Ходовые испытания «Сержанта-электро» назначены на конец этого года, но сборка прототипа транспортного средства уже стартовала: на алюминиевую раму навешиваются элементы подвески, трансмиссии и другие комплектующие, которые можно установить на данном этапе, рассказал проректор по научно-инновационной деятельности ТГУ Сергей Петерайтис.

Тольяттинский госуниверситет участвует в создании электрических транспортных средств для Самарско-Тольяттинской агломерации с 2020 года. Это один из проектов научно-образовательного центра мирового уровня «Инженерия будущего», соучредителем которого является ТГУ.

Работая над ним, конструкторы накопили определенный опыт в проектировании и создании электрических транспортных средств различного назначения, поделился кандидат технических наук, доцент Денис Павлов - руководитель проекта «Сержант-электро», заведующий кафедрой «Энергетические машины и системы управления» института машиностроения ТГУ.

В «копилку» идет и партнерство ТГУ с предприятиями города, заинтересованными в развитии тем по электрификации транспорта. Один из партнеров по развитию этого направления - ООО «ТСРЗ» (Тольяттинский судоремонтный завод). Для диверсификации своего производства предприятие обратилось в вуз с просьбой разработать и изготовить опытный образец снегохода на электрической тяге. Сейчас дорабатывается уже второй прототип снегохода, который может быть запущен в серийное производство в ближайшее время, если у завода будет такая потребность.

Весь свой опыт работы над электрическим транспортом ТГУ будет использовать в разработке других электрических транспортных средств, в том числе и нового электромобиля.

«Сержант-электро» - это гражданский электротранспорт каркасно-модульного типа. Прародителем новинки считается концепт-кар «Бора», созданный на ВАЗе еще в 1990-х годах, но так и не пошедший в серию.

Концепция «Сержанта-электро» - максимально дешевая, простая, доступная транспортная платформа. В то время как «традиционные» электромобили - это сложные и дорогостоящие конструкции.

Алюминиевый каркас в ТГУ разработан уже давно, и на его основе собрано два прототипа внедорожника на бензиновом двигателе. Один из них вошел в число лучших экспонатов международного военно-промышленного форума «Армия-2017». Идея сделать на базе алюминиевого каркаса электровнедрожник принадлежит ректору ТГУ, профессору, доктору физико-математических наук Михаилу Кришталу, который инициировал эту работу в университете. Прототип третьего внедорожника из серии «Сержант» изготавливается на средства гранта Фонда «Духовное наследие» им С.Ф. Жилкина.

«Именно алюминиевый каркас позволяет полностью скомпенсировать массу транспортного средства при переходе с двигателя внутреннего сгорания на аккумулятор. По нашим оценкам, вес «Сержант-электро» будет таким же, как у обычной “Нивы”», - сообщил профессор Михаил Криштал.

Каркас нового внедорожника будет адаптирован под машинокомплект «Нивы» - разработчики стремятся к тому, чтобы «Сержант-электро» получился максимально отечественно-адаптированным. Каркас, трансмиссия, рулевое управление, тормозная система, подвеска, аккумулятор - все эти элементы будут российского производства.

«Мы будем стремиться максимально унифицировать серийный электромобиль по базовым элементам, одновременно оснастив его недорогими батареями и электронными компонентами. Это принципиально отличает наш проект от того, что сейчас разрабатывается в России. Наша задача - сделать электромобиль не только доступным, но и легким в обслуживании», - объясняет Денис Павлов.

В «Сержант-электро» ТГУ намерен интегрировать разработку, которую в свое время готовили для компании Zetta, - rangeextender, то есть удлинитель пробега. Для этого во внедорожник будет установлен небольшой двигатель внутреннего сгорания мощностью до пяти лошадиных сил. Он будет вращать генератор, от которого можно будет подзарядить батарею.

То есть фактически транспортное средство будет гибридным, но с очень маленькой мощностью бензинового двигателя - максимально экологичного. Удлинитель пробега будет включаться только в том случае, когда надо срочно подзарядить аккумулятор. Это сделает внедорожник универсальным, безопасным и многофункциональным.

На «Сержант-электро» планируют установить аккумуляторную батарею, состоящую из модулей, разработанных специалистами Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ). Об этом Михаил Криштал договорился на встрече с ректором СПбПУ, академиком РАН Андреем Рудским в декабре 2022 года. В конструкции одного модуля используется 12 литий-ионных ячеек. Его энергоемкость - 2,35 кВт*ч. Небольшая высота (110 мм) позволяет устанавливать устройство в пол транспортного средства, а корпус из экстрадированного алюминиевого профиля позволяет уменьшить градиент температур в батарее.

В СПбПУ также разработали для электромобилей зарядную станцию с буферной батареей, которая обеспечивает быструю зарядку электротранспорта даже в местах с недостаточной электрической мощностью.

Как поясняют разработчики, «Сержант-электро» создается как электрическое транспортное средство повышенной проходимости с формулой 4×4 - это нишевая техника. Она не претендует на то, чтобы заменить существующие внедорожники, но имеет ряд параметров, которым сегодня нет альтернативы на российском рынке.

В России пока не производятся гибридные электромобили, поэтому в ТГУ рассчитывают, что «Сержанты» станут незаменимыми в рекреационных зонах и особо охраняемых природных территориях, где приходится передвигаться по бездорожью и при этом важна экологическая чистота транспорта. Для больших агломераций они актуальны как городской транспорт. А суточного пробега в 300 км (с учетом использования удлинителя пробега) достаточно для относительно дальних поездок.

«Еще одно направление использования «Сержанта-электро» - эксплуатация в особо тяжелых условиях (например, в шахтах, на горнодобывающих производствах, где важно беречь воздух). Электрические внедорожники могут использоваться для доставки в шахту специнструмента, рабочих. На рынке России пока таких машин нет», - подчеркивает Денис Павлов.

Сергей Петерайтис считает, что в ближайшем будущем можно вести речь только о малосерийном производстве «Сержанта-электро». По упрощенной схеме сертификации можно выпустить не более 150 автомобилей в год. В Тольятти есть производственные площадки, имеющие опыт сборки каркасных автомобилей. С несколькими компаниями у ТГУ уже есть предварительные договоренности, однако афишировать их пока рано.

Изготовление алюминиевого каркаса вуз планирует оставить за собой. Это достаточно сложный в производстве элемент. Дело в том, что после сварки алюминия в металле накапливаются остаточные напряжения, которые часто приводят к деформации металлоконструкции и даже к ее разрушению. Соответственно, чтобы сделать качественную алюминиевую раму, нужно владеть технологией сварки и сопутствующими технологическими приемами.

«В Тольяттинском госуниверситете накоплены многолетние компетенции в области сварки изделий из алюминия - наши ученые в свое время разработали технологию для сварки кораблей на подводных крыльях, много работали на авиацию, космос. Мы хотим эти компетенции приумножить и монетизировать», - рассказывает Сергей Петерайтис.

На первом этапе львиной долей инвестиций будут собственные средства вуза. Предполагается, что в процессе создания «Сержанта-электро» у ТГУ появятся ноу-хау, которые вуз хотел бы оставить за собой. Поэтому на нынешнем этапе вузовская команда старается делать все своими силами.

«А вот при запуске производства, когда потребуются большие средства на закупку специализированного оборудования, мы начнем вести переговоры с инвесторами. Тогда уже мы сможем продемонстрировать опытный образец, предложить сесть за руль, оценить потенциал электро-внедорожника в деле. Опыт работы с инвесторами по такой схеме у нас уже есть. Когда ТГУ изготовил опытные образцы медицинских изделий из магния и провел доклинические испытания, нам даже не пришлось искать инвестора - он сам предложил сотрудничество», - делится планами Сергей Петерайтис.

Разработчики видят перспективу выхода и на международные рынки с КИТ-комплектом (для самостоятельной сборки) электромобиля. В мире это направление сейчас очень востребовано. К тому же продажа комплектов избавляет от необходимости создания сборочных производств в других странах. Есть и другие экономические выгоды, в том числе сниженная таможенная пошлина. Для потребителя КИТ-кар интересен тем, что легко поддается кастомизации.

«Электрический внедорожник «Сержант-электро» с формулой 4×4 - это только начало. Следующую модификацию автомобиля мы хотим проектировать с итальянской компанией BlueEngineering и российской компанией «Ф-Дизайн». Это также будет авто повышенной проходимости, но уже с электродвигателем на каждом колесе, что позволит существенно облегчить подвеску и всю элементную базу машины, - делится планами Сергей Петерайтис. - Кроме того, в дальнейшем электроника заменит механическую систему блокировок, что тоже существенно сократит массу автомобиля. Однако для начала нам нужно наработать компетенции и вырастить кадры».