Az Egyesült Királyság elektromos motorkerékpár gyártásának megteremtése

A TE-1 projekt 2019. májusi indulásakor bejelentett, az elektromos motorkerékpárok speciális technológiájának és innovatív integrált megoldásainak fejlesztésére összpontosító célkitűzéseket megvalósítva a Triumph Motorcycles, a Williams Advanced Engineering, az Integral Powertrain Ltd. és a Warwicki Egyetem WMG-je közötti egyedülálló együttműködés, amelyet a Zero Emission Vehicles Office finanszíroz, máris jelentős eredményeket ért el.

Az akkumulátor- és hajtáslánc-tervezés terén elért innovációkat is figyelembe véve a kezdeti teszteredmények messze meghaladják a jelenlegi referenciaértékeket és az iparági célkitűzéseket. A teljesítmény, a hatékonyság és a hatótávolság terén elért fejlesztések lehetővé teszik, hogy a TE-1 projekt teljes mértékben megvalósítsa a partnerség célkitűzéseit, hogy növelje a brit ipar hitelességét és profilját, és jelentős hozzájárulást nyújtson a Triumph jövőbeli elektromos motorkerékpár-stratégiájához.

A 2. fázis befejezésének bejelentése - az akkumulátor és a hajtáslánc prototípusának bemutatásával, a kezdeti magas szintű teljesítményeredményekkel és a következő fázis végén létrehozandó TE-1 projekt prototípus motorkerékpár első tervezési koncepciójának rajzával.

A projekt eddigi legfontosabb eredményei közé tartoznak a tömeg, az akkumulátortechnológia és a hajtáslánc teljesítménye terén elért jelentős innovációt mutató teszteredmények, amelyek meghaladják az Egyesült Királyság Autóipari Tanácsa által 2025-re kitűzött célt, és megfelelnek a projekt azon ambiciózus célkitűzéseinek, hogy valódi innovációt hozzanak létre a teljesen használható elektromos motorkerékpárok teljesítményének új szabványa érdekében.

A TE-1 projekt négy nagy brit ipari és tudományos vezető cég - a Triumph Motorcycles, a Williams Advanced Engineering, az Integral Powertrain Ltd. e-Drive divíziója és a Warwicki Egyetem WMG-je - egyedülálló együttműködése.

A kétéves projekt célja az elektromos motorkerékpár-képességek fejlesztése - a Triumph jövőbeni elektromos motorkerékpár-kínálatához való hozzájárulás, az innováció, a képességek és az új szellemi tulajdon előmozdítása, valamint a brit ipar és formatervezés hitelességének és profiljának növelése.

A TE-1 projektet az Egyesült Királyság Kormányának Zéró Kibocsátású Járművekért Felelős Hivatala (OZEV) finanszírozza, és az Innovate UK-n keresztül valósul meg.

"Ez a fontos projekt lesz az egyik alapja a jövőbeli elektromos motorkerékpár stratégiánknak, amely végső soron arra összpontosít, hogy a motorosok azt kapják, amit a Triumph-tól várnak."

"A 2. fázis befejezése és az eddig elért ígéretes eredmények izgalmas betekintést nyújtanak a lehetséges elektromos jövőbe, és bemutatják ennek az egyedülálló brit együttműködésnek a tehetségét és innovációját. Kétségtelen, hogy a projekt eredménye jelentős szerepet fog játszani a jövőbeni erőfeszítéseinkben, hogy megfeleljünk ügyfeleink azon törekvésének és vágyának, hogy csökkentsék a környezetre gyakorolt hatásukat és fenntarthatóbb közlekedést valósítsanak meg" - mondta Nick Bloor, a Triumph vezérigazgatója. 

TE1 PROJEKT - 2. FÁZIS EREDMÉNYEI: AKKUMULÁTOR ÉS HAJTÁSLÁNC PROTOTÍPUSA

WILLIAMS ADVANCED ENGINEERING (WAE)

Az elfogadott specifikáció alapján azonosítottuk a megfelelő cellatechnológiát és akkumulátor-architektúrát a teljesítménycélok eléréséhez. Ezt a keretet felhasználva optimalizáltuk az akkumulátor-modulok elrendezését, hogy egyensúlyt teremtsünk a tömeg és a prototípus alvázán belüli elhelyezés között, figyelembe véve a súlypontot, a helyet, valamint a hajtáslánchoz és a töltési megközelítéshez való viszonyt.
A modulok elrendezésén kívül egy új és egyedülálló járművezérlő egységet is kifejlesztettünk, amelyet az akkumulátorcsomagba integráltunk a súly és a csomagolás minimalizálása érdekében. Ezzel párhuzamosan a WAE innovatív akkumulátorkezelő szoftvert is létrehozott, amely biztosítja, hogy az energiaellátás az akkumulátor teljesítményének megfelelően történjen. 
A WAE 2. fázisának eredménye egy teljes körűen tesztelt akkumulátor, amelynek teljesítménye meghaladja a piacon kapható összes többi akkumulátor teljesítményét és energiasűrűségét. 

"Nagy örömünkre szolgál, hogy ezen a projekten dolgozhatunk, és a következő generációs akkumulátortechnológia és vezérlőrendszerek kifejlesztésén dolgozhatunk. A jelenlegi helyzetben a legtöbb elektromos motorkerékpár-technológia vitathatatlanul csökkentett teljesítményt nyújt az akkumulátor alacsony töltöttségi szintjén. Egy könnyű, kompakt megoldás alkalmazásával sikerült elérnünk, hogy a motorosnak mindig és mindenkor (az akkumulátor töltöttségétől függetlenül) a teljes teljesítményt, valamint a kategória vezető hatótávolságát biztosítsuk. A tömeg csökkentése és a váz pozíciójának optimalizálása érdekében a kezelhetőség érdekében a határok feszegetésére összpontosítottunk. Az akkumulátor teljesítményének határait is feszegetjük, kiegyensúlyozva a gyorsulás és a hatótávolság tervezését, a pályán való vezetésen alapuló szimulációkkal. Más szóval, a lehető legagresszívebb" - mondta Dyrr Ardash, a Williams Advanced Engineering kereskedelmi vezetője. "Az új akkumulátor energiasűrűsége jelentős előrelépést jelent a meglévő technológiához képest, így a motoros hosszabb ideig kap több energiát. A WAE egy olyan elektronikus vezérlőegységet is tervezett és fejlesztett ki, amely az akkumulátorkezelő rendszert és a kerékpárvezérlő funkciókat egy csomagban egyesíti. Ez az első ilyen megoldás ezen a piacon, amely a csomagolás és az integráció javára szolgál, miközben optimalizálja a teljesítményt és a hatótávolságot."

AZ INTEGRAL POWERTRAIN LTD. E-DRIVE RÉSZLEGE 

Az élvonalbeli motorok és inverterek tervezésében és gyártásában szerzett tapasztalataink segítettek abban, hogy a TE-1 projektben ezt a technológiát a következő szintre emeljük. Az 1. fázisban azon dolgoztunk, hogy az általában különálló motort és az invertert egyetlen kompakt csomagba integráljuk. Az integráció csökkenti a hajtáslánc tömegét és térfogatát a járművön lévő további dobozok, a szerelési jellemzők, a hűtőfolyadék-csővezetékek és a nehéz nagyfeszültségű csatlakozások csökkentésével.

Az innovatív integrációs koncepció teljesen skálázható, így például a nagyobb átmérőjű, nagyobb nyomatékú motorok esetében a teljesítményfokozatok száma növelhető. A legmodernebb motortechnológiánkkal kombinálva máris nagyon izgalmas eredményeket láttunk: a motor az Egyesült Királyság Autóipari Tanácsa által 2025-re kitűzött célérték kétszeres teljesítménysűrűségét éri el. 
Az inverterben fejlett szilícium-karbid kapcsolótechnológiát is alkalmaztunk, ami csökkenti az inverter veszteségeit, és nagyobb hajtáshatékonyságot, teljesítményleadást és hatótávolságot eredményez. A 2. fázis végén büszkék vagyunk arra, hogy egy teljesen működőképes, új prototípus motort építettünk, amelyet próbapadon teszteltünk, és amely a teljesítmény minden szempontból teljesít.

"A motorkerékpár kezelhetőségének és teljesítményének egyik legmeghatározóbb tényezője a tömeg, ezért az Integral Powertrainnél nagy hangsúlyt fektettünk arra, hogy a motor és az inverter tervezésében jelentős változást érjünk el, például a nehéz nagyfeszültségű kábelek eltávolításával. Ez egy olyan terméket eredményez, amely lényegesen kompaktabb és könnyebb, mint bármi, ami jelenleg a piacon kapható. A motor 130 kW-ot, azaz közel 180 lóerőt termel, de mindössze 10 kilogrammot nyom, ami sokkal könnyebb, mint a meglévő technológia, és egyértelműen a hagyományos belsőégésű motorok tömegének töredéke" - mondta Andrew Cross, az Integral Powertrain Ltd. műszaki igazgatója. "Az új skálázható integrált inverterünkben alkalmazott szilícium-karbid kapcsolótechnológia segít új mércét állítani az elektromos motorkerékpárok hatékonysága tekintetében; e technológia alkalmazása összességében könnyebb súlyt jelent, jelentősen nagyobb teljesítmény és hatótávolság mellett. Ezzel párhuzamosan nagy hangsúlyt fektetünk a gyártáshoz való tervezésre és az összeszerelési tevékenységre, hogy mindezt a nagy motor- és inverterteljesítményt költséghatékonyan kínálhassuk. Végső soron ez valóban egy olyan iparágvezető hajtáslánc lesz, amely segít meghatározni az elektromos mobilitás jövőjét. A TE-1 projekttel büszkék vagyunk arra, hogy részesei lehetünk a brit ipar számára mérföldkőnek számító projektnek."

 WMG, A WARWICKI EGYETEMEN

A WMG-ben az 1. és 2. fázis során szorosan együttműködtünk a TE-1 összes partnerével, hogy reprezentatív modelleket dolgozzunk ki a kerékpár rendszereinek szimulálására, beleértve az akkumulátort, a motort és a járművezérlést. Kezdetben ez lehetővé tette számunkra, hogy a specifikációt a tervezett alkatrészválasztással szemben validáljuk a teljesítménykritériumok, például a hatótávolság és a végsebesség értékelésével a kezdeti modellekkel. Ez lehetővé tette a Triumph számára, hogy a szoftverfejlesztést már a hardver megépítése előtti korai szakaszban elvégezze, alapos tesztelési programokkal, amelyek biztosítják, hogy a valós körülmények között végzett tesztelés a finomításhoz vezethet. A közelmúltban hajtáslánc-teszteket végeztünk az IPT hajtáslánc prototípusával, hogy biztosítsuk a szimulációink pontosságát, és megerősítsük, hogy a motor a rendszerben a tervezett módon működik. A Triumph számára iránymutatást adtunk a jövőbeli jogszabályokkal, a töltési infrastruktúrával és az újrahasznosítási stratégiákkal kapcsolatban is, amelyeket a jövőbeli elektromos motorkerékpár-platformokon kell majd végrehajtani.

"Az 1. fázis kezdetén készített kezdeti számítógépes szimulációs modellek létrehozása nagyban hozzájárult ahhoz, hogy az alkatrészek kiválasztása megfelelő legyen a partnerek által a TE-1 prototípus számára meghatározott teljesítménycélok eléréséhez. A projekt 2. fázisában folytattuk ezt a munkát, a modelleket sokkal összetettebb szintre fejlesztettük, hogy mi és a partnerek a kerékpár további alkatrészeit, például a fékezést, a gázpedált, a világítást és más rendszereket utánozhassuk, és a valós motorozást utánozzuk, hogy fejlesztési lehetőségeket biztosítsunk, mielőtt az alkatrészeket teljesen megterveznénk. Emellett létrehoztunk egy fizikai berendezést, amelyhez az összes vezérlőegységet bekábeleztük, hogy egy tervhitelesítési tesztprogramot hajtsunk végre, amely biztosítja, hogy az egyes szakaszok működése a megengedett tartományon belül legyen" - mondta Truong Quang Dinh, a Warwicki Egyetem WMG Energiagazdálkodási és Vezérlőrendszerek Tanszékének adjunktusa.

TRIUMPH MOTORKERÉKPÁROK

A 2. fázis során a Triumph egy teljesen új, fejlett járművezérlő szoftvert fejlesztett ki, amely magában foglalja az összes elektromos rendszert, hogy biztosítsa az intuitív gázreakciót, a regen fékezést, a kipörgésgátlót és minden olyan dimenziót, amelyet az ügyfelek egy nagy teljesítményű Triumph motorkerékpártól elvárnak. Ezenkívül vezető funkcionális biztonsági stratégiákat integráltunk ebbe a szoftverbe, valamint támogattuk a WMG-t a berendezés tesztelésében, és teljes mértékben kifejlesztettük az új műszer kijelzőjének prototípusát is. Az elektromos és vezérlőrendszerrel kapcsolatos munka mellett megterveztünk egy vadonatúj prototípus alvázat, beleértve a fő- és hátsó vázat, amelyet az akkumulátor- és motorcsomaggal együtt optimalizáltunk, és amelyet a 3. fázisban továbbfejlesztünk a TE-1 prototípussá, amelyet a 4. fázisban öszvér tesztplatformként használunk majd. A futóműfejlesztés során figyelembe vettük mind a sebességváltó kialakítását, mind a TE-1 prototípus végleges formavilágát, amelynek rajzait örömmel mutatjuk be ma először.

Steve Sargent, a Triumph termékigazgatója elmondta: "A TE-1 projekt kiindulópontja az volt, hogy fontos visszajelzéseket gyűjtsünk a vásárlóktól arról, hogy a motorosok mit várnak el a motorkerékpároktól, és megértsük, hogy egy elektromos motorkerékpár hogyan biztosíthatja a motorosok által kívánt élményt. Ez magában foglalja a vezetési mód, a hatótávolság, a teljesítmény és a nyomaték leadásának érzetét és jellegét, valamint az ergonómiát és a kerékpár kezelőszerveit. Mindezen visszajelzéseket figyelembe véve kezdtük el a futómű tervezését, arra összpontosítva, hogy mindent úgy hozzunk össze a TE-1 prototípuson, hogy a vezetési élmény izgalmas és új, de végső soron ismerős legyen. Elkezdtük meghatározni a hajtáslánc és az akkumulátor kölcsönhatását a szoftver finomításával, hogy olyan izgalmas teljesítményleadást és gázreakciót biztosítsunk, amely nagyszerű irányíthatóságot biztosít és intuitívnak tűnik a motoros számára. Összességében a formavilággal valami olyasmit akartunk létrehozni, ami friss és izgalmas, de a Triumph márka természetes evolúciója. Valami, ami a maga nemében kívánatos, jellegzetes Triumph DNS-sel, és semmiképpen sem valami, ami csak a másság kedvéért más. Mindezt a partnerekkel közösen megvalósítva, izgatottan látjuk, hogy egy ilyen izgalmas bemutatójármű fejlődik, amely magában foglalja a Triumph jövőbeli elektromos motorkerékpár stratégiájának irányításához szükséges csúcstechnológiát. A csapat büszke arra, hogy egy ilyen innovatív, erős és dinamikus projektet vezethet egy fantasztikus partnercsoporttal, amely végső soron a brit mérnöki és formatervezési tevékenységet joggal helyezi a jövő kétkerekű tervezésének élvonalába." - tette hozzá.