Российский крошечный электромобиль размером с «Оку» оказался машиной не для простых россиян — CNews

Российский крошечный электромобиль размером с «Оку» оказался машиной не для простых россиян - CNews Камаз

Этап 1. что происходит до проектирования

Начну с того, что автомобиль разработали не камазовские конструкторы.

Проект «Создание “умного” цифрового двойника и экспериментального образца малогабаритного городского электромобиля с системой ADAS 3–4-го уровня» создали в Инжиниринговом центре СПбПУ. КамАЗ — заказчик и индустриальный партнер, он совместно с государством профинансировал разработку.

Первоначальные требования оказались довольно общими, так что перед группой разработчиков встал выбор, как перед былинными богатырями у путеводного камня. Можно пойти «налево»: взять уже существующую платформу крупного автоконцерна, придумать новый обвес и выдать за новую российскую разработку.

Или отправиться «направо»: начать разработку с нуля, создать собственный электродвигатель, батарею и все другие элементы, включая чипы в контроллерах. А когда закончатся время и деньги, сказать, как в анекдоте про лошадь: «Ну не смогла я». Ребята из СПбПУ пошли «прямо» — проектировали авто, как написано в учебниках, но с современным ПО и без ограничений на использование уже существующих компонент.

Почему а-класс, а не популярные suv или в

Любой электрокар для потребителя сейчас и в ближайшие годы будет стоить значительно больше сравнимой по характеристикам машины с ДВС. Поэтому электромобили будут покупать в значительном количестве только в двух случаях: либо это субсидирует государство в рамках каких-нибудь «зеленых» инициатив, либо покупатели — крупные структуры с большим автомобильным парком. Последних не так много, это логистические компании, городской транспорт и… каршеринг!

Именно на эту нишу изначально нацелен проект, ведь именно в каршеринге нужен компактный, недорогой, но удобный автомобиль для массового пользования в черте города.

Вдобавок, создавая новую автомобильную платформу, проектирование разумно и логично начинать именно с малого автомобиля. 

Сделать из компактного электрокара машину с большей колесной базой проще, чем идти в обратную сторону.

В «Каму-1» как раз закладывали возможность расширения модельного ряда до полноценного пятидверного автомобиля B-класса.

Если по учебнику, на предпроектном этапе, кроме сферы применения, определяют круг потенциальных конкурентов. В целом на рынках Европы, Китая, стран Азии и Америки не так уж и много автомобилей этого сегмента. Из самых известных — Smart Fortwo Electric Drive, Fiat 500 electric, Mitsubishi i-MiEV и e.Go Life. Правда, когда наш проект стартовал, о последней модели еще почти ничего не знали.

Характеристики электромобилей А-класса
Характеристики электромобилей А-класса

«подкапотное» наполнение

В своем нынешнем исполнении электромобиль «Кама-1» способен проехать до 250 километров в городском цикле на одном заряде своего аккумулятора емкостью 33 кВтч. При этом на пополнение энергии в обычном режиме зарядки будет уходить по шесть часов (до полного заряда). Также есть ускоренная подзарядка до 80%, рассчитанная на 20 минут.

В движение электромобиль «КамАЗа» приводит электромотор мощностью 109 л.с. С учетом небольших габаритов и, вероятно, массы (она не сообщается), автомобиль разгоняется до 100 км/ч за 6,7 секунды.

Все перечисленное относится к базовой комплектации машины. Характеристики более продвинутой версии держатся в секрете.

Автомобиль не для личного пользования

Гендиректор «КамАЗа» подчеркнул, что обычные автомобилисты, предпочитающие ездить на собственном автомобиле, не входят в целевую аудиторию данного проекта. С его слов, «Кама-1» разрабатывается с прицелом на сети такси и каршеринга.

«Мы не намерены конкурировать с большими кармейкерами, которые вложили уже огромные средства. Мы нашли себе нишу, определили ту, которая нас потенциально может заинтересовать. <…> Такси, каршеринг», – сказал Сергей Когогин.

В связи с этим пока нет данных, смогут ли россияне приобрести «Кама-1» в личное пользование. Прогнозируемая рекомендованная цена автомобиля тоже остается неизвестной.

Запас хода до 500 км, двери как у bmw i3 и итальянский дизайн. подробности об электромобиле «кама-2», который, возможно, будут собирать на «москвиче»

Журналистам портала Drom.ru удалось ознакомиться с частью техзадания на перспективный электромобиль «Кама-2». Учитывая, что электромобили «Кама» — это проекты, за которыми стоят люди из КамАЗа, а сам КамАЗ — технологический партнёр автозавода «Москвич», можно предположить, что в случае доведения проекта «Кама-2» до ума, он вполне может встать на конвейер «Москвича». Но что этот автомобиль будет из себя представлять ?

«Кама-2» получит передний привод (авто с полным приводом, исходя из документов, выпускать не планируется), а тяговую батарею разместят в пределах базы. Это позволит понизить центр тяжести, улучшить управляемость и добавить пространства в салоне. Ёмкость тяговой батареи указана на уровне 70 кВт·ч, но очевидно, что будет несколько вариантов с меньшим и большим запасом хода (должен составить от 300 до 500 км).

Конфигурация и архитектура подвески такова: спереди — стойки McPherson, а сзади — балка. Спереди установят А-образные рычаги, тормоза будут дисковыми, а запасное колесо разместят на заднем свесе.

По габаритам серийная «Кама-2» окажется заметно больше своей концептуальной версии: длина вырастет с 3400 до 3750 мм, а колёсную базу «растянут» с 2100 до 2515 мм. По ширине и высоте, равным 1760 и 1615 мм соответственно, автомобиль вписывается в параметры класса B.

Кузов будет металлическим несущим — от каркасно-панельной конструкции отказались из-за её нетехнологичности. Также ожидаются пять дверей без средней стойки, как у BMW i3 (т.е. распахивающихся в разные стороны), а автором дизайна выступает некая итальянская фирма, название которой пока держится в секрете.

Несмотря на то, что параметры очерчены довольно детально, выводы о будущей «Каме-2» делать пока рано: концепция электромобиля окончательно не сформулирована, поэтому велика вероятность, что многое в его конструкции и облике будет дорабатываться и меняться.

Камаз представил легковой электромобиль

Сегодня на московской выставке Вузпромэкспо-2020 состоялась официальная презентация российского электромобиля Кама-1. Он совместно разработан КАМАЗом и Санкт-Петербургским политехническим университетом Петра Великого (СПбПУ). На создание машины потрачено 210 млн рублей, из которых 150 млн — грант Министерства образования, а оставшиеся 60 млн инвестировал КАМАЗ.

Российский крошечный электромобиль размером с «Оку» оказался машиной не для простых россиян - CNews

Кама-1 — это трехдверный хэтчбек длиной 3,7 м на модульной платформе, которая разработана с прицелом на создание автомобилей разных классов. Кузов представляет собой несущее основание с каркасной надстройкой и пластиковыми наружными панелями. В салоне есть две подушки безопасности, причем водительская не в руле, а на потолке.

Двигатель мощностью 109 л.с. установлен на задней оси, а литий-ионная тяговая батарея емкостью 33 кВт∙ч — под полом салона. Расчетная максимальная скорость — 150 км/ч, а пробег на одной зарядке — около 200 км, хотя в определенных условиях можно проехать до 300 км.

Российский крошечный электромобиль размером с «Оку» оказался машиной не для простых россиян - CNews

Пока что Кама-1 предполагается только для использования в каршеринге. Цена? Она сильно зависит от предполагаемого тиража. При хорошем раскладе ее можно уложить в 1—1,3 млн рублей, но гораздо реальнее диапазон от двух до трех миллионов рублей. По плану выпуском таких электромобилей займется КАМАЗ. Более подробно обо всем проекте мы расскажем чуть позже.

Камшеринг

Нельзя дважды войти в одну и ту же реку, поэтому через 14 лет после выпуска последней микролитражки Ока КАМАЗ нашел другое русло: электромобиль Кама-1 разработан специально для каршеринга крупных российских городов. Он вряд ли появится в открытой продаже, но, похоже, имеет все шансы повторить путь, которым прошли электробусы марки КАМАЗ.

«Эта машина — будущее мирового автопрома, смысл ее в том, что машины такого класса — электрические, они готовы к беспилотной эксплуатации, это машины композитные и спроектированные так, чтобы можно было быстро выпускать новые версии», — подчеркнул специальный представитель президента РФ по цифровому технологическому развитию Дмитрий Песков.

Я специально привожу полную официальную цитату выступления чиновника на премьере электромобиля Кама-1, потому что это классика российского государственного пиара. Буквально через минуту после спича с машины сдернули покрывало, и стало ясно, что «будущее мирового автопрома» — это красный автомобильчик длиной 3,4 м, похожий одновременно на укороченный Kia Soul и на раздутый smart fortwo. Он действительно ездит на электротяге и даже способен самостоятельно парковаться, но использует китайский электромотор и существует пока в единственном экземпляре. А «быстро выпускать» его если и начнут, то не раньше 2023 года.

Российский крошечный электромобиль размером с «Оку» оказался машиной не для простых россиян - CNews

Каму показали в виде практически «горячего» хэтчбека с клиренсом 120 мм, на 17-дюймовых колесах, с тачскрином в центре руля. И сообщили, что электромотор мощностью 220 л.с. может разгонять машинку до 100 км/ч всего за 6,7 с! Была даже обозначена цена — от 1,2 до 1,4 млн рублей. «Дешевый, быстрый, свой» — безотказная формула для запуска на инфопросторы очередного первого российского электромобиля. Но реальность заключается в том, что если Кама когда-нибудь станет серийной, то и выглядеть, и ехать, и стоить она будет совершенно по-другому.

Российский крошечный электромобиль размером с «Оку» оказался машиной не для простых россиян - CNews

Дело в том, что Кама-1 — это городской малогабаритный электромобиль, разработанный на деньги гранта ­Минобрнауки в рамках федеральной целевой программы по созданию интеллектуальных систем управления новыми видами транспорта. Министерство направило на это 150 млн рублей, а еще 67 млн в роли индустриального партнера выделил ­КАМАЗ — и вдобавок предоставил свой комплекс электронных ассистентов водителя ADAS уровня 3 и 4, подразумевающих частичную беспилотность.

Грант достался санкт-петербургскому политеху Петра Великого, в структуре которого работает центр компьютерного инжиниринга CompMechLab (CML). Он занимается построением математических моделей, расчетами динамики и прочности машин и конструкций. Руководитель CML Алексей Боровков — пионер компьютерного моделирования в СССР, под его руководством центр участвует во множестве государственных проектов, где необходимы виртуальные расчеты и проектирование, от атомной энергетики до разработки тракторов. В роли аутсорс-исполнителя CML сотрудничает и с глобальными автоконцернами (в их числе BMW, Daimler, VW, BAIC и другие), а у главного конструктора Олега Клявина за плечами опыт работы в компании EDAG и в инжиниринговой штаб-квартире BMW (FIZ). Однако портфолио публичных отечественных проектов CML невелико: расчеты для семейства Аурус, несостоявшийся внедорожник УАЗ

Патриот-2020

и теперь вот Кама-1.

Когда можно будет купить

Как бы ни хотелось назвать «Каму» предсерийным электромобилем, это все-таки только прототип. Никто еще не занимался технологической подготовкой производства, не решал, где, как и на чем производить машину, какие запчасти делать самим, какие — закупать у поставщиков. На это уйдет несколько лет как минимум.

Пока КамАЗ профинансировал проектирование и получил цифровой двойник прототипа. Теперь ему надо просчитать экономическую модель, разработать инвестпроект, подготовить все к серийному производству.

Впрочем, они могут все сделать быстро. По слухам, площадку уже подобрали. Вдобавок, если кто-то из каршеринговых или логистических компаний сделает «предзаказ», шансы пойти в серию у «Камы-1» значительно возрастут. А чтобы цена на электрокар попала в озвученные пределы (1–1,3 млн рублей), по мелькающим в СМИ цифрам, серия должна быть на уровне 20 тыс. авто в год.

Мотор и батарея нашлись только у китайцев

Двигатель подбирают под технические требования автомобиля. В VTS и product definition есть набор параметров: целевой пробег, скорость разгона и максимальная скорость движения.

По ним делают тягово-динамический расчет, который выдает требуемые характеристики: мощность электродвигателя, его обороты, передаточное число трансмиссии, емкость аккумуляторной батареи, ток отдачи аккумуляторной батареи и так далее. И уже по ним подбирают связку «электродвигатель — батарея».

Для «Камы» подходящего российского движка не нашлось, а проектировать с нуля не было ни времени, ни финансов. Оставался вариант выбрать из существующих серийных моделей европейского или китайского производства (прототипы и перспективные движки никто университету бы и не продал).

Размещение силовой установки
Размещение силовой установки

Батарея в автомобиле собрана на базе ячеек Li-NMC, изготовленных в Китае. Корпус с системой управления и подогрева спроектировали и рассчитали сотрудники Инжинирингового центра. По заданным размерам и параметрам его изготовил все тот же производитель ячеек.

На подготовку этих документов у разработчиков «Камы-1» ушло полгода. А затем начались полтора года активной работы по воплощению всех этих идей в «железе».

Обещанного еще два-три года подождут

Отечественный электрический автомобиль «Кама-1» автогиганта «КамАЗ» может поступить в продажу в 2024 г. или даже 2025 г. Об этом в интервью каналу RTVI заявил Генеральный директор ПАО «КамАЗ» Сергей Когогин.

Топ-менеджер подчеркнул, что выпуском машины будет заниматься не сам завод «КамАЗ», несмотря на то, что он принимал непосредственное участие в его разработке. Производство электромобиля ляжет на плечи дочерней компании завода – АО «Кама».

Сергей Когогин уточнил, на январь 2022 г. еще не было известно, где именно будет проводиться сборка. Ранее появлялась информация, что конвейер будет находиться за пределами России – в Венгрии.

Насколько точны прогнозы Сергея Когогина, сказать нельзя. Автомобиль, как сообщал CNews, должен был появиться в продаже еще в 2021 г., так как его испытания завершились осенью 2020 г. Тем не менее, по дорогам страны на момент публикации материала не ездила ни одна «Кама-1», да и в автосалонах ее найти тоже было нельзя.

Российских легковых электромобилей нет

На январь 2022 г. в России не существовало серийно выпускаемых отечественных легковых электромобилей потребительского класса. Войти в эту нишу хотят многие компании, в том числе и никак не связанные с рынком автомобилей, но пока дело с мертвой точки не движется.

В декабре 2021 г. CNews писал, что выпустить свой электрокар собирается военный концерн «Алмаз-Антей». Для него это будет первый электромобиль и в целом первая машина гражданского назначения.

Так видит свой первый электромобиль «Алмаз-Антей»

«Алмаз-Антей» специализируется на выпуске военной техники, в частности, систем ПВО и ПРО, и на 100% принадлежит государству.

Концерн «Калашников», занимающийся разработкой оружия, тоже готовится к серийному выпуску электромобилей. Но если детище «Алмаз-Антея» вполне соответствует современным требованиям к внешности транспортных средств, то творение «Калашникова» выбивается из привычных представлений о гражданском автомобиле.

Легковой городской электромобиль, версия «Калашникова»

На момент публикации материала ни «Калашников», ни «Алмаз-антей» не организовали серийное производство своих электромобилей.

На полное отсутствие в Россииотечественных легковых электромобилей указывает и статистика продаж этого вида транспорта. На середину 2021 г. в стране насчитывалось около 12,3 тыс. легковых электромобилей (данные аналитического агентства «Автостат»).

Электрическая «ока»

На момент окончания испытаний разработчики называли «Каму-1» не иначе как кроссовером. На деле пока неясно, что именно общего у этого автомобиля имеется с современными кроссоверами – по своим габаритам он лишь на несколько сантиметров крупнее всем известной отечественной микролитражки, названной в честь российской реки, а по клиренсу он сопоставим с обычными легковыми автомобилями.

Электромобиль «Кама-1» действительно можно сравнить с «Окой», габариты которой составляют 3,2 метра в длину, 1,42 метра в ширину и 1,4 метра в высоту. Как пишут «Известия», длина электрокара – всего 3,4 метра при ширине 1,7 метра. Клиренс автомобиля составляет 16 см. А вот высоту автомобиля производитель по неизвестным причинам не раскрывает.

Как и «Ока», «Кама-1» лишен важной составляющей, влияющей на уровень комфорта транспортного средства. У него нет задних дверей, хотя салон рассчитан на четырех человек. Таким образом, задним пассажирам нужно будет попадать в салон и выбираться из него через передние двери, но для этого нужно будет дождаться, пока его освободят водитель и передний пассажир.

«Кама-1» снаряжен светодиодными фарами и такими же задними фонарями. Комплектация включает панорамную крышу и съемные накладки крыльев, порогов и юбки бамперов. Сделано это для упрощения и удешевления ремонта – эти элементы можно снять и заменить на новые.

Этап 2. разработка технических требований — это когда надо описать все и вся

Понимание рынка — это даже не начало проекта. Начало — это разработка технических требований, когда абстрактные представления о запросах потребителей, стоимости и свойствах автомобиля превращаются в цифры конкретных характеристик.

Сначала формируют VTS (vehicle technical specification), в которой описывают общие целевые характеристики автомобиля: колесную базу, колею, габариты, свесы, мощность, дальность пробега и так далее.

Потом на базе VTS создают другой документ, так называемый product definition. Это очень подробное описание автомобиля: как он будет выглядеть для конечного пользователя, какими функциями будет обладать. 

Например, туда входит информация о том, что в машине должен быть козырек, который откидывается сверху, а также может поворачиваться и закрывать солнце, светящее в боковое стекло. Или что камера заднего вида будет располагаться там-то.

Некоторые из параметров задают жестко, без возможности изменений, а другие уточняют в процессе проектирования.

Этап 3. эскизный проект и подготовка тз — теперь можно и нарисовать

Дальше работа строится так: сначала создают стилевое решение автомобиля, потом — эскизную компоновку автомобиля в целом, компоновку узлов и деталей и наконец макеты этих узлов.

Для разработки стилевого решения университет привлек внешних подрядчиков. Сначала дизайном занималась российская компания, но что-то пошло не так, и заканчивать пришлось одной итальянской фирме.

Так выглядит стилевое решение
Так выглядит стилевое решение

Результатом работы стали обычные двухмерные эскизы, скетчи и рисунки. На основе этих эскизов уже своя команда модельеров готовила 3D-модели, по которым определялись габариты автомобиля и компоновочный объем, и разрабатывала интерьер.

Разумеется, коэффициент лобового сопротивления учитывают уже на этом этапе, но пока в 2D-модели. 3D-модель будут «продувать» чуть позже
Разумеется, коэффициент лобового сопротивления учитывают уже на этом этапе, но пока в 2D-модели. 3D-модель будут «продувать» чуть позже

Как ведется компоновка? Сначала определяют схему шасси, решают, какой будет привод — передний или задний, где будет стоять мотор. В «Каме-1» двигатель стоит сзади, рядом с ведущими колесами. Такой вариант за счет загрузки задних колес обеспечивает хороший разгон, высокую проходимость и маневренность.

Затем прорабатывают схемы посадки, вместимости и обзорности. Определяют положение водителя и пассажира. В точку посадки размещают разные манекены, чтобы задать диапазон размеров для сидений, стоек, педалей, границ подкапотного пространства.

Так выглядит схема посадки на рисунке…
Так выглядит схема посадки на рисунке…

На виртуальный остов машины навешивают все необходимые компоненты. Сначала используют габаритные модели, кубики и параллелепипеды, чтобы зарезервировать место. По мере проработки узлов и компонентов компоновка становится все более подробной. По покупным узлам у производителей обычно уже есть готовые 3D-модели, остальное приходится отрисовывать самостоятельно.

В ходе наполнения постоянно следят за тем, чтобы новый элемент не нарушал ранее заданных граничных условий, — для этого есть куча правил, регламентов и требований. Так как отследить все соответствия вручную невозможно, для этого используют специализированное ПО.

Цифровой макет «Кама-1»
Цифровой макет «Кама-1»

В компоновочной модели хранятся все варианты конструкции, все компоненты, которые можно применить. В ней проводят проверки на соответствие регламентам и требованиям по геометрической интеграции. Модель включает и все результаты проверок, например прокачки подвески, зон обзора водителя, положения сидений.

Когда почти все подобрано, из компоновочной модели создают цифровой макет. В нем уже нет никаких вариантов, все узлы и компоненты зафиксированы. Эта конфигурация утверждена и проверена на все требования. В цифровом макете постепенно собирают готовый автомобиль, который потом передадут на изготовление.

Этап 4. цифровой двойник создавали в собственном по

Обычно на изготовление прототипа автопроизводители тратят 3–5 лет. Питерцам помогло наличие собственной платформы для создания цифровых двойников и проведения испытаний — CML-Bench. Для проектирования использовали популярную среди автопроизводителей CAD-систему Dassault CATIA.

Цифровой макет тормозной системы
Цифровой макет тормозной системы

С самого начала, как только появился цифровой макет, разработчики начали формировать цифровой двойник электромобиля. 

Цифровой двойник — это не просто трехмерная модель, а комплекс взаимосвязанных моделей, отражающих физико-механические свойства применяемых материалов, свойства сварных соединений, кинематику подвески, электрическую подсистему и другие элементы. Они перекрывают почти все возможные расчеты, которые можно производить с автомобилем.

Силовой каркас кузова электромобиля
Силовой каркас кузова электромобиля

А расчетов проводят немало: жесткости, прочности и вибраций в различных режимах, расчет климатики салона, расчеты по динамике, управляемости и устойчивости автомобиля, по кинематике подвески. 

Так моделируют лобовой удар о сминаемый барьер с 40-процентным перекрытием
Так моделируют лобовой удар о сминаемый барьер с 40-процентным перекрытием

Цифровой двойник позволил провести большую часть испытаний виртуально, значительно сэкономив время и бюджет разработки. На изготовление передавали уже полный набор требуемых документов и моделей.

Дверь: так выглядит любая сваренная железяка до того, как зачистили сварные швы
Дверь: так выглядит любая сваренная железяка до того, как зачистили сварные швы

Кузов в «Каме-1» разработали полностью с нуля. Из готовых изделий там только стеклоочистители, стеклоподъемники, ремни безопасности и замки. Работы по изготовлению уникальных запчастей и сборке электрокара проводил субподрядчик — предприятие, специализирующееся на создании прототипных образцов автотранспорта.

Кое-что в университете собрали самостоятельно. Это светотехника, сиденья, рулевое колесо, подвеска
Кое-что в университете собрали самостоятельно. Это светотехника, сиденья, рулевое колесо, подвеска

Этап 5. реальный прототип, и чего в нем нет

Сначала сразу скажу, чего в показанном прототипе «Камы-1» еще нет. Отсутствует фронтальная подушка безопасности. Обычно она прячется в руле, а здесь на нем расположен дисплей. Прорабатывали вариант использования подушек, которые располагаются в надоконном брусе. Но окончательное решение еще не приняли.

Нет в прототипе и системы полуавтономного управления ADAS. Вообще ADAS — это камазовская разработка, и в рамках проекта только структурно разместили все электрооборудование и электронику, чтобы эту систему можно было интегрировать. Управление газом, тормозом и рулем на автомобиле реализуют через CAN-шину.

В дизайн кузова заложили места крепления под все необходимые камеры машинного зрения, радары, лидары, парктроники. Если все это поставить и настроить, тогда машина действительно покажет все обещанные чудеса: торможение в экстренной ситуации, предотвращение наезда на пешехода, следование в полосе, помощь в пробке, автоматическую парковку, автоматический выезд с парковки и так далее. В серийном автомобиле, если он будет, ADAS появится.

А теперь о хорошем. Использование цифрового прототипирования позволило с первого раза собрать машину, сравнимую по качеству с предсерийным образцом. «Кама-1» — это первое воплощение в металле всего того, что спроектировали в университете. Сборку электрокара закончили 4 декабря, а уже 10 декабря он был на выставке. Времени на ходовые испытания и тем более опытную эксплуатацию не было. При этом машина просто взяла и поехала.

Задняя многорычажная подвеска в сборе с мотором и установленными элементами высоковольтного оборудования
Задняя многорычажная подвеска в сборе с мотором и установленными элементами высоковольтного оборудования

Конечно, какие-то недоработки инженеры обнаружили, но мелкие. В одном месте надо увеличить зазор, чтобы при прохлопе дверей не было контакта лакокрасочного покрытия. В другом — изменить место крепления блока переключателей стеклоподъемников. В третьем — перенести реле кнопки открытия двери багажника из-за проблем с электромагнитной совместимостью. Такие мелочи некоторые автопроизводители выявляют и устраняют уже после запуска в серию.

На «Каме-1» все эти мелочи тут же исправляли в цифровом двойнике, сразу проводили пересчет и проверку граничных условий, так что КамАЗу передали уже «отполированную» документацию.

Оцените статью
Камаз