Přihlásit

Malý elektromobil FIDO

Malý elektromobil vyvíjejí společně firma Combatra a liberecká univerzita

Funkční prototyp uvidí veřejnosti už letos v září

Pražská firma Combatra s.r.o  a Technická univerzita v Liberci (TUL) vyvíjejí v rámci společného projektu malý městský elektromobil s pracovním názvem  Fido. Na tříletý projekt poskytla zhruba třicetimilionovou dotaci Evropská unie prostřednictvím ministerstva průmyslu a obchodu. Peníze plynou z Operačního programu Podnikání a inovace pro konkurenceschopnost. Funkční vozítko chce firma představit letos v září a potom bude usilovat o získání homologace.

 

„Zhoršující se životní prostředí a omezené zdroje fosilních paliv zákonitě vedou k elektromobilitě. Proto vyvíjíme malý městský elektromobil kategorie malého motocyklu AM o maximální rychlosti 45 km/h a váze 350 kg. Budou s ním moci jezdit řidiči od patnácti let a mohl by se stát i oblíbeným vozítkem seniorů. Využití ale najde i jako vozidlo pro turisty, pro invalidy, na nákupy, rozvoz pošty apod.,“ informuje za firmu, absolvent Vysoké školy strojní a textilní v Liberci (dnešní TUL) Ing. Miloslav Kolomazník.

Autorem designu je absolvent Vysoké školy umělecko-průmyslové v Praze Karel Vránek.  Na konstrukci se zpočátku podílel i čtyřnásobný mistr republiky ve formulových vozech Jaroslav Vorel. První funkční vzorek představila firma na výstavišti v Brně a Letňanech. „Vzbudil velký zájem, ale my jsme s ním nebyli spokojeni. Bylo jasné, že poměrně hlučný vzorek ze sklolaminátu potřebuje další úpravy a že musíme najít technologii, která umožní sériovou výrobu. Chtěli jsme vyvinout více kompaktní a lehčí karoserii, a proto jsem se obrátil na svoji Alma mater. A tak začala naše spolupráce s Technickou univerzitou v Liberci, konkrétně s katedrou vozidel a motorů fakulty strojní,“ říká Ing. Kolomazník.

Ve spolupráci s vybranými studenty magisterského studia fakulty strojní byla vyvinuta nová podoba elektromobilu Fido.  Podle vedoucího katedry vozidel a motorů Ing. Roberta Voženílka PhD. byli studenti v kontaktu s firemním konstruktérem Adamem Přečkem a podíleli se konstrukčně na vývoji dílčích komponent podvozku a vybraných dílů karoserie a jejich upevnění. Hlavní nosná část rámu vozidla je tvořena ze speciálně vyvinutých profilů z hliníkové slitiny. Na ty je připevněn další rám, jenž tvoří profily také z hliníkové slitiny, a na ně je přichycena karoserie z plastových dílů. „Studenti odvedli plnohodnotnou vývojovou práci. Těší mě, že naši studenti jsou schopni vyřešit i takto náročné úkoly. Podobnou spolupráci s firmami vítáme, protože to odpovídá naší filosofii -  co nejvíce propojit studium s praxí,“ konstatuje doktor Voženílek.

Práce na vozítku je podle Miloslava Kolomazníka kombinací práce konstruktérů a odborníků na  elektro, přičemž elektromobilita dostala od firmy podstatně větší prostor. „Vyřešit elektrotechniku, to bylo to nejpodstatnější v naší spolupráci. Zabodovali odborníci z Fakulty mechatroniky, informatiky a mezioborových studií, kteří vyvíjel kompletní elektrickou výzbroj,“ konstatuje Ing. Kolomazník

Pomáhají moderní přístroje v univerzitní laboratoři

Úkolem týmu fakulty mechatroniky, informatiky a mezioborových studií pod vedením Pavla Jandury bylo vyvinout návrh nového elektrického pohonu - to znamená motory a měniče, k tomu trakční baterie a systém dobíjení, plus palubní elektronika. K dispozici má tým univerzitní laboratoř vybavenou moderním testery (cyklovači) elektrochemických článků, modulů i celých baterií, které umí články i baterie nabíjet a vybíjet s nekonečnými možnostmi programování a zaručují precisní měření sledovaných veličin. Zařízení spolupracují s teplotní komorou, kde je možné nastavit teplotu okolí i její dynamickou změnu ve velkém rozpětí. Testy životnosti baterií vygenerují  velké množství uložených dat, které se dále zpracovávají a vyhodnocují „Než doporučíme vhodný článek, zajímají nás vždy všechny klíčové parametry moderních technologií, hodnotíme pokroky v prakticky dosažitelné energetické hustotě, což je v dnešní době alfa a omega pro rozšíření elektrického pohonu do různých aplikací,“ říká doktor Jandura.  Člen týmu Ing. Petr Bílek PhD. upřesňuje, že pro snazší práci s kabelovými svazky  „ladí“ tým fakulty veškerou elektroniku i pro nový elektromobil na speciálně vyrobené testovací lavici. „Elektroniku připravujeme k napojení na centrální řídicí jednotku. Vše se testuje, aby motorky stěračů, blinkry nebo zámky fungovaly, jak mají,“ popisuje Petr Bílek.

Testovalo se několik měsíců

Než došlo k rozhodnutí, že určitý článek je vhodný právě pro toto konkrétní použití, objednalo se několik baterií a ty se na fakultě cyklicky testovaly zhruba půl roku. Vědci porovnávali poměr energetické hustoty a ceny baterií. „Důležitá je z hlediska spotřebitele také cyklická životnost baterie, tu testujeme ve speciální komoře při skutečně extrémních podmínkách, třeba při teplotě minus 30 stupňů Celsia. Testy prokázaly, že životnost námi navrhovaných baterií je velmi dobrá a pro uživatele příznivá,“ přibližuje Pavel Jandura.  Původně se podle něj počítalo se zhruba třemi stovkami menších osmikilowathodinových článků nakonec byly ale do vozidla zamontovány dvacetikilowathodinové články, kterých je potřeba podstatně méně a přitom se nemění prostor pro baterie vymezený. „To má výhodu pro výrobce, protože menší počet článků vyžaduje méně výrobních operací. Další výhodou velkých článků je to, se na ně na ně dají namontovat šroubovací terminály a to přinese zjednodušení malosériové výroby, která si nemůže dovolit automatickou výrobní linku a je pro ni výhodnější šroubovat články ručně,“ dodává člen týmu doktorand Lukáš Krčmář s tím, že baterie je navržená pro bezpečnou hodnotu napětí, takže se obsluha nemusí obávat úrazu elektrickým proudem. Elektrické články v malém českém elektromobilu pohánějí dva na sobě nezávislé motory v zadní nápravě. Každý motor má trvalý výkon 6 kW. U každého motorů se dá nezávisle regulovat točivý moment. „Motory v kolech jsou výhodné právě pro malosériovou výrobu jednoduchých vozidel - relativně snadno se na vozidlo osadí a není potřeba převodovka s poloosami. K bezpřevodovým motorům v kolech bylo potřeba také vytipovat a vyladit měniče. Dojezd by měl být zhruba 150 kilometrů, což pro kategorii L6e, považuji za dostatečné,“ přiblížil Lukáš Krčmář. A jak ho doplňuje Petr Bílek, každá baterie i motory mají svoji řídící jednotku. „To jsou standardy použití v automotivu. My na fakultě vyvíjíme pro Fida centrální jednotku, která bude sledovat formace z těchto jednotek a zastřešuje komunikaci s řidičem.  Zároveň zde řešíme displej, který bude  informace, které centrální řídící jednotka dostane  od ostatních řídících jednotek zobrazovat.

Displej vozu vyřešil student v rámci bakalářské práce

Přístrojový panel vozidla vyvinul student fakulty Jan Peča v rámci své bakalářské práce přístrojový panel vozidla. Ten bude umístěn za volantem a bude zobrazovat základní údaje „Programuje grafiku displeje a vytvořil software do řídicí centrální jednotky, která s displejem komunikuje. Když to zjednoduším, vylaďuje  to, aby se rozblikaly žárovky, když řidič zmáčkne blinkry a aby se na přístrojovém panelu rozsvítily i kontrolky. Zároveň chceme, aby řešení splňovalo moderní standardy praktických automobilů,“ doplnil Petr Bílek.

V současnosti je na světě už druhý funkční vzorek.

Zkonstruovaný funkční vzorek prošel již na jaře prvními testovacími jízdami na uzavřeném okruhu v Praze. „Samotné pohony jsme testovali na dynamometru, což je vlastně elektronická brzda, na které se dají vyzkoušet základní parametry motorů. Z hlediska pohonu dopadly jízdy velmi dobře. Auto je zcela funkční, dynamické vlastnosti jsou velmi dobré, té pětačtyřicetikilometrové rychlosti se dosáhne poměrně rychle. Musím ale počítat s tím, že tam je prototypová baterka, takže jsme zatím ještě výkonově omezeni. Můžeme přidávat jen opatrně, ale auto si vede dost dobře,“ řekl Lukáš Krčmář, který má na starosti právě pohony.

Svými rozměry je Fido velmi úsporné vozidlo

Vyvíjené vozidlo je konceptem podobné Renaultu Twizzy. Fido ale nabízí více místa pro druhého člena posádky dík tomu,  že sedačka bude umístěná diagonálně za řidičem. Verze určená pro potřeby firem nabídne jen místo pro řidiče a zbytek bude tvořit úložný prostor o objemu 700 litrů. Vozidlo bude svými rozměry velmi úsporné. Konstruktéři dosáhli délky (2 450 mm) a šířky (1380 mm). Fido by tak mohlo parkovat kolmo k chodníku. „Chceme nabídnout jednoduché, lehké vozidlo, ekologicky vstřícné, s minimálními provozními náklady, snadné k pochopení a opravě. Cena by se mohla pohybovat mezi dvěma a třemi sty tisíci korunami,“ řekl Miloslav Kolomazník. Připravované vozidlo by se podle představy firmy Combatra mělo vyrábět v malých sériích. Pokud by firma se svými omezenými výrobními možnostmi vyráběla auto sama, jednalo by se nanejvýš 500 až 1000 kusů ročně. Ve hře je ale i druhá možnost, že by se našel vhodný investor. Podle Kolomazníka už společnost jednala i s potenciálním obchodním partnerem z Indie. Slibné jednání však přerušila pandemie, v jejímž důsledku automobilový průmysl postihl výrazný výpadek výroby.  „Jednání budou ale pokračovat, ve hře je i myšlenka na společný podnik. Projekt skončí v září a do té doby musíme mít hotový prototyp a nástroje, aby se vozidlo mohlo začít vyrábět. Homologace sice není součástí projektu, ale chceme na ní začít pracovat. Věříme, že by se to mohlo podařit během příštího roku,“ naznačuje Ing. Kolomazník.

Pro rozvoj elektromobility je nezbytná infrastruktura, Fido by se ale bez ní mohl obejít.

Pokud chceme elektromobily účelně využívat, je podle odborníků i laické veřejnosti nutné u nás vybudovat funkční infrastrukturu. Ta ovšem ještě u nás není  ve vyhovujícím   stavu. „Do budoucnosti, která bez diskuze elektromobilitě patří, je nutné ji vybudovat rychle na základě propracované studie pokrytí ČR a s využitím dostupných dat a zkušeností ze zahraničí,“ zdůrazňuje Jandura. Dodává, ale že je potřeba rozlišovat infrastrukturu pro kategorii běžných vozidel a dobíjení malých pomalých vozítek L6e, u kterých se nepředpokládá tak intenzivní využití a tím pádem se vylučuje nutnost využít dobíjecí stanice. Majitel ho většinou bude dobíjet přes noc doma nebo někde v zaměstnání. A Fido se podle Pavla Jandury dobije do šesti až osmi hodin. Jeho provoz tedy nebude zatím nedostatečná infrastruktury nijak omezovat.

Autor: Jaroslava Kočárková
Zdroj: Technický Týdeník, 14/2020

Hlavní partneři
  • ČEZ
    ČEZ
  • Škoda Auto
    Škoda Auto
Partneři
  • ABB
    ABB
  • Actis
    Actis
  • Adient
    Adient
  • INISOFT
    INISOFT
  • MicroNova
    MicroNova
  • RS Components
    RS Components
  • Siemens
    Siemens
Školy
  • SPŠ a VOŠ Jičín
    SPŠ a VOŠ Jičín
  • SPŠ Česká Lípa
    SPŠ Česká Lípa
  • SPŠSE a VOŠ Liberec
    SPŠSE a VOŠ Liberec
  • SOŠ, SPŠ Varnsdorf
    SOŠ, SPŠ Varnsdorf
  • SPŠ Mladá Boleslav
    SPŠ Mladá Boleslav