Модульные платформы

Модульные платформы, разработанные специально для массовых электромобилей, уже есть у концерна Volkswagen и альянса Renault-Nissan-Mitsubishi, свой проект анонсировала и Группа PSA. Теперь к ним присоединился корейский концерн Hyundai Motor, представив тележку E-GMP (Electric Global Modular Platform). В целом она имеет такую архитектуру, что и у конкурентов: тяговая батарея интегрирована в силовую структуру, независимая подвеска «по кругу» (сзади пятирычажка), на каждой оси по электромотору, предусмотрена возможность гибко изменять колесную базу, колею, дорожный просвет и другие параметры. Но есть и свои особенности.

Базовые одномоторные версии имеют задний привод, а у полноприводных вариантов передний электромотор имеет простую муфту, отсоединяющую его от колес, чтобы не тратить энергию на его вращение. Сами моторы — нового поколения: максимальная скорость вращения у них на 70% выше, чем у нынешних. Отдача пока не названа, но заявлено, что самые «горячие» электромобили на новой платформе смогут разогнаться до «сотни» за 3,5 с и набрать 260 км/ч.

Параметры тяговой батареи тоже не объявлены, но их удельная энергоемкость выше на 10%, чем у нынешних аккумуляторов, которые использует Hyundai. Расчетный пробег на одной зарядке — более 500 км по циклу WLTP. А еще в компании предусмотрели возможность зарядки от самых «быстрых» терминалов — с напряжением 800 вольт и мощностью 350 кВт! В этом случае батарея сможет принять заряд для броска на 100 км всего за пять минут, а перезарядка на 80% займет 18 минут. Впрочем, предусмотрена возможность подключения к 400-вольтовым терминалам и бытовым розеткам. А еще от машины можно запитывать другие потребители, причем через тот же самый разъем (с переходником).

Первые серийные электромобили на платформе E-GMP будут представлены в 2021 году — это паркетник Ioniq 5 и некая модель под маркой Kia. Дальнейших планов — громадье. К 2025 году свет увидят 23 электрические модели, а общий объем продаж «электричек» всех брендов концерна Hyundai Motor должен достичь одного миллиона экземпляров.

Платформа автомобиля – это совокупность основных компонентов, набор комплектующих, типовые конструктивные и технологические решения. Стратегия использования базового набора конструкторских и инженерных решений и унификация процесса производства позволяет снизить стоимость автомобиля.

Платформа является отдельным и главным компонентом, на котором создается авто, и каждый производитель решает сам, что в нее входит.

Модульная платформа или архитектура, состоит из унифицированных узлов и деталей, и позволяет собирать из этих модулей, как из конструктора, автомобили различных классов и назначений, от компактных хетчбеков и представительских седанов до семиместных кроссоверов, минивенов и даже пикапов.

платформа MQB фольцваген

В 2012 году Volkswagen Group первым представил модульную платформу MQB на модели Audi A3. Кроме подвески, в платформу входит климатическая система, электронная и электрическая архитектура, а также рулевое управление, трансмиссия и моторы, которые для MQB располагаются поперечно, и могут быть выбраны из широкого диапазона вариантов с одинаковыми точками крепления, включая гибридные силовые установки.

Колесная база, колея, размеры салона, передние и задние части кузова запросто могут меняться. Фиксировано лишь расстояние от передней оси до блока педалей.

Такой подход к автомобилестроению также позволяет оснащать бюджетные автомобили системами и техническими решениями премиальных моделей, когда ранее разрабатывать их отдельно для каждого класса авто не представлялось целесообразным.

Немного другой подход к модульной архитектуре у концерна Renault-Nissan. Их CMF выполнена из пяти более крупных взаимозаменяемых блоков: моторный отсек, салон, передние и задние составляющие шасси, электрика и электроника.

На платформе Common Module Family также можно собирать самые разнообразные модели:

Все массовые автопроизводители уже давно поняли преимущества модульной архитектуры и активно внедряют ее в производственный процесс. А группа VAG опять открывает новые возможности и лидирует уже в сфере модульных двигателей.

Модульная платформа Compact Modular Architecture (CMA) от Volvo

https://youtube.com/watch?v=sILb12hB-mw%3Fshowinfo%3D0

Модульная платформа Peugeot-Citroen EMP2

https://youtube.com/watch?v=-vsfZWDPQp0%3Fshowinfo%3D0

Слышали про компанию CEVT? Аббревиатура расшифровывается как China Euro Vehicle Technology AB (дословно — АО Китайско-европейские автомобильные технологии), а сама фирма — совместное предприятие концерна Geely и его дочерней компании Volvo Cars. Именно она занимается разработкой модульной платформы СМА(Compact Modular Architecture) для компактных автомобилей.

Возглавляет CEVT Матс Фэдерхаг, «отец» несостоявшейся модульной платформы Phoenix фирмы Saab, прежде работавший в компаниях General Motors, Volvo и Geely. Костяк коллектива составляют шведские и китайские специалисты, а располагается компания в Научном парке Лонгхольмен на берегу реки Гёта-Эльв в шведском Гётеборге.

С момента основания CEVT в 2013 году интернациональная команда успела многое. Уже известны основные параметры платформы: как и у других аналогичных конструкций, фиксированным планируют сделать только расстояние от передней оси до моторного щита, а остальные размеры (величина колесной базы, передний и задний свесы, колея и высота) могут изменяться в зависимости от конкретной модели. Интересно, что модульной будет не только «тележка»: другие системы (в частности климатическую) также соберут из различных «кубиков».

На иллюстрации указаны диапазоны (в миллиметрах, а в случае с колесами — в дюймах), в пределах которых могут изменяться ключевые размеры автомобиля. Между передними сиденьями изначально предусмотрена установка тяговой батареи для гибридов

Дебют компактных хэтчбеков, седанов и кроссоверов на платформе СМА не за горами: по плану машины марки Geely для китайского и европейского рынков должны появиться уже в конце этого года, а «премиальные» Volvo — на один—два года позже. Однако работы, по-видимому, еще много: штат инжиниринговой компании постоянно расширяется и, по последним данным, в итоге будет увеличен до 1400 сотрудников.

А слабые стороны проекта можно предположить, изучив список вакансий на сайте CEVT: требуются инженеры по тормозным системам, подвеске и кузовным элементам, айтишники, специалисты по электрике, оснастке, качеству и технологии производства. Нужен даже вице-президент по координации работы с сертификационными органами! Всего в постоянно обновляющемся перечне около двух десятков вакансий, а солидная часть стартовой страницы сайта посвящена описанию того, как здорово работать в инновационной международной команде. Есть желающие?

Одна платформа и на ее базе построено несколько десятков моделей автомобилей. Звучит просто, но это определенно не так. Так что же такое модульная платформа в автомобильной промышленности и что о ней стоит знать?

Некоторое время назад производитель просто готовил платформу для автомобиля из определенного сегмента и использовал ее в этом сегменте. Если Volkswagen хотел построить Polo, он работал над старой платформой A0 (или PQ). Если Volvo сделает 850 или S70, он будет работать с P80.

Конечно, это не обязательно означало, что на одной платформе может быть построена только одна машина или только одна версия кузова. Volkswagen мог «сделать» свою небольшую платформу доступной для Skoda, которая сделала Fabia на ее основе, Audi, которая сделала A2 и Seat, что сделало ее Ibiza и Cordoba. Volvo, с другой стороны, использовала P80 для создания седана, универсала, кабриолета, внедорожника и так далее.

Общей чертой старых платформ было то, что они были весьма ограничены с точки зрения гибкости и адаптации. Вышеупомянутая платформа Volkswagen фактически использовалась только для создания небольших автомобилей. Платформа Volvo – только для больших. Примерная колесная база, ширина колеи, общая геометрия, масса общих деталей, примерные внешние размеры. Часто даже внешний вид или пропорции были похожи, потому что платформа в значительной степени навязывала дизайнерам то, что в конечном итоге увидит заказчик.

Плюсы такого решения? Можно считать, что это было посвящение процесса проектирования определенному сегменту. Платформа, созданная для Passat B5, не должна была хорошо работать в Polo – на ней строились Audi A4 и Skoda Superb, то есть автомобили из того же сегмента. У покупателя, с другой стороны, сложилось впечатление, что он покупает что-то на заказ, то есть его Passat не ездит по тем же принципам, на которых он ездит во много раз дешевле Polo.

В какой-то момент производители оказались в ситуации, когда им предлагалось множество платформ. Клиенты хотели все больше и больше новых типов автомобилей, все больше и больше новых поколений, и чтобы все они быстрее пускались в производство. Производители, в свою очередь, также хотели, чтобы процесс от разработки до сборки был быстрее и, возможно, прежде всего, дешевле. С подходом «одна платформа – один сегмент» это было невозможно.

В какой-то мере проблема заключалась также в специализации заводов. Различные платформы и разные спецификации означали, что конкретный завод должен был быть подготовлен к производству конкретной модели, что, конечно, было связано со значительными затратами и потенциально значительным риском – что произойдет, если спрос модель X упадет, а модель Y слишком хорошо продается, но производить ее негде.

И тут на помощь пришла модульная платформа. Однако следует уточнить, что сегодня мы имеем дело не столько с платформой, сколько с архитектурой, предоставляющая, в большинстве случаев, набор определенных общих параметров, которые не могут быть нарушены ни при каких обстоятельствах, набор общих элементов, которые будут общими независимо от всего, и набор параметров, которые можно изменять в определенном диапазоне.

Самым важным из всего этого, конечно же, является последний пункт, и именно он во многом отличает старые платформы от новых.

В случае действительно модульных архитектур, таких как Volvo SPA или Volkswagen MQB – в основном все, что можно увидеть невооруженным глазом и придающее автомобилю его форму. Расстояние между передней осью и передней кромкой автомобиля. Расстояние между задней осью и концом заднего бампера. Оформление. Тип подвески (например, торсионная балка или многорычажная подвеска). А также колесная база, которая в течение многих лет была одним из основных факторов, определяющих сегмент, к которому принадлежит данная модель.

Если для примера взять платформы CMF от Renault, можно понять, что CMF-A, теоретически предназначенная для сегмента A, может использоваться для производства автомобилей из сегмента B. CMF-B в его лучшей версии (HS) – для производства автомобилей компактного сегмента, по крайней мере, более дешевых или малогабаритных.

Понимание этого приводит нас к побочному выводу – это не совсем тот случай, когда производитель в какой-то момент осознает, что может быть дешевле создать новый автомобиль на модульной платформе из более низкого сегмента. Он подготовлен для этого с самого начала и предназначен для использования в кузовах различных размеров.

И еще одно важное замечание по поводу модульности этих структур. Одна из причин, по которой они называются модульными, а не гибкими, например, заключается в том, что в большинстве случаев даже эти теоретически изменяемые элементы добавляются из готовых элементов.

Сам Renault в своем пресс-релизе о CMF утверждает, что CMF не следует рассматривать как единую платформу, а скорее, как семейство платформ. TNGA от Toyota на самом деле не является единой «растянутой» платформой — это набор допущений и фиксированных размеров, унификация которых ограничена отдельными платформами, т.е. общие элементы можно найти в Prius и Corolla, а не в Yaris и Lexus LS несмотря на то, что TNGA присутствует в маркировке обеих платформ.

Как работают модульные грузовые платформы

Конечно, называть эти транспортные средства классическими грузовиками нельзя. Но с другой стороны, это самые грузоподъемные конструкции из всей колесной техники, самоходные модульные платформы. Перевозят они уникальные по характеристикам объекты: шагающие экскаваторы и океанские суда, трансформаторы и химические реакторы, газовые платформы и даже целые дома.

Это становится возможно благодаря модульности таких конструкций. Отдельные многоосные модули стыкуются между собой в различные по длине и ширине платформы в зависимости от конкретной задачи. Силовая установка обеспечивает платформу гидростатическим приводом для моторов в колесах, рулежки и подъема. Электронную систему руления контролирует бортовой компьютер, а управление осуществляется с дистанционного пульта.

За счет гидравлической маятниковой подвески платформа может осуществлять любые повороты, вплоть до разворота на месте, менять высоту и угол наклона. Угол поворота колес составляет 165° в каждую сторону, а вертикальный ход каждой оси — до 700 мм. Нагрузка достигает 45 тонн на ось (но при скорости 1 км/ч).

На короткие расстояния платформы перевозят груз самостоятельно, на длинных используются тяжелые тягачи. Производит их лишь десяток компаний, самые известные из них — Goldhofer, Cometto, Scheuerle, Nicolas, KAMAG.

Как раз с помощью сразу двух платформ последней бельгийский перевозчик Sarens недавно переместил очень интересный груз в Египте. Это уникальная культурная ценность — солнечный барк фараона Хеопса, который, по легенде, должен был доставить душу умершего фараона в загробный мир через первозданный океан.

Характеристики корабля особых трудностей перевозчику не создали: длина — 44 метра, масса всего 20 тонн. Главная проблема заключалась в возрасте: кораблю около 4500 лет, и понятно, что он очень хрупок.

Поэтому его сначала поместили в уникальный 80-тонный контейнер, в котором контролируются давление, влажность и обеспечено горизонтальное положение объекта. Затем погрузили на 52-метровую платформу KAMAG К24, «внутризаводскую», на цельнолитых колесах. С ее помощью контейнер вывезли из помещения музея лодок. И уже там всю конструкцию водрузили еще на одну платформу, «дорожную», KAMAG K25.

Две платформы потребовались, чтобы даже на уклонах дороги выдержать строго горизонтальное положение контейнера. Весь путь до нового места барка, Большого Египетского музея, составил десяток километров и занял около четырех часов.