Компоненты DENSO для летающего автомобиля: от концептуальных технологий к серийным запчастям
Компоненты для летающих машин: в чем специфика?
Общая концепция летающей машины уже определена. Он будет построен по принципу дрона с несущими винтами, напрямую связанными с тяговыми электродвигателями, запитанными от батареи большой емкости. Работа силовой установки будет контролироваться через специальный блок управления мощностью, использующий инверторы на основе карбидокремниевых полупроводников. Такие решения уже были реализованы инженерами DENSO при разработке компонентов для автомобилей с водородной топливной ячейкой.
Адаптация этих технологий для воздушного применения требует от специалистов DENSO решения двух важных задач: снижения веса всех компонентов и увеличения их надежности. Кроме того, необходимо разработать эффективную систему отвода тепла как от тяговых электродвигателей, так и от инверторов блока управления мощностью. В решении последней задачи компания широко задействует свой богатый опыт производства радиаторов и теплообменников для автомобильной индустрии.
В летающем автомобиле будет повсеместно использоваться воздушное охлаждение. Применение воздушного охлаждения — в противовес водяному — значительно повышает надежность силовой установки за счет отказа от дополнительных компонентов, таких как водяные насосы, теплообменники, соединительные патрубки. Кроме того, использование воздушного охлаждения позволяет снизить массу летающего автомобиля.
Практическая реализация: инновации на дорогах общего пользования
Спустя год после старта программы основные компоненты, создаваемые DENSO, уже испытываются «в железе». В частности, речь идет об электродвигателях и блоках управления мощностью. При разработке тяговых электродвигателей для летающего автомобиля инженеры DENSO применили несколько технологий, которые позволили значительно снизить вес узла одновременно с увеличением его мощности. Одна из таких технологий — использование мощных постоянных магнитов для ротора электромотора. Это позволяет, с одной стороны, снизить вес, а с другой — повысить надежность двигателя за счет отказа от обмоток и коллектора. По результатам компьютерного моделирования и продувок была разработана компактная система отвода тепла от электромотора, функционирующая за счет обдува эффективных алюминиевых радиаторов несущим винтом.
Блок управления мощностью силовой установки летающей машины будет во многом аналогичен тем блокам, что производятся DENSO серийно для автомобилей Toyota Mirai с водородной топливной ячейкой. Основу блока составят инверторы с карбидокремниевыми полупроводниками, которые компания производит самостоятельно в рамках запатентованной технологии DENSO REVOSIC. Для воздушного применения блок получит серьезную оптимизацию в плане снижения веса и тепловых потерь. Специалисты компании разработали уникальную систему двухстороннего отвода тепла от полупроводников, которая будет работать в рамках общей системы воздушного охлаждения блока.
Работы по программе Air Mobility, которые выполняет компания DENSO, призваны не только создать компоненты для летающего автомобиля, но и улучшить уже имеющиеся изделия для обычных автомобилей. Новые решения, внедряемые инженерами для воздушного применения, найдут свое место и в компонентах для наземных гибридных машин и электромобилей. Снижение веса электродвигателей и инверторов, переход на электромоторы с постоянными магнитами, создание легких и эффективных систем отвода тепла — все это компания DENSO планирует применять и для обычного наземного транспорта. В этом смысле проект Air Mobility станет серьезным технологическим шагом как для воздушного транспорта будущего, так и для современных наземных автомобилей.