Společnosti Kia Corporation a Hyundai Motor Company v korejském Soulu na akci ‚Uni Wheel Tech Day' odhalily nový systém pohonu ‚Uni Wheel' (zkr. Universal Wheel Drive System - univerzální systém pohonu kol). Zcela nová koncepce pohonu vozidel má potenciál revolučním způsobem změnit pojetí konstrukce budoucích prostředků mobility.
Uni Wheel je funkčně integrovaný systém pohonu kol, který podstatně zlepšuje nabídku místa v kabině elektromobilu tím, že hlavní součásti pohonu přesouvá do volného prostoru uvnitř nábojů kol. Obě automobilky, spadající do skupiny HMG, za tímto účelem navrhly zcela novou konstrukci systému pohonu.
U vozidel se spalovacími motory se hnací síla přenáší od motoru prostřednictvím převodovky a dále na kola pomocí hnacích hřídelí a stejnoběžných (homokinetických) kloubů. V případě elektromobilů je spalovací motor s převodovkou nahrazen elektromotorem a redukčním převodem, ale poslední fáze přenosu hnací síly na kola zůstává stejná.
Řešení Uni Wheel otevírá nové možnosti a podporuje uspořádání s plochou podlahou, neboť přesouvá redukční převod elektromobilu do nábojů kol s použitím samostatných kompaktních elektromotorů u každého z kol vozidla, čímž se zkracuje délka hnacích hřídelí.
Uvedený systém v porovnání s klasickými systémy pohonu uvolňuje podstatně více místa v interiéru, a otevírá tak cestu k budoucím prostředkům mobility včetně optimalizace pro nejrůznější oblasti použití, jako například vozidla pro speciální účely (PBV).
„S potěšením představujeme pokrokové nápady, které by mohly zásadním způsobem změnit pravila hry na budoucím trhu mobility," uvedl Jongsool Park, Senior Fellow na Institute of Advanced Technology Development skupiny HMG. „Tuto technologii budeme postupně zdokonalovat tak, aby si zákazníci mohli vyzkoušet zcela odlišné a nové způsoby mobility."
Nová technologie pro budoucí prostředky mobility
Nejnovější pokrok v oblasti elektrifikace, autonomního řízení a technologií konektivity proměňuje produkty mobility v novodobý obytný prostor. Snahy Kia a Hyundai Momtor lépe využívat prostor v architektuře budoucích vozidel přinesou zákazníkům ještě vyšší přidanou hodnotu, a v důsledku tak budou znamenat lepší uživatelské zkušenosti.
Řešení Uni Wheel využívá speciální uspořádání planetového převodu, které sestává z centrálního kola planetového soukolí, čtyř satelitů po každé straně a korunového kola, do kterého je celá konstrukce uložena. Hnací síla elektromotoru se přenáší na centrální kolo planetového soukolí, které pak otáčí satelity, a potažmo i korunovým kolem. Korunové kolo je přímo spojeno s kolem, které zajišťuje pohyb vozidla.
Propojené satelity v konstrukci Uni Wheel tvoří dvě vazby v podobě jakési páky, kdy výsledný víceprvkový mechanizmus dovoluje pohyb konstrukce Uni Wheel ve více osách v širokém rozpětí artikulace systému zavěšení.
Typickým negativem klasického systému pohonu s běžným homokinetickým kloubem je pokles efektivity a odolnosti se zvětšujícím se úhlem vychýlení hnacího hřídele při přejezdu nerovností a zvlněných povrchů. Konstrukce Uni Wheel oproti tomu přenáší hnací sílu prakticky stále stejně efektivně bez ohledu na pohyb kola, což se promítá do vysoké odolnosti i jízdního pohodlí.
Při spojení tohoto mechanismu s elektronickým vzduchovým odpružením k vyrovnávání světlé výšky podle jízdní situace je tak možné zvětšovat světlou výšku a zlepšovat stabilitu na nerovných cestách, resp. zmenšovat světlou výšku za jízdy vysokou rychlostí, a tím zvyšovat výkon i stabilitu.
Uni Wheel s velkým redukčním poměrem a uložením redukčního převodu přímo do náboje kola zprostředkuje vysoký točivý moment, a umožňuje tak použití kompaktnějšího elektromotoru. Uni Wheel s nezávislým řízením až čtyř různých jednotek elektrického pohonu současně umožňuje bezkonkurenčně precizní vektorování točivého momentu ve prospěch dynamických schopností a mimořádné stability řízení a jízdy.
Vyšší efektivita, více místa v interiéru
Koncepce Uni Wheel uvolňuje místo v interiéru, které je tak k dispozici posádce. Přesunutím mnoha komponent systému pohonu do náboje kola a zmenšením elektromotoru bez zhoršení jízdních schopností se zpřístupňuje další místo v interiéru vozu, které lze využít pro zavazadla, například v podobě většího předního kufru (označovaného ‚frunk').
Dále je možné opustit klasické uspořádání sedadel kolem řidiče, a vytvářet nová uspořádání a návrhy interiéru pro éru plně autonomního řízení. Využitím nového prostoru ke zvýšení kapacity baterie dále můžeme prodloužit dojezd jako u velkého elektromobilu, aniž by se však zvětšovalo samotné vozidlo.
Výhody konstrukce Uni Wheel se dále promítají ve výrazném zvětšení prostoru pro cestující. Baterie elektromobilu jsou tradičně zabudovány co nejníže v rámci karoserie, což vede ke zvětšování světlé výšky, často se zmenšením prostoru pro cestující o objem baterie. Uni Wheel na druhé straně optimalizuje zástavbu baterie s minimálními dopady na prostor v interiéru.
To bude neocenitelnou předností vozidel pro speciální účely (PBV), kde je zapotřebí maximálně zužitkovat prostor v interiéru a nabízet konstrukci s nízkou a plochou podlahou. Plochá podlaha díky konstrukci Uni Wheel zajišťuje požadovanou flexibilitu a přizpůsobitelnost vozidel pro speciální účely včetně navrhování různých karosářských provedení v závislosti na zamýšleném způsobu používání.
Řešení Uni Wheel je vysoce flexibilní a snadno přizpůsobitelné pro všechny typy elektromobilů včetně běžných osobních a vysoce výkonných elektromobilů, neboť systém umožňuje zástavbu stejných pohonných jednotek a redukčních převodů, které jsou u klasických elektromobilů nezbytné.
Kromě vozidel nejrůznějších velikostních tříd se Uni Wheel uplatní u dalších typů prostředků mobility, jako například kolečkových křesel, jízdních kol nebo zásobovacích robotů. V závislosti na požadavcích různých prostředků mobility je možné Uni Wheel upravovat pro různé rozměry kol v rozpětí od 4 do 25 palců či více. Jelikož koncepce Uni Wheel umožňuje posouvat osu otáčení kola, je možné navrhovat různé prostředky osobní mobility, například k hladkému zdolávání schodů podobně jako při jízdě na eskalátoru.
Kia a Hyundai Motor zatím ověřují stabilitu, efektivitu a odolnost koncepce Uni Wheel prostřednictvím různých forem testování s cílem toto řešení ještě zdokonalit. Obě společnosti se zaměřují například na zvýšení efektivity úpravami poměru redukčního převodu nebo vylepšování systému mazání a chlazení.
Kia a Hyundai Motor v souvislosti s koncepcí Uni Wheel podaly v Jižní Koreji, Spojených státech a Evropě příslušné patentové přihlášky a zaregistrovaly celkem osm patentů.