Электромотоцикл ALTA MOTORS Redshift MX

Электромотоцикл ALTA MOTORS Redshift MX
Когда вы внимательно посмотрите на мотоцикл ALTA MOTORS Redshift MX, то вам станет ясно: несмотря на электродвигатель и остальные нестандартные детали, этот мотоцикл был создан теми, кто хорошо разбирается в мотоциклах. Конечно, у него нет выхлопной системы, нет бака и кикстартера, рама без подрамника выглядит нетрадиционно и нет двигателя внутреннего сгорания. Но этот мотоцикл даже с виду выглядит как злой боец для внедорожных трасс. Он выглядит, как будущее мотокросса. Или как один из вариантов будущего.

Компания ALTA MOTORS была создана более чем девять лет тому назад как проект двух друзей, Дерека Доррестейна и Джеффа Сэнда. Их идея заключалась в том, что современные электрические технологии готовы и могут предложить мотоциклы лучше существующих в это время, по крайней мере в узком сегменте мотокросса и эндуро. Сэнд долгое время был участником любительских соревнований по эндуро, также участвовал в команде Хэа энд Хаундс и соревнованиях скрэмблеров. А Доррестейн выиграл кубок США по спидвею и участвовал в гонках по флэт-треку и супермото.

Оба они выросли в индустриальных районах, где Доррестейн даже основал компанию по продаже и обслуживанию станков с компьютерным управлением. Во время работы в Сан-Франциско и Кремниевой долине, двое друзей увлеклись технологией электротранспорта, которая в то время только начала набирать популярность. Компания Tesla построила свой оригинальный автомобиль Roadster, ускорение которого шокировало всех водителей, привыкших до этого исключительно к скучным экомобилям. Больше вопрос о том, может ли электродвигатель обеспечивать высокую мощность транспортному средству, не подымался. 

Проблема осталась только в одном: дистанция, которую можно проехать на электротяге. Можно ли установить достаточно мощную батарею на электромотоцикл для того, чтобы появилась возможность ездить достаточно долго? Доррестейн провёл серию экспериментов, в результате которых добился успеха. При этом размеры и вес мотоцикла оставались в пределах аналогов с двигателем 250 куб.см. В 2009 году был разработан дизайн мотоцикла, аналогичный данному классу и очень похожий на то, что вы видите на нынешних фотографиях. Компания начала процесс производства серии мотоциклов. 



Практически каждое конструктивное решение мотоцикла Redshift MX было продиктовано желанием построить мотоцикл, полностью способный конкурировать с традиционными аналогами с ДВС. За много лет от создания модели будущего мотоцикла до её реализации в металле конструкция аккумуляторов изменилась, но неизменным осталось одно - их ёмкость, которая сохранилась на уровне 6 кВт/ч. Этого достаточно для 30-минутной гонки или двухчасовой езды по внедорожной трассе. Вес батареи уменьшился до 32 кг. Это означает, что и остальные компоненты мотоцикла можно сделать легче.

Благодаря электроприводу и меньшему весу, новый мотоцикл получился более скоростным. Обычно в мотоциклах используются двигатели внутреннего сгорания, в которых не более трети энергии от сгорания топлива передаётся на колёса в виде крутящего момента, ещё треть нагревает двигатель, и последняя треть вылетает с горячими газами в выхлопную трубу. В электродвигателе же  95% энергии используется на движение, и только 5% на нагрев, соответственно его эффективность намного выше, а систему охлаждения можно сделать проще.

Литий-ионные аккумуляторы быстро выходят из строя при температуре более 65 градусов Цельсия, силовые транзисторы перегорают при температуре выше 85 градусов, магниты теряют свои магнитные способности при температуре 93 градуса Цельсия, а изоляцию двигателя пробивает при температуре 176 градусов. Но чем более эффективно работает ваш электродвигатель, тем меньше он нагревается, а значит тем больший ток на него можно подать. А если установить достаточно эффективную систему теплоотвода, то ток можно ещё больше увеличить.



Компания ALTA MOTORS разработала электродвигатель, рассчитанный на напряжение 350 вольт. Это позволило сохранить силу тока достаточно низкой, и в то же время получить высокую мощность и эффективность. Правда, потребовались более сложные системы безопасности, аналогичные автомобильным конструкциям. Двигатель обычной бесщеточной конструкции переменного тока с постоянными магнитами (PMAC) диаметром ротора всего 4 дюйма. Ротор вращается до 14 000 об / мин, и мощность двигателя достигает 25 л.с. при длительной езде или 40 л.с. кратковременно. К счастью, мотокросс требует кратковременного ускорения, и открытие газа на более чем несколько секунд в нём является скорее исключением, а не правилом. Двигатель активно охлаждается циркулирующим маслом и, что очень важно, весит всего 5 кг. - в отличии от аккумуляторных батарей, он весит очень немного. Электродвигатель вращает ведущую звёздочку через одну прямую передачу, и другие передачи здесь не нужны, поскольку двигатель обеспечивает максимальный крутящий момент с нуля оборотов. Соответственно, он не нуждается в холостом ходу и наличии сцепления. 



Центральной конструкцией алюминиевой рамы мотоцикла является литая секция, в которой находится небольшой бесщёточный электродвигатель. Спиральный редуктор обеспечивает круогооборот масла и передаёт крутящий момент с ротора на обычную ведущую звёздочку, закреплённую на валу, который проходит сквозь раму. 

Аналогично, компания ALTA MOTORS разработала собственный контроллер двигателя с жидкостным охлаждением, который использует верхнюю часть рамы как радиатор. Преимущества контроллера ALTA MOTORS состоят в том, что контроллер с жидкостным охлаждением намного легче и компактнее, чем контроллеры электромотоциклов Victory и Zero. Кроме того, компания ALTA MOTORS непосредственно отвечает за прошивку, которая определяет мощность двигателя в зависимости от положения ручки газа. Это была одна из главных областей разработки в компании, и в результате была написана программа, точно контролирующая мощность двигателя, его реакцию на ручку газа, торможение двигателем, сцепление заднего колеса и ещё множество функций, отвечающих за поведение мотоцикла. Было проведено множество разнообразных тестовых поездок, в том числе тренировки на трассах суперкросса и эндуро для того, чтобы окончательно настроить этот программный комплекс. Отклик двигателя на ручку газа не оставит равнодушным даже пилота с многолетним опытом езды на мотоцикле.


Верхняя часть рамы кованая с аккуратными сварными швами вокруг рулевой колонки (такая технология используется в велосипедах). Прогрессия от WP соединяет моноамортизатор с тонким цельнокованым алюминиевым маятником.

Что же касается ходовой части, то задачей конструкторов было создать мотоцикл, который по части геометрии рамы и подвесок и их жёсткости не уступал бы лучшим мировым аналогам. Рама состоит из двух половинок, соединённых болтами. Это рулевая колонка и верхняя часть рамы были сварены роботами из кованых алюминиевых деталей, и нижняя часть рамы, в которой находятся двигатель, передача и ведущая звёздочка. Ведущая звёздочка находится на таком же месте, как и у 250-кубовых эндуро, поэтому силы, влияющие на поведение подвески, остались примерно такими же, как у лучших современных мотоциклов. Доррестейн на пресс-конференции сказал, что компания не ставила своей задачей сделать весь мотоцикл заново - электродвигателя было более чем достаточно. Так что он и его команда квалифицированно изучили наиболее удачные решения из мира мотокросса. Геометрия рамы мотоцикла очень близка к Хонде CR-250, а цельнокованый алюминиевый маятник похож на продукцию КТМ. Вилка и моноамортизатор здесь произведены WP, тормоза Brembo, при этом задний тормоз управляется обычной лапкой.


Так как подрамник не должен нести на себе горячий и тяжёлый глушитель, то он сделан из высокопрочного пластика.

Единственное место в раме мотоцикла, которое стало инновацией компании, это пластиковый подрамник из двух частей. Так как на мотоцикле отсутствует выхлопная система, которая при езде сильно нагружает хвост мотоцикла своим весом, то появилась возможность не использовать традиционную алюминиевую конструкцию. Теперь подрамник выполнен из стеклопластика методом литья под давлением. Это не только позволяет экономить вес и деньги. Стеклопластиковый подрамник более устойчив к деформациям, чем металлический, и при приземлении после длинного прыжка на мотокроссовой трассе действует как дополнительная подвеска. 

Одна из особенностей мотоцикла ALTA MOTORS Redshift MX - это очень резкий рывок на старте. Так как двигатель здесь работает практически бесшумно, то на приборной панели установлена зелёная контрольная лампа, чтобы пилот видел, что газ открыт. Также есть датчик уровня заряда батареи.



Кроме всего, мотоцикл обладает такой плавной и ровной передаче крутящего момента с двигателя на колесо, которая возможна только для электродвигателя. Крутящий момент здесь примерно равняется или даже превосходит крутящий момент 250-кубового четырёхтактного двигателя. Сам мотоцикл при весе в 122 кг тяжелее, чем многие 250-кубовые мотоциклы с заправленным баком, но его крутящий момент больше и передаётся плавнее. Расстояние, которое можно проехать при полном заряде батареи, примерно эквивалентно таковому у мотокроссового мотоцикла с его маленьким баком. Но требуется минимум два часа для перезарядки батареи мотоцикла Redshift MX, а также зарядное устройство напряжения 220 вольт и, ясное дело, электросеть. В то же время, Redshift MX является наиболее тихим мотоциклом среди мотокроссовых и эндуро. Он может положить конец обычному рёву двигателей. который слышен вокруг мотокроссового трека, и на таком мотоцикле вполне возможно кататься по треку рядом с жилыми домами. При цене $15 000 Redshift MX, конечно, является самым дорогим среди мотокроссовых мотоциклов, хотя компания обещает, что вы сможете компенсировать часть этой суммы, сэкономив на обслуживании двигателя, который по сути обслуживания не требует - а, как мы все знаем, двигатель четырёхтактного мотокроссового мотоцикла довольно требователен к расходникам и частоте их замены. Конечно, сейчас рано говорить о будущем мотокросса, но этот электрический мотоцикл открывает перед нами совершенно новые перспективы.


Прототип спортбайка ST с 19-дюймовыми карбоновыми колёсами в стритфайтерном стиле.


Модель SM - разрешённая для использования на дорогах, цена $15 495.


Батарея.

Сердцем мотоцикла и наиболее дорогим его компонентом, как и у любого другого электрического транспортного средства, является аккумуляторная батарея. Батарея ALTA MOTORS Redshift MX имеет ёмкость 5,8 кВт/ч, что является рекордным по ёмкости для такой небольшой батареи, и в ней использована технология, аналогичная батареям автомобилей Tesla. 

Первый прототип мотоцикла Redshift MX был оснащён безликим красно-оранжевым аккумулятором. Но с тех пор компания тестировала и разрабатывала много аккумуляторов разных конструкций. Первый вариант аккумулятора использовал пластиковый корпус и плоские литий-ионные батареи, как в электромотоциклах Zero и Victory. Но в современной аккумуляторной батарее ALTA MOTORS использованы почти 400 одинаковых цилиндрических аккумуляторов модели 18650, как и в автомобилях Tesla. Такая конструкция обеспечивает гораздо большую ёмкость на единицу веса, чем в любом другом электромотоцикле из ныне существующих.

В бизнесе элетроавтомобилей тип используемой аккумуляторной батареи - это практически религиозное решение. С одной стороны, практически все компании по производству электромобилей (за исключением Tesla) и две наибольшие компании по производству электромотоциклов используют большие плоские аккумуляторы в конструкции своих батарей. С другой стороны, Tesla и другие американские производители электромобилей начали активно использовать аккумуляторы модели 18650 (цилиндр размером 18 на 65 мм.) для сборки своих батарей. В батарее Tesla P100D используется почти 8000 таких аккумуляторов. По словам создателя компании Tesla Илона Маска, достоинства таких маленьких цилиндрических аккумуляторов в том, что они заметно дешевле, потому что производятся многомиллионными тиражами. А так как каждый аккумулятор модели 18650 содержит в себе меньше электроэнергии, то из них можно собрать более безопасную батарею, в которой выход из строя отдельного аккумулятора не приведёт к пожару и уничтожению всей батареи. Большие автомобильные компании в своих батареях используют большие плоские элементы, которые безопасны по своей конструкции, но не обеспечивают такое количество электроэнергии на единицу веса батареи. В то же время батареи из аккумуляторов модели 18650 обеспечивают безопасность конструкции с помощью самого корпуса батареи. Автомобили GM Volt и Tesla Model S продемонстрировали, что оба подхода работают, но подход компании Tesla дешевле и обеспечивает большую ёмкость батареи.



ALTA MOTORS использовала подход компании Tesla, добавив в него стероидов. Так как необходимо охлаждать батарею, то ALTA MOTORS разработала корпус, который отводит тепло от батарей на ребристый алюминиевый радиатор, являющийся внешней оболочкой батареи. В результате получилась батарея воздушного охлаждения, расположенная в раме мотоцикла в том месте, где обычно находится двигатель воздушного охлаждения. Так как это мотоцикл для мотокросса, то батарея расчитана выдерживать кратковременные перегрузки до 20G, что в два раза превышает перегрузку, зарегистрированную при приземлении после наиболее высоких прыжков в суперкроссе. А так как мотоцикл предполагается использовать на бездорожье, форсировать ручьи, а после этого мыть под давлением, то батарея выполнена водостойкой по стандарту IP67, что означает возможносто провести полтора часа под водой без повреждений. Это - впечатляющее инженерное достижение.

Правда, цена $15 000 говорит сама за себя. За удовольствие надо платить.
Виталий Борейко

статьи по теме