Про разработку собственного болида и участие студентов УрГУПС в соревнованиях Formula Student мы рассказывали неоднократно. Что еще нового появилось у команды? Вы удивитесь, но в этом году студенты УрГУПС разрабатывают настоящий электромобиль и даже начали работу над беспилотником! Предоставим слово непосредственным участникам.
Владимир Викторович Макаров, директор НИЧ:
– Студенты УрГУПС с 2012 года ежегодно принимают участие в международном студенческом конкурсе технических проектов Formula Student. В рамках этого конкурса студентам необходимо разработать и изготовить гоночный автомобиль и защитить свои разработки на конкурсе, а также показать наилучшие результаты на динамических испытаниях. Долгое время наши студенты участвовали в классе CV (автомобили с двигателем внутреннего сгорания). С этого года команда работает над созданием автомобиля класса EV – автомобили с электрическим двигателем.
– Что именно нужно сделать?
– Этот класс подразумевает более требовательный регламент безопасности, в том числе нетривиальные инженерные расчеты. Самый сложный элемент в электромобиле – это аккумуляторная батарея и системы управления этим устройством. Необходимо еще до начала проектирования определить его характеристики и конструкцию. От выполнения этой задачи в большей степени зависит результат на соревнованиях. Функционал аккумулятора достаточно широкий. Проработкой характеристик и конструкции студенты сейчас активно занимаются.
Переход в электрический класс традиционно считается первым шагом к созданию беспилотного автомобиля, а это уже высший пилотаж в соревнованиях Formula Student (класс DV).
– Испытания электромобиля уже проводите?
– С двигателем мы уже определились и провели дорожные испытания. Его характеристики достаточно конкурентые в этом классе. Испытания проводим на полигоне автошколы УрГУПС.
– А что насчет беспилотного автомобиля?
– Команда уже ведет его разработки, и это станет темой выпускных квалификационных работ студентов. Сейчас трудимся над машинным зрением, автоматическим управлением динамикой и рулевой системой. Задачи очень амбициозные и сложные.
Это будет студенческий прототип. На дороги общего пользования ему выезжать будет нельзя. Но наша цель – участие в соревнованиях и развитие новых навыков у студентов. Участие в проектной школе Formula Student позволяет будущим инженерам получить новые знания, продемонстрировать свои умения и стать более востребованными специалистами в современном производстве.
Игорь Андреевич Шумилов, руководитель Центра инноваций и технологий:
– Я занимаюсь силовой частью нашего электромобиля: разработкой концепции батареи, электродвигателя и стыкованием всех деталей. Также я провожу все механические расчеты и в целом курирую ребят, которые работают над Li-ion батареей. Из каких элементов она будет собрана, как их крепить, какой будет корпус и как его правильно рассчитать – я все просчитываю и говорю ребятам, что нужно изготовить. Моделированием тоже, конечно, приходится заниматься. Еще я ищу поставщиков, которые могут изготовить для нас те или иные детали и оборудование.
– С какими трудностями столкнулись?
– Трудности в большой степени связаны с тем, что у нас нет опыта работы с электродвигателем и аккумулятором. Мы потихоньку наращиваем свои знания, общаемся с людьми, которые уже делали такие проекты.
Есть вопрос, где достать материалы. Потом еще надо придумать, как расположить агрегаты. Мы делаем электромобиль на базе старой рамы, чтобы заново все не проектировать, не тратить на это несколько месяцев. Взяли готовую раму, подвеску и на них навесили электромотор, привод и силовую часть. Информация по двигателю есть, рассчитывать кинематику и прочностные характеристики умеем, но как правильно подобрать остальное, чтобы все вместе хорошо работало? В этом загвоздка.
Сделаю акцент на батарее, потому что это силовая часть автомобиля. Она – самый сложный элемент в этом проекте. Помимо того, чтобы получить определенное напряжение, мы должны еще снимать с батареи очень большие токи – порядка 700-800 ампер в пике. Это мощные показатели для аккумуляторов среднего класса. Приходится рассматривать дорогой сегмент, а там выбор очень мал. К тому же нам важны надежность и небольшой вес. Если мы возьмем большой аккумулятор, болид станет неподъемным. Подвеска начнет отрабатывать совершенно по-другому, ведь наша рассчитана под определенный вес автомобиля, под определенный центр массы.
У нас есть определенный регламент, которому нужно следовать. Есть стандарты техники безопасности, которые тоже должно учитывать. Так что мы изучаем и технический регламент на электромобили, и государственные стандарты по технике безопасности, и правила устройства и эксплуатации электроустановок. С этого мы, собственно, начали. Сначала сбор информации и ее обработка, потом уже проектирование. На каждый его этап тоже уходит много времени.
– Насколько вы близки к завершению?
– На сегодняшний момент механика электромобиля уже проработана. Перед нами осталась только одна задача – допроектировать, доработать батарею. Думаю, что в следующем сезоне мы будем выступать в соревнованиях на электромобиле. Мы вполне готовы конкурировать с другими командами.
Сергей Лубов, МФ:
– В этом проекте я занимаюсь электрической системой. Работу над электромобилем мы начали сразу с двух задач: с реализации движения на электротяге и удаленного управления автомобилем. С этими задачами мы справились.
Сейчас предстоит установка нового мотора повышенной мощности. Полагаю, что будут сложности с поиском деталей силовой части (системы питания двигателя), потому что эти детали должны выдерживать огромную нагрузку. Но, думаю, что мы решим эту проблему.
Для электормотора нужны особенные крепления. Хорошо, что с их проектированием и установкой сложностей не возникло.
Не вызывает больших затруднений и управление мотором. Рекуперация, когда вырабатываемая при торможении электроэнергия используется для подзарядки аккумуляторов, пока еще не освоена, но мы к этому стремительно движемся.
Татьяна Рубцова