Pražská firma Combatra a Technická univerzita v Liberci (TUL) vyvíjejí v rámci společného projektu malý městský elektromobil s pracovním názvem Fido. Na tříletý projekt poskytla zhruba třicetimilionovou dotaci Evropská unie prostřednictvím ministerstva průmyslu a obchodu. Peníze plynou z Operačního programu Podnikání a inovace pro konkurenceschopnost. Funkční vozítko chce firma představit letos v září a následně bude usilovat o získání homologace. „Zhoršující se životní prostředí a omezené zdroje fosilních paliv zákonitě vedou k elektromobilitě. Proto vyvíjíme malý městský elektromobil kategorie malého motocyklu AM o maximální rychlosti 45 km/h a hmotnosti 350 kg. Budou s ním moci jezdit řidiči od patnácti let, ale oblibu by mohl získat i mezi seniory. Využití patrně najde také jako vozidlo pro turisty, pro invalidy, na nákupy, rozvoz pošty apod.,“ informuje za firmu absolvent Vysoké školy strojní a textilní v Liberci (dnešní TUL) Ing. Miloslav Kolomazník. Autorem designu je absolvent Vysoké školy umělecko-průmyslové v Praze Karel Vránek. Na konstrukci se zpočátku podílel i čtyřnásobný mistr republiky ve formulových vozech Jaroslav Vorel. První funkční vzorek představila firma na výstavišti v Brně a Letňanech. „Vzbudil velký zájem, ale my jsme s ním nebyli spokojeni. Bylo jasné, že poměrně hlučný vzorek ze sklolaminátu potřebuje další úpravy a že musíme najít technologii, která umožní sériovou výrobu. Chtěli jsme vyvinout více kompaktní a lehčí karoserii, proto jsem se obrátil na svou alma mater. Tak začala naše spolupráce s Technickou univerzitou v Liberci, konkrétně s katedrou vozidel a motorů fakulty strojní,“ říká inženýr Kolomazník. Ve spolupráci s vybranými studenty magisterského studia fakulty strojní byla vyvinuta nová podoba elektromobilu Fido. Podle vedoucího katedry vozidel a motorů Ing. Roberta Voženílka, Ph.D., byli studenti v kontaktu s firemním konstruktérem Adamem Přečkem a podíleli se konstrukčně na vývoji dílčích komponent podvozku a vybraných dílů karoserie a jejich upevnění. Hlavní nosná část rámu vozidla je tvořena ze speciálně vyvinutých profilů z hliníkové slitiny. Na ty je připevněn další rám, jejž tvoří profily rovněž z hliníkové slitiny, a na něj je přichycena karoserie z plastových dílů. „Naši studenti odvedli plnohodnotnou vývojovou práci. Těší mě, že jsou schopni vyřešit i takto náročné úkoly. Podobnou spolupráci s firmami vítáme, protože odpovídá filozofii školy – co nejvíce propojit studium s praxí,“ konstatuje dr. Voženílek Práce na vozítku je podle Miloslava Kolomazníka kombinací práce konstruktérů a odborníků z oblasti elektra, přičemž elektromobilita dostala od firmy podstatně větší prostor. „Vyřešit elektrotechniku bylo to nejpodstatnější v naší spolupráci. Zabodovali odborníci z fakulty mechatroniky, informatiky a mezioborových studií, kteří vyvíjeli kompletní elektrickou výzbroj,“ konstatuje M. Kolomazník. Pomáhají moderní přístro je v univerzitní laborato ři Úkolem týmu fakulty mechatroniky, informatiky a mezioborových studií pod vedením Pavla Jandury bylo vyvinout návrh nového elektrického pohonu, tedy motory i měniče, a k tomu trakční akumulátorové baterie, systém dobíjení i palubní elektroniku. K dispozici má tým univerzitní laboratoř vybavenou moderním testery (cyklovači) elektrochemických článků, modulů i celých baterií, které umějí články i baterie nabíjet a vybíjet s nekonečnými možnostmi programování a zaručují precizní měření sledovaných veličin. Zařízení spolupracují s teplotní komorou, kde je možné nastavit teplotu okolí i její dynamickou změnu ve velkém rozpětí. Testy životnosti baterií vygenerují velké množství uložených dat, které se dále zpracovávají a vyhodnocují. „Než doporučíme vhodný článek, zajímají nás vždy všechny klíčové parametry moderních technologií, hodnotíme pokroky v prakticky dosažitelné energetické hustotě, což je v dnešní době alfa a omega pro rozšíření elektrického pohonu do různých aplikací,“ říká doktor Jandura. Člen týmu Ing. Petr Bílek, Ph.D., upřesňuje, že pro snazší práci s kabelovými svazky „ladí“ tým fakulty veškerou elektroniku i pro nový elektromobil na speciálně vyrobené testovací lavici. „Elektroniku připravujeme k napojení na centrální řídicí jednotku. Vše se testuje, aby motorky stěračů, blinkry nebo zámky fungovaly, jak mají,“ popisuje Petr Bílek. Testovalo se několik měsíců Než došlo k rozhodnutí, zda je určitý článek vhodný právě pro toto konkrétní použití, objednalo se několik baterií a ty na fakultě cyklicky testovali zhruba půl roku. Vědci porovnávali poměr energetické hustoty a ceny. „Důležitá je z hlediska spotřebitele také cyklická životnost baterie, tu testujeme ve speciální komoře při skutečně extrémních podmínkách, třeba při teplotě −30 °C. Testy prokázaly, že životnost námi navrhovaných baterií je velmi dobrá a pro uživatele příznivá,“ přibližuje Pavel Jandura. Původně se podle něj počítalo se zhruba třemi stovkami menších 8kWh článků, nakonec však byly do vozidla zamontovány 20kWh články, kterých je potřeba podstatně méně; přitom nebylo potřeba měnit pro akumulátory vymezený prostor. „To má výhodu pro výrobce, protože menší počet článků vyžaduje méně výrobních operací. Další výhodou velkých článků je to, se na ně na ně dají namontovat šroubovací terminály. To přinese zjednodušení malosériové výroby, která si nemůže dovolit automatickou výrobní linku a je pro ni výhodnější šroubovat články ručně,“ dodává další člen týmu, doktorand Lukáš Krčmář, s tím, že baterie je navržená pro bezpečnou hodnotu napětí, takže se obsluha nemusí obávat úrazu elektrickým proudem. Elektrické články v malém českém elektromobilu pohánějí dva na sobě nezávislé motory v zadní nápravě. Každý z nich má trvalý výkon 6 kW, u každého lze nezávisle regulovat točivý moment. „Motory v kolech jsou výhodné právě pro malosériovou výrobu jednoduchých vozidel. Relativně snadno je lze na vozidlo osadit a není potřeba převodovka s poloosami. K bezpřevodovým motorům v kolech bylo potřeba vytipovat a vyladit také měniče. Dojezd by měl být zhruba 150 km, což pro kategorii L6e považuji za dostatečné,“ přiblížil Lukáš Krčmář. Jak ho doplňuje Petr Bílek, každý akumulátor i motory mají svou řídicí jednotku. „To jsou standardy použití v automotive. My na fakultě vyvíjíme pro Fida centrální jednotku, která bude sledovat formace z těchto jednotek a zastřešuje komunikaci s řidičem. Zároveň zde řešíme displej, který bude informace z centrální řídicí jednotky, soustřeďující data od ostatních řídicích jednotek, zobrazovat.“ Displej voz u vy řešil st udent v rámci bakalářské práce Přístrojový panel vozidla vyvinul student fakulty Jan Peča v rámci své bakalářské práce. Umístěn bude za volantem a bude zobrazovat základní údaje. „Programuje grafiku displeje a vytvořil software do řídicí centrální jednotky, která s displejem komunikuje. Když to zjednoduším, ladí to, aby se rozblikaly žárovky, když řidič zmáčkne blinkry, a aby se na přístrojovém panelu rozsvítily i kontrolky. Zároveň chceme, aby řešení splňovalo moderní standardy praktických automobilů,“ doplnil Petr Bílek. Svými rozm ěry je Fido velmi úsporn é vozidlo Zkonstruovaný, v pořadí již druhý funkční vzorek prošel na jaře prvními testovacími jízdami na uzavřeném okruhu v Praze. „Samotné pohony jsme testovali na dynamometru, což je vlastně elektronická brzda, na které se dají vyzkoušet základní parametry motorů. Z hlediska pohonu dopadly jízdy velmi dobře. Auto je zcela funkční, dynamické vlastnosti jsou velmi dobré, 45km rychlosti se dosáhne poměrně rychle. Musíme ale počítat s tím, že tam je prototypová baterie, takže jsme zatím ještě výkonově omezeni. Můžeme přidávat jen opatrně, ale auto si vede dost dobře,“ řekl Lukáš Krčmář, který má na starosti právě pohony. Vyvíjené vozidlo je konceptem podobné Renaultu Twizzy. Fido však nabídne více místa pro druhého člena posádky díky tomu, že sedačka bude umístěna diagonálně za řidičem. Verze určená pro potřeby firem nabídne jen místo pro řidiče, přičemž zbytek bude tvořit úložný prostor o objemu 700 l. Vozidlo bude svými rozměry velmi úsporné. Konstruktéři dosáhli délky 2 450 mm a šířky 1 380 mm. Fido by tak mohlo parkovat kolmo k chodníku. „Chceme nabídnout jednoduché, lehké vozidlo, ekologicky vstřícné, s minimálními provozními náklady, snadné k pochopení a opravě. Cena by se mohla pohybovat mezi dvěma a třemi sty tisíci korunami,“ řekl Miloslav Kolomazník. Připravované vozidlo by se podle představy firmy Combatra mělo vyrábět v malých sériích. Pokud by firma se svými omezenými výrobními možnostmi vyráběla auto sama, jednalo by se nanejvýš o 500 až 1 000 kusů ročně. Ve hře je ale i druhá možnost, že by se našel vhodný investor. Podle Kolomazníka už společnost jednala i s potenciálním obchodním partnerem z Indie. Slibné jednání však přerušila pandemie, v jejímž důsledku automobilový průmysl postihl výrazný výpadek výroby. „Jednání budou ale pokračovat, ve hře je i myšlenka na společný podnik. Projekt skončí v září a do té doby musíme mít hotový prototyp a nástroje, aby se vozidlo mohlo začít vyrábět. Homologace sice není součástí projektu, nicméně chceme na ní začít pracovat. Věříme, že by se to mohlo podařit během příštího roku,“ naznačuje Ing. Kolomazník. Pokud chceme elektromobily účelně využívat, je podle odborníků i laické veřejnosti nutné u nás vybudovat funkční infrastrukturu. Ta ovšem ještě u nás není ve vyhovujícím stavu. „Do budoucnosti, která bez diskuse elektromobilitě patří, je nutné ji vybudovat rychle na základě propracované studie pokrytí ČR a s využitím dostupných dat a zkušeností ze zahraničí,“ zdůrazňuje Jandura. Dodává ale, že je potřeba rozlišovat infrastrukturu pro kategorii běžných vozidel. U dobíjení malých pomalých vozítek L6e se nepředpokládá tak intenzivní využití a tím pádem ani využívání dobíjecích stanic nebude nezbytné. Majitelé je většinou budou dobíjet přes noc doma nebo v zaměstnání. Fido se podle Pavla Jandury dobije za šest až osm hodin. Jeho provoz tedy nebude zatím nedostatečná infrastruktura tolik omezovat. Jaroslava Kočárková
