Технологии DENSO - для летающего автомобиля

Компания DENSO принимает участие в реализации проекта Air Mobility по созданию летающего транспорта. В рамках проекта компании удалось эффективно использовать собственный опыт в области создания инновационных гибридных и водородных силовых установок. Новые разработки для воздушного применения, такие как тяговые электродвигатели и инверторы нового поколения, впоследствии будут задействованы DENSO в решениях для наземного легкового транспорта.

Проект Air Mobility — совместная программа, в которой участвуют японское правительство, корпорация DENSO и компания Honeywell. Главная задача программы заключается в создании полноценной серийной системы транспортировки пассажиров по воздуху на короткие расстояния при помощи летающих автомобилей. В рамках программы на каждого из партнеров возложен свой спектр задач. Компания DENSO выступает в качестве эксперта в области электрических силовых установок: именно такой двигатель будет использоваться в летающем автомобиле.

Перед специалистами DENSO было поставлено сразу несколько задач: создание мощного и надежного электродвигателя, создание системы управления мощностью, а также интеграция с наиболее продвинутыми батареями, хранящими электричество для двигателей. Для того чтобы ускорить разработку и снизить цену конечного изделия, компания широко использует уже имеющийся опыт создания подобных компонентов для серийных автомобилей с гибридной и водородной силовой установкой.

Общая концепция летающего автомобиля уже определена. Он будет построен по принципу дрона с несущими винтами, напрямую связанными с тяговыми электродвигателями, которые питаются 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.

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.