Ford eWheelDrive - Kerékagymotoros városi kisautó

KERÉKAGYMOTOROS VÁROSI KISAUTÓ

➊ Kívülről csak a matrica árulkodik: ez nem egy átlagos Fiesta

A holnap városi kisautójaként mutatták be azt a Ford Fiestát, amibe a Schäffler készített elektromos hajtást. Két kerékagymotort helyeztek el a hátsó tengelyen, melyeket vízzel hűtenek. A fejlesztés szériaérett, de még egy ideig nem találkozhatunk vele a szalonokban.

Nem ma kezdődött a kerékagymotorok története, hiszen Ferdinand Porsche már az 1900-as évek elején kerékbe épített egyenáramú motorokkal képzelte el az autó hajtását, több típus el is készült belőlük. A belső égésű motorok forradalmasították a hajtástechnikát, a tüzelőanyagok nagy energiasűrűsége miatt kiszorították az elektromos hajtásokat. Majd 100 évvel a Lohner-Porsche modellek után elővették a már pókháló lepte elektromos hajtást, hogy az erősödő környezetvédelmi nyomásnak eleget téve megvalósítsák a lokális károsanyag-kibocsátás nélküli autózást.

➋ Az agymotor kitölti a keréktárcsában lévő teret

A kerékagymotornak azonban nemcsak a belső égésű motorokkal kell megküzdenie, hanem a járművázra szerelt testvérével is. Két nagy hátránya van a hagyományos elrendezést követő villanymotoros hajtással szemben: az egyik, hogy nagymértékben növeli a kevésbé rugózó (köznyelven rugózatlan) tömeget, ami lengéskényelmi szempontból nem előnyös, a másik pedig, hogy nem változtatható a hajtás áttétele menet közben, vagyis az elektromotornak széles fordulatszám-tartományban kell hatékonyan működnie. Az első figyelemfelkeltő modell a 2004-ben bemutatott japán Eliica (Electric Lithium-Ion Car) volt, amelynek mind a 8! kerekét egy-egy villanymotor hajtotta, 370 km/h-s sebességgel tudott száguldani, és könnyedén legyorsult egy Porsche 911-et.

➌ Az agymotor metszeti képe

Az Eliica feltűnése után ismét kevés szó esett a lehetőségről, és az autógyártók inkább a módosítható áttételű, hagyományos elrendezést preferálták. A Schäffler csapott bele először az állóvízbe és a tanulmányok, fejlesztési tervek bemutatása helyett egy szériaérett modellel, egy Ford Fiestával ➊ hívták fel a figyelmet a háromfázisú, állandó mágnesű agymotorukra ➋, melyek egyenként 40 kW teljesítmény leadására képesek, a megengedett túlterhelés mellett. Hosszabb ideig 33 kW-ot bírnak, forgatónyomatékuk 700 Nm. A rendszer folyadékhűtésű, tápellátása 360–420 V-on történik. Nagy előnye, hogy az összes hajtáshoz, fékezéshez és menetbiztonságot javító rendszerhez tartozó egység a 16”-os keréktárcsán belül helyezkedik el ➌: az elektromos motor, a teljesítményelektronika, a vezérlő, a fék és ezek hűtése. A nagyfokú integráltság miatt 53 kg-ot nyom egy egység, ami kb. 45 kg-mal több, mint egy hagyományos kerék. A teljes jármű tömege viszont alig több, mint a belső égésű motorral szerelt változaté. Ami talán ennél is fontosabb, hogy nem változott a jármű váza és karosszériája a teljes hajtáslánc-átalakulás során, ami azt jelenti, hogy a jelenleg futó modellekhez is könnyen illeszthető. A lítiumion akkumulátorok a motorháztető alatt kaptak helyet ➍, a nagyfeszültségű kör teljesen elkülönül a többi elektronikától, ezzel is fokozva az integrálhatóságot és a lehetőséget, hogy más típusokba átalakítás nélkül elhelyezhessék az elektromos hajtásláncot.

➍ Az akkumulátorok a motorháztető alatt kaptak helyet

A Schäffler 4 pontban foglalta össze a kerékagymotor előnyét:

1. A jármű méretétől, vázának kialakításától függetlenül beépíthető.

2. Kisebb helyet foglal mint a belső égésű motorok, ezért kerékagymotorral szerelve azok a járművek, amelyek eddig csak kétülésesek voltak, elképzelhető, hogy 4 személyessé alakíthatók, a karosszéria módosítása nélkül.

3. Mivel a kerekek teljesen függetlenek, ezért akár 90°-ban elfordíthatók, amivel könnyebb parkolást tesz lehetővé a szűkebb helyekre, hiszen összkerékkormányzás esetén a jármű oldalazó mozgást tud végezni.

4. Minden kerék hajtása független a többitől, ezért nyomatékeloszlásuk szabadon állítható, tehát az ESP, ABS funkciók is könnyen integrálhatók.

Előrejelzések szerint 2050-re a városban lakó emberek száma a világon 3,4-ről 6,4 milliárdra nő, a járműállomány pedig megnégyszereződik, ezért kapnak nagy jelentőséget a városokban könnyen manőverezhető, kis területet foglaló, zéró emissziójú autók. A Ford sem áll meg a fejlesztésekkel, a Schäffler és a Continental vállalatokkal, valamint az RTWH Aachen Egyetemmel és a Regensburgi Alkalmazott Tudományok Egyetemével közösen fejleszt majd ki két új, működőképes járművet 2015-ig, a MEHREN- (Multimotor Electric Vehicle with Highest Room and Energy Efficiency – Többmotoros Elektromos Jármű Nagyobb Térkínálattal és Energiahatékony Működéssel) projekt keretében. A cél a kerékagyhajtás integrálása az autókba, valamint a járművek menetdinamikai vezérlésének, fékrendszerének, menetstabilitásának és vezetési élvezetének vizsgálata.