ELEKTRO 10/2014 47 e-mobilita Výskum a vývoj pohonov pre ultraľahké elektromobily na FEI, STU v Bratislave Úspešný inovačný rozvoj elektromobility nie je realizovateľný bez odborne fundované-ho ľudského potenciálu. Predovšetkým vyso-koškolské vzdelávanie by malo vyprofilovať tvorivých inžinierskych pracovníkov pre výskum, vývoj, projektovanie, výrobu, skúšanie, prevádzkovanie, diagnostikovanie a servisnú činnosť moderných, mobilných a dopravných prostriedkov budúcnosti.Ciele a zámery vzdelávania budúcich od-borníkov pre oblasť elektromobility tak ako aj pre ďalšie oblasti je vhodné spojiť s aktív-nou účasťou študentov na výskumných a vý-vojových projektoch vzdelávacieho praco-viska už v priebehu štúdia na druhom stupni vysokoškolského štúdia. Zapojenie študen-tov do riešenia čiastkových úloh výskumných a vývojových projektov vo forme zadaní di-plomových prác predstavuje pre študentov motivačné stimuly s požadovanými atribút-mi počnúc uvedomením si významnosti rie-šenej problematiky a končiac zodpovednos-ťou za úspešné zavŕšenie zadaného skúma-nia a riešenia.Uvedená metodika je uplatňovaná aj v rám-ci štúdia na Fakulte elektrotechniky a infor-matiky (FEI), Slovenskej technickej univer-zity (STU) v Bratislave, konkrétne na Ústave automobilovej mechatroniky. Príspevok obsa-huje prierezovo niektoré výsledky skupiny štu-dentov z výskumu a experimentálneho vývoja pohonov pre ultraľahký elektromobil.Špecifikácia a koncepčné riešenie pohonu ultraľahkého elektromobilu Všeobecne pojem ultraľahkého elektro-mobilu môžeme chápať ako malý dopravný, resp. malý mobilný prostriedok s elektrickým trakčným systémom, s odpovedajúcim ener-getickým systémom a ďalšími elektronickými systémami riadenia, komunikácie, vizualizá-cie a pod., ktorého celková hmotnosť nepre-sahuje hmotnosť pre osobné motorové vozi-dlá v kategórii M1.Pre realizáciu ultraľahkého elektromo-bilu bola zvolená koncepcia dvoch moto-rov, pracujúcich nezávisle a poháňajúcich zadné kolesá. Na základe rozboru v súčas-nosti používaných trakčných elektromo-torov, bol zvolený jednosmerný bezkefo-vý elektromotor BLDC, ktorý sa v moder-ných elektromobiloch používa najčastejšie. Jeho výhody sú najmä priaznivá momento-vá charakteristika, vysoká účinnosť preme-ny energie, dlhá životnosť a vysoká preťažiteľnosť. Motory sú nezávisle ovládané, pričom každý z nich má vlastný menič a kontrolér, ktorý umožňuje nezávislú pre-vádzku (obr. 1).Moderné malé elektromobily budú po-stavené na precízne navrhnutej platforme, ktorá v porovnaní s predchádzajúcou ge-neráciou elektromobilov je flexibilnejšia a stabilnejšia. Systém pohonu moderného elektromobilu pozostáva z troch hlavných podsystémov:– podsystém elektrického pohonu – ob-sahuje elektronický kontrolér, výkonový menič, mechanickú prevodovku, kolesá vozidla;– energetický podsystém – tento podsys-tém potrebuje pre podporu činnosti a zvý-šenie životnosti jednotlivých prvkov ok-rem zdroja alebo zásobníka elektrickej energie aj batériový manažment a nabí-jaciu jednotku;– prídavný podsystém – zahŕňa ďalšie sys-témy, napr. systém posilňovača riadenia.Topológia systému trakčného pohonu Pri návrhu topológie trakčného systému po-honu malého elektrického vozidla bolo nutné dbať na požiadavky korektnej funkčnosti sys-tému rozdeľovania momentu na kolesách vo-zidla. Dôležité je preto zabezpečenie správne-ho snímania požadovaných údajov v reálnom čase, ich následné spracovanie v riadiacej elek-tronike (kontrolér) pokračujúcim akčným zása-hom vo forme riadiaceho signálu, ktorý je vysielaný do jednotlivých kontrolérov motorov. Na obr. 2 je možné demonštrovať navrhnutú to-pológiu systému trakčného pohonu, pričom dva trakčné BLDC motory (motor 1, 2) sú napája-né a riadené kontrolérmi s meničmi DC/AC (motor controller 1, 2). Kontroléry s meničmi sú napájané z trakčných akumulátorov. Vstup-ným signálom do kontrolérov je požiadavka na rýchlosť elektromobilu daná percentom stla-čenia akceleračného pedála (PWM 1, 2). Táto hodnota je však pre každý elektromotor odliš-Obr. 1. Bloková schéma jednotlivých častí trakčného systému malého elektromobilu reverzibilný energetický systém akumulátorov LiFePO4 ľavý aku box ľavý BLDC elektromotor/generátor 86,4 V kontrolér ľavého elektromotora/generátora kontaktor ľavého kontroléra ľavý aku box pravý BLDC elektromotor/generátor 86,4 V kontrolér ľavého elektromotora/generátora pravý aku box kontaktor pravého kontroléra 43,2 V riadiaca jednotka zberu, vyhodnocovania dát a riadenia trakčného systému Texas Instruments F28335 výstup 12 V 5 V palubný napájací systém Prof. Ing. Viktor Ferencey, CSc., Ing. Martin Bugár, PhD., FEI STU, Bratislava