona (razpored moči 50:50) in hyundai ioniq 5 z dinamičnim prilagajanjem vozne dinamike med štirimi motorji.

Videoposnetek – vrtenje za 360 stopinj na mestu

Foto: Gregor Pavšič Štiri tisočinke sekunde za prerazporejanje navora

Najprej nekaj teoretičnih predpostavk. Elaphejev motor ima maso od 35 do 40 kilogramov in za toliko je s tem sistemom težje posamezno kolo. Enoto sestavljajo pnevmatika, platišče, rotor, zavore in vpetje kolesa, stator in krmilni členek.

V primerjavi z enakim avtomobilom s tovarniškim pogonom ima avtomobil 20-krat hitrejše reakcije navora, polni navor lahko na posamezno kolo doda v štirih milisekundah, na desetkiloherčni osnovi poteka tudi prenos podatkov – ta je stokrat hitrejši in skrbi za pravi položaj koles, hitrost vrtenja, količino navora in podobno. Nadzor nad avtomobilom je celovit prav zato, ker je mogoče nadzorovati vsako motor posebej – njegovo hitrost, smer vrtenja in podobno. 

In še to – za vgradnjo kolesnega motorja niso potrebne predelave obstoječih avtomobilov, še manj nove razvojne platforme. Obenem vse suhoparne številke pravo vrednost dobijo šele v praksi.

Posamezni motor v kolesu ima lahko moč do 500 kilovatov in 6.000 njutonmetrov navora.

Videoposnetek – avtomobil igra glasbo brez zvočnikov

Primeri dobre prakse

Osnovni vtis po vožnjah na Vranskem, ki je praktična izkušnja ideje, ki smo jo do zdaj kot navedeno poznali v teoriji, je zares impresivna. Motor lahko s tako nadgradnjo pridobi povsem druge funkcije in nič več ne skrbi le za pogon avtomobila. Motor postane neposreden sestavni element varnostnega paketa, poskrbi za izjemno dinamiko in tudi udobje vožnje. 

• Odličen prenos moči na podlago, ko je ta drseča (na primer sneg, led). Na simulaciji take podlage smooth lahko na polno speljali z mesta in s komaj opaznim pojemkom moči je avtomobil suvereno speljal z mesta.
• Enako se zgodi, ko sta levi in desni kolesi na podlagi z različnim oprijemom. Speljevanje z mesta je tako suvereno, kot da bi bil oprijem pod vsemi štirimi kolesi enak.
• Tudi navaden avtomobil lahko postane izjemno zabaven športnik. Ioniq 5 z nekoliko prilagojenim podvozjem, ki pa ni tako bistveno, je s kolesnimi motorji pravi stroj za driftanje. Z vklopom tega programa ga je mogoče že na suhem asfaltu z blago kretnjo spraviti v drsenje in ga nadzorovati skoraj le še s centimetrskim hodom desne stopalke. Drsenje opravimo večinoma z dovajanjem oziroma odvzemanjem moči. Kot kaže eden izmed videoposnetkov, testni voznik cel drseči krog odpelje z drsenjem in pri tem za dodatek smeri le malenkostno uporabi volanski obroč.
• Elektromotorji v kolesih simulirajo tudi aktivno vzmetenje in pri ostrejših zavojih zmanjšujejo nagibanje avtomobila. To je mogoče doseči tako v smeri levo-desno kot tudi naprej-nazaj. To v praksi pomeni bolj udobno vožnjo za potnike v avtomobilu.
• Zdi se neverjetno, a elektromotorji z izkoriščanjem frekvenc in vibracij producirajo zvok avtomobila in celo igrajo glasbo. Zvočniki niso potrebni. Če se medtem z roko dotaknemo na primer kolesa, čutimo vibracije. Na videoposnetku je glasnost glasbe nastavljena le na kakih 30 odstotkov zmogljivosti. Avtomobilska glasba v vsakodnevnem življenju ni tako pomembna, drugače pa je z opozorilnimi zvoki za pešce in kolesarje. 

Videoposnetek – nadzorovano drsenje skoraj "brez rok" po drseči podlagi

Med partnerji Elapheja je tudi britanski McLaren. Foto: Gregor Pavšič Dodatne mase na kolesih med vožnjo ne občutimo

Kaj od tega najbolj navduši? Najbrž vozna dinamika, saj je avtomobil skoraj popolno in predvsem natančno vodljiv. Kot že rečeno, lahko to natančnost voznik dosega z milimetrskimi premiki desne noge, in ker ni nikakršnega zamika pogona, je vse zelo hitro, natančno in uživaško. Prav tako pa tudi varno, če upoštevamo druge prednosti kolesnih motorjev na področju boljšega oprijema in prenosa moči na cesto. 

Tisto o nevzmeteni masi na kolesih, kar smo navadno slišali kot največji pomislek glede sistemov kolesnih motorjev, se zdi po taki vozni izkušnji nesmiselno. Niti za trenutek med ovinki ni bilo mogoče občutiti, da bi dodatna masa na kolesih negativno vplivala na delovanje avtomobila. Treba je sicer poudariti, da je Elapheov izdelek zelo kompakten. Kolesne motorje namreč poznamo tudi pri kitajskih električnih kolesih. Če bi pa njihove motorje povečali na moč teh avtomobilskih, bi imeli maso vsaj sto kilogramov. Slovenski elektromotor ima v primeru razvojnih avtomobilov maso od 35 do 40 kilogramov, kar je ustrezno manj. 

V nekaj letih že več serijskih primerkov

Vozilo s kolesnimi motorji se zdi danes kot najboljši primer tistega, kar razumemo pod oznako avtomobila na programski zasnovi (software defined vehicle). Pa se je razvoj šele začel in tudi pri Elapheju bodo kmalu predstavili še nove rešitve. Zanimivo bo spremljati nadaljnjo implementacijo te tehnologije proti serijski uporabi. Sisteme kolesnih motorjev naj bi razvijali tudi že največji svetovni avtomobilski proizvajalec. Elaphe kot razvojni dobavitelj seveda ne sme vnaprej razkriti, s kom sodelujejo pri razvoju in kateri avtomobili bodo v nekaj letih dobili slovenske kolesne motorje in pripadajoče znanje. 

Del razvoja pri Elaphe poteka tudi v sodelovanju z velikimi evropskimi projekti, konkretno: SmartCorners, EM-TECH, HighScape in slovenskim GREMO Lightweight. Taki projekti namreč omogočajo razvoj naprednih tehnologij, za katere trg še ni bil pripravljen.

Videoposnetek – prikaz prilagajanja podvozja s pomočjo elektromotorjev v kolesih