Další revoluce: Budou mít auta elektromotory v kolech?
Za celým projektem Protean Drive, který má přinést revoluci do pohonu elektrických a hybridních vozidel, stojí firma Protean Electric s vývojovými základnami v USA, Velké Británii a Číně. Celé řešení spočívá v tom, že elektromotor nebude ve vozidle uložen v karoserii, ale bude přímo integrován do hnacího kola.
Lehčí i efektivnější
Pokud by se celé řešení uvedeného konceptu pohonu podařilo realizovat u sériových automobilů, přineslo by to zásadní zvrat v elektromobilitě. Jaké by mělo uvedené řešení vlastně výhody? Těch je dle vývojářů ze společnosti Protean Electric celá řada.
„Pohon Protean Drive nalezne uplatnění v rozličných aplikacích. Bez problému tak lze mít auto s pohonem pouze jedné nápravy, stejně jako všech kol. Případně lze takto snadno řešit hybridní vozidlo,“ říká na úvod Gabriel Donaldson, jeden z vývojářů z Protean Electric. V případě spojení s hybridním pohonem by například přední nápravu poháněl spalovací motor, zadní dvojice elektromotorů. Toto řešení již před lety uvedl koncern PSA, například u hybridního Peugeotu 508 RXH. V jeho případě ale s jedním centrálním elektromotorem na zadní nápravě a tedy s redukčním a stálým převodem a samozřejmě hnacími hřídeli kol.
Všechno hledej v kole
Firma Protean Electric mluví v případě popisovaného pohonu o takzvaném „chytrém aktuátoru“. Jak to celé vypadá? Zavěšení kola počítá s na prvním pohled konvenční těhlicí (držákem kola), stejně jako s běžnými koly z lehké slitiny obutými do normálních pneumatik. Specifické řešení představuje brzdový systém, jehož kotouč má vnitřní otvor o výrazně větším průměru. Trochu to tak připomíná kotouče pro brzdy UFO, používané kdysi na luxusním Audi V8. V tomto případě brzdič „objímal“ kotouč nikoliv vně, jak je obvyklé, ale zevnitř. A podobně je to vyřešeno i zde.
Dále už následuje sestava elektromotoru, skládající se z držáku s valivými ložisky, po nichž se odvaluje rotor synchronního elektromotoru s permanentním buzením, s magnetem uloženým uvnitř rotoru, tedy na statoru. Dále je zde ovládací a řídicí elektronika. Středem statoru elektromotoru dále prochází obvyklý náboj kola s ložisky. Systém pracuje stejně jako jiné elektromobily. Napájení zajišťuje akumulátor se stejnosměrným proudem, který se při napájení elektromotorů mění přes invertor na střídavý proud. Při brzdění a tedy rekuperaci brzdné energie to funguje obráceně. Střídavý proud je přes usměrňovač měněn na stejnosměrný, který jde do baterie. Kromě toho systém umožňuje velmi jednoduše řešit stranové rozdělování hnací síly a tím zajistit ještě snazší průjezd vozidla zatáčkou. Bez potřeby brzd či dodatečných zařízení v podobě různých lamelových spojek. Díky pokročilé regulaci pohonu bude možné dokonce nahradit systém ABS či protiprokluzový systém ASR.
Jednodušší a lehčí
Tím, že jsou elektromotory integrovány přímo do kol, odpadá jindy nezbytný hnací řetězec v podobě převodového ústrojí. To se v elektromobilech obyčejně omezuje na redukční a stálý převod v diferenciálu a dále hnací hřídele nápravy případně i kloubový hřídel. Z toho vyplývá jednoduchost celého pohonu a dále snížení hmotnosti auta. Fakt, že auto nepotřebuje obvyklý hnací řetězec, údajně zvyšuje účinnost pohonu o 6 až 8 procent v porovnání s konvenčním pohonem elektromobilu s poháněnou jednou nápravou.
Gabriel Donaldson srovnává pohon Protean Drive se systémem pohonu elektromobilu BMW i3. Jeho hnací ústrojí vykazuje hmotnost 102 kg, řešení firmy Protean Electric ovšem mluví o 72 kg. Právě tolik údajně váží pár elektromotorů s nezbytným ovládacím příslušenstvím. V praxi by to znamenalo úsporu 30 kg v porovnání s pohonem BMW i3.
Výroba pohonu Protean Drive má být realizována v Číně, a to při počátečním tempu od pěti do deseti jednotek týdně. Z toho vyplývá, že minimálně zpočátku rozhodně nepůjde o nic masového. Na druhou stranu už v současné době existuje uvedený pohon pro rozličné průměry kol, a sice od 14 do více než 20 palců.
Má to i nevýhody?
Jak se zdá, pohon Protean Drive skutečně slibuje mnohé a v řadě ohledů mají jeho tvůrci velmi přesvědčivé argumenty. Ostatně, že to takto lze vyřešit, ukázali už Američané začátkem 70. let u lunárního vozu LRV (Lunar Roving Vehicle) pro Apollo 15 až 17, což byly zároveň poslední tři lety lidí na Měsíc.
Z nevýhod, které nás napadají, můžeme zmínit předpoklad poměrně vysoké hmotnosti neodpružených částí podvozku. Dle výše napsaného váží každý z elektromotorů 36 kg. Představa, že máte takto těžké kolo spolu s nábojem a brzdičem a brzdami, musí mít notně vliv na jízdní vlastnosti vozidla zejména při jízdě na nerovném povrchu. A výrazně snížit hmotnost hnací jednotky v kole je poměrně obtížné, při současné technologii skoro nemožné, minimálně pro potřeby masovější výroby.
Podvozek vozu by však musel být pro zástavbu pohonu Protean Drive upraven i jinak, jistě by si vyžádal minimálně změny na zavěšení kol. V této souvislosti firma Protean electric taktně mlčí. Nezbývá tedy, než si počkat na první auta s touto technologií, která se objeví na silnici.