Представьте себе двигатель, который весит меньше, чем ваша ручная кладь в самолете, но может разогнать тяжелую машину с производительностью гоночного автомобиля. До недавнего времени это звучало как научная фантастика или описание экспериментальной концепции. Однако инженеры компании YASA, принадлежащей группе Mercedes-Benz, воплотили эту идею в жизнь и представили силовую установку с поистине уникальными характеристиками. Их разработка бросает вызов традиционным представлениям о том, как следует проектировать электромобили, и обещает настоящую революцию в автомобильной промышленности. Об этом сообщает Sciencepost.
Компактная мощность, намного опережающая свое время
Новый двигатель поражает воображение не столько абсолютными показателями мощности, сколько их соотношением с массой устройства. При весе нетто всего 12,7 кг этот компактный двигатель способен развивать мощность до 1000 л.с. в часы пик и поддерживать постоянную мощность от 470 до 540 л.с.
Чтобы понять масштабы технологии, достаточно взглянуть на сегодняшних «зеленых» гигантов: популярный Nissan Leaf довольствуется «скромными» 200 л.с., а для достижения четырехзначной мощности Tesla Model S требуется целая батарея из трех отдельных моторов.
Секрет кроется не только в грубой силе, но и в невероятной плотности энергии. Инженерам удалось вместить огромный потенциал в ультракомпактный корпус, открыв новые горизонты для разработчиков и производителей электромобилей. Традиционная компоновка с громоздкими двигателями всегда диктовала условия, вынуждая искать компромиссы между пространством салона, массой автомобиля и сложностью трансмиссии.
Теперь эти ограничения могут уйти в прошлое, позволяя создавать гораздо более эффективные и продуманные с технической точки зрения автомобили. В то же время технологии не стоят на месте и в других областях, например в создании надежных подвесок для тяжелых грузовиков.
«Уникальная конструкция с осевым потоком позволила нам достичь производительности, ранее считавшейся недостижимой для двигателей такого размера», — говорит технический директор YASA, подчеркивая новаторский характер разработки.
Принцип осевого потока: эффективная геометрия
Главное ноу-хау, позволяющее добиться столь впечатляющих результатов, заключается в отказе от классической архитектуры электродвигателя. Подавляющее большинство существующих двигателей используют радиальную конструкцию: они вытянуты, имеют цилиндрическую форму, магнитное поле в них направлено от центра к периферии. YASA предлагает принципиально иной подход: технологию осевого потока. Их двигатель плоский, имеет форму диска или большого колеса, а магнитное поле движется параллельно оси вращения.
Такая планировка «блинчик» позволяет оптимально использовать каждый миллиметр пространства. Активные компоненты (магниты и обмотки) расположены максимально близко друг к другу, что значительно снижает потери энергии и увеличивает крутящий момент в несколько раз. При том же весе осевой мотор выдает значительно большую мощность, чем его радиальный «собрат». YASA уже несколько лет сотрудничает с такими производителями суперкаров, как Ferrari, но нынешняя разработка выводит технологию на совершенно новый уровень.
Немаловажно и то, что этот инженерный шедевр не требует использования дефицитных или дорогих материалов, таких как редкоземельные металлы. Это означает, что технология готова к масштабированию: ее можно производить серийно, не беспокоясь о нестабильности цен или перебоях в поставках экзотических компонентов. Это отличает ее от некоторых других инновационных тормозных систем, производство которых может оказаться более сложным.
Электромобили будущего: легче, проще, надежнее
Самым смелым и многообещающим применением нового мотора является его прямая интеграция непосредственно в ступицу колеса. При таком подходе вы сможете навсегда забыть о громоздкой трансмиссии с ее карданами, коробками передач и дифференциалами.
Упрощение механической части приводит к огромному увеличению веса. По словам разработчиков, такая замена позволяет сбросить около 200 килограммов на существующих моделях автомобилей. Если спроектировать новую модель с нуля с учетом этой технологии, экономия веса может составить до 500 килограммов.
Снижение веса приводит к цепной реакции улучшений: увеличивается запас хода без увеличения заряда батареи, динамика разгона становится еще более впечатляющей, а нагрузка на подвеску и шины снижается. Дизайнеры имеют свободу экспериментировать с формами кузова и планировкой салона.
Кроме того, встроенная интеллектуальная система рекуперации энергии работает настолько эффективно, что может вернуть львиную долю энергии, которая обычно рассеивается в виде тепла во время торможения, в аккумуляторы. Это не только повышает общую эффективность, но и снижает износ обычных тормозных механизмов, позволяя использовать более легкие и компактные тормоза.
Сегодня технология осевых двигателей кажется благом для производителей гиперкаров, но ее реальная цель гораздо шире. Он закладывает основу для целого поколения электромобилей, которые будут фундаментально отличаться от всего, что мы видим на дорогах сегодня. Легче, умнее и экологичнее за счет меньшего расхода сырья: такими инженеры Mercedes-Benz и YASA видят автомобили не столь отдаленного будущего.
