Электрика пикапа

Американская компания Caresoft занимается разборкой электромобилей. Не для утилизации, а для тщательного изучения заложенных в них конструктивных и технологических решений. Спрос на такие работы всегда есть: автомобильные концерны хотят знать, как устроен каждый новейший электромобиль конкурента, какие технические решения и материалы в нём применены.

В настоящее время Caresoft изучает нашумевший электрический пикап Cybertruck компании Tesla, раскрывая интересные подробности широкой публике. Давайте посмотрим, что за новации внедрены в этой модели.

Многие пассажиры Cybertruck даже не подозревают, что в салоне электромобиля нет пола. Кресла прикреплены к аккумуляторной батарее, которая механически усилена таким образом, чтобы одновременно выполнять роль несущей конструкции. От остальной части кузова батарея отсоединяется довольно легко - видимо, для облегчения работы автосервиса. Монтируя батареи сразу с креслами, Tesla сократила длину сборочного конвейера.

Тяговая батарея служит элементом несущей конструкции (фото: Caresoft)

О применении в бортовой электросети Cybertruck напряжения 48 В вместо 12 В «Энерговектор» уже рассказывал (для перехода к статье щёлкните здесь). При разборке электропикапа в Caresoft выяснилось, что все 48-вольтные шины маркированы голубым - такой цвет имеют разъёмы и метки на кабелях. Местами сохранились 12-вольтные цепи и элементы (например, лампы освещения салона). Видно, что компания минимизирует себестоимость производства путём применения массово выпускаемых автокомплектующих. Высоковольтные цепи (напряжение тяговой батареи составляет 700 В) маркированы оранжевым: «Не трогай!».

Отвязанный руль

Большим сюрпризом для специалистов Caresoft стало рулевое управление. Длинной рулевой колонки с традиционными карданами и телескопическим механизмом нет. Вместо неё - короткий вал, датчики и сервомотор, расположенный под приборной панелью. Заменив механику на чисто электрическое управление поворотами, разработчики Cybertruck смогли исключить из конструкции большое количество втулок, прокладок, шестерней, подшипников и других деталей, а также освободить место для смещения и деформации элементов шасси при столкновении электромобиля.

Для своей длины (5,7 м) Cybertruck имеет необычайно высокую манёвренность, объясняемую одновременным поворотом передних и задних колёс. Из-за этого водитель может с непривычки налететь на неприятности - например, выезжая со стоянки, задеть соседние автомобили на повороте. Такая вероятность учтена в алгоритме управления: поворот задних колёс включается только после того, как машина отъедет на расстояние в половину своей длины.

Привод передних рулевых тяг для надёжности продублирован
(Фото: T Sportline)

Рулевые тяги приводятся в действие электродвигателями, которые для передних колёс продублированы. Задние колёса управляются одним двигателем. Если он откажет, система зафиксирует рулевые тяги в среднем положении и водитель сможет доехать до сервисного центра, примирившись с некоторым ухудшением манёвренности электромобиля.

Элементы виртуальности

Где электрическое управление, там, как известно, и человеко-машинный интерфейс. Чтобы водитель не испугался, что руль отсоединился от вала, создаётся искусственное сопротивление повороту. При этом, в отличие от типового автомобиля, Cybertruck не позволяет провернуть руль на несколько оборотов. А поскольку люди привыкли, что чем резче поворачиваешь, тем большую силу нужно прикладывать, предусмотрен уже упомянутый сервомотор, сопротивляющийся вращению руля. Он же передаёт на руль толчки и удары, когда передние колёса Cybertruck наталкиваются на какие-то препятствия. По сути это элементы виртуальной реальности. Тактильная обратная связь позволяет водителю, как говорится, ощущать машину всем телом.

В зависимости от скорости движения меняется алгоритм управления колёсами. На малых скоростях передние и задние колёса поворачиваются в разные стороны (противофазно), чтобы электромобиль мог вписаться в максимально крутой разворот. На больших скоростях они поворачиваются в одну сторону (синфазно). На шоссе это помогает быстро и плавно перестроиться с одной полосы на другую.

Структурные решения

Как выразились сотрудники Caresoft, «тяговая батарея Cybertruck живёт своей жизнью». Для поддержания оптимального температурного режима включается то охлаждение, то подогрев её элементов, при этом слышен звук работающего теплового насоса. Он может запускаться не только в движении или при зарядке, но и на парковке.

Кресла монтируются к аккумулятору до его присоединения к кузову
(фото: Sandy Munro)

Корпус батареи выполнен из штампованного металла, к которому сверху для жёсткости приварены швеллеры. К ним прикручиваются литые кронштейны, и на них, как мы уже отметили, крепятся кресла водителя и пассажира.

В электромобиле используются большие литые детали, благодаря чему сокращается их число и облегчается масса самого авто. Заводы Tesla оснащены уникальными прессами, позволяющими изготавливать детали с удивительно высокой точностью. Например, крылья для обоих задних колёс и большую часть днища грузового отсека образует один литой элемент.

При сборке пикапа используются крупные литые детали, изготовленные
с удивительно высокой точностью (фото: Caresoft)

Поверх тяговой батареи под задним рядом сидений расположен электронный блок, где собраны различные диагностические и управляющие устройства, а также инвертор на карбид-кремниевых транзисторах. Электронный блок имеет незадействованный высоковольтный разъём, закрытый заглушкой. Возможно, компания Tesla планирует расширение аккумулятора с помощью дополнительного модуля, размещаемого в грузовом отсеке или в прицепе пикапа. Помимо этого в Cybertruck предусмотрены незадействованные 48-вольтные разъёмы, но не факт, что они рассчитаны на перспективу. Вполне может быть, что на сборочном конвейере работники подключают к бортовой сети какие-либо калибровочные или измерительные приборы.

Бортовые потребители

Система подвески электромобиля позволяет в зависимости от вида дороги и характера рельефа регулировать дорожный просвет в диапазоне от минус 55 до плюс 150 мм относительно «среднего» значения. На ровном шоссе имеет смысл просвет уменьшить, чтобы улучшить устойчивость и управляемость электромобиля, а на пересечённой местности - увеличить, чтобы повысить проходимость и не царапать днище камнями и сучьями. Электронная система запоминает настройки для разных территорий и способна автоматически менять дорожный просвет по данным с приёмника GPS. Также можно задать автоматическое опускание кузова в режиме парковки, чтобы пассажирам было легче выходить из машины и садиться в неё.

Разъёмы 48-вольтной бортовой сети помечены голубым (фото: Caresoft)

Вездесущая автоматика порой создаёт проблемы. Так, при накачке колёс машина может начать регулировать изменившийся дорожный просвет.

Бортовой ионолитиевый аккумулятор на 48 вольт имеет на удивление небольшую ёмкость - 4 А·ч. Между тем от него питаются рулевые двигатели, стеклоочистители, стеклоподъёмники и многие другие системы. Видимо, этот аккумулятор часто подзаряжается системой регенеративного торможения или какими-то другими источниками.

* * *

Cybertruck компании Tesla, занимающий промежуточную нишу между личным пассажирским и грузовым транспортом, пользуется успехом у потребителей. Это значит, что электроприводные решения идут всё более широким фронтом, меняя саму парадигму автомобилестроения.