Разработка белорусских электрогрузовиков: что уже придумали, а что еще нужно доработать?

Динамично развивающаяся сфера экономического роста в Беларуси связана с машиностроением, а именно - развитием электротранспорта. Электробусы и электромобили уже наводнили автомобильные магистрали города. Что касается более мощной грузовой техники, то обкатку проходят пока только первые опытные образцы. Однако ученые и специалисты машиностроительной отрасли уверены, что постепенно экологичные грузовики на электротяге займут свою нишу.

Как продвигается электрификация?

В мире по-прежнему продолжается уход от нефти: разные страны, в том числе и Беларусь, стремятся изменить энергетический баланс производства и потребления энергии в пользу электрической. Германия, Англия, Франция, США, Китай, Япония, Корея включили освоение гибридных и электротехнологий на транспорте в число национальных приоритетов и оказывают этому направлению серьезную господдержку. В ближайшие десятилетия, считают международные эксперты, будут активно создаваться источники альтернативной энергии, возрастать требования к экологии транспорта.

Приоритетное внимание развитию электротехнологий в области машиностроения уделяется и в Беларуси. За пять лет в стране предполагают создать условия для производства, увеличения количества используемых транспортных средств на электрической тяге, расширения инфраструктуры электротранспорта и минимизации негативного влияния на экологию. В рамках программы будут решать задачи по организации производства электротранспорта, его базовых компонентов и элементов инфраструктуры и их максимальной локализации, а также по созданию соответствующей инфраструктуры, в том числе электрозарядных станций, с ее оптимальным размещением и учетом специфики потребителей (общественный пассажирский и грузовой, персональный электротранспорт), по минимизации экономических, экологических, социальных рисков и многое другое.

Для реализации госпрограммы развития электротранспорта на 2021-2025 годы создан инновационно-промышленный кластер "Электротранспорт". В его состав вошли такие компании, как МАЗ, БЕЛАЗ, МТЗ, "Белкоммунмаш", "Могилевлифтмаш", "Измеритель", ОИМ НАН Беларуси, БНТУ, "ЭТОН-ЭЛТРАНС" и другие.

О том, как преображается современный транспорт, можно судить не только по пассажирскому сегменту - электробусам, курсирующим по улицам белорусских городов, или моделям личного авто - в основном представителям компаний зарубежного автопрома, но и инновационным образцам. На выставке "Беларусь интеллектуальная" особым вниманием пользовались грузовые электромобили. Ученые Объединенного института машиностроения НАН Беларуси разработали целую линейку грузовиков на электроприводе.

В зависимости от грузоподъемности они делятся на разные категории, рассказал генеральный директор ОИМ НАН Беларуси Сергей Поддубко. Первая категория (N1) - это полная масса до 3,5 тонны. И такой электрогрузовичок есть в арсенале разработок ОИМ. Во время экспозиционных мероприятий он неизменно пользуется популярностью. Дело не только в оригинальном дизайне или просчитанной эргономике. Небольшой и маневренный, он будто специально создан для работы в городских условиях. Заявленная грузоподъемность - немногим больше тонны - делает его одним из наиболее рациональных вариантов для развозки грузов.

Сегодня на выпуск электротранспорта ориентированы гиганты машиностроительной отрасли страны - МАЗ, БЕЛАЗ, "БКМ Холдинг".

Вторая категория (N2) предполагает транспорт посолиднее: общей массой до 12 тонн. Этот электрогрузовик - плод совместной разработки ученых и специалистов МАЗа.

- Полностью белорусский продукт, - подчеркивает Сергей Поддубко. - Созданный на шасси техники МАЗа и дополненный разработанной в институте "электрикой" - компонентной базой: электродвигатели и блок управления - инверторы, редукторы, батареи. Сейчас этот грузовик отправился на выставку в Санкт-Петербург.

Как отметил гендиректор ОИМ, самое важное и наукоемкое для электрогрузовиков - это управление электроникой. Без него никуда. Ни одна фирма-производитель не делится алгоритмами или программным продуктом по управлению двигателем. Поэтому ученые сами разработали алгоритмы и ПО и испытали их работоспособность в деле. Как, впрочем, и работу зарядных устройств.

- Когда в электрогрузовиках используют тандем электродвигателя с коробкой передач, это резко повышает эффективность, - пояснил ученый. - Коробки передач у нас свои, отечественные, сами разработали. Вот и на грузовике МАЗ такая стоит. Мы также создали стенды, на которых имеем возможность испытывать двигатели, отрабатывать алгоритмы управления. Выдаем сертификаты на двигатели. Штук шесть, наверное, уже увезли россияне.

Третью категорию (N3) тяжеловесов общей массой до 20 тонн открывает грузовик от "Белкоммунмаша". Ученые же в свою очередь снова поработали над его конструкцией в части расчетов. Созданный первый опытный экземпляр тяжелой грузовой техники немногим более трех месяцев назад передан на испытание в крупную торговую сеть и проходит теперь обкатку в реальных условиях эксплуатации.

По мнению разработчиков, электрификация грузового транспорта в Беларуси очень перспективна. Во всем мире, может быть, это направление развивается и не столь быстро, как легковой электротранспорт. Но в целом данный сегмент обладает рядом преимуществ и давно нашел своих приверженцев.

Во-первых, экологичность. В больших городах очень много так называемой развозной техники, осуществляющей доставку грузов, почты и так далее. Чтобы уменьшить смог от выхлопных газов, желательно ей быть электрической. Во-вторых, энергоэффективность: коэффициент полезного действия у двигателя внутреннего сгорания составляет обычно 40 % с небольшим, а у электропривода до 90 %. Какая экономия энергии! Да и стоимость пробега километра у электромобиля в несколько раз дешевле, чем на дизельном или другом топливе. Современные литий-ионные аккумуляторы позволяют грузовику преодолевать 200-300 км на одной зарядке батареи. Это значительно больше, чем средний дневной пробег автомобиля, например, коммунальной службы.

Экологичен, прост и дешев в эксплуатации

Грузовики - традиционно белорусский сегмент. Так исторически сложилось еще со времен Советского Союза. В нашей стране давно созданы и развиваются мощные конструкторские школы по созданию грузового транспорта. Они подхватили и новую волну по переходу к электротранспорту. Сегодня на выпуск такой востребованной техники ориентированы гиганты машиностроительной отрасли нашей страны - МАЗ, БЕЛАЗ, "БКМ Холдинг".

Над широким внедрением тягового электропривода - созданием гибридных силовых установок и полностью электрических приводов - работают в ОИМ НАН Беларуси. Как и над интеллектуализацией транспорта: от внедрения систем помощи водителю до беспилотного транспорта с использованием современных бортовых интеллектуальных систем и возможностей спутниковых систем навигации и позиционирования.

Согласно задачам, заложенным в Программе развития электротранспорта, гибридным и электрическим приводом оснастят не только городской электротранспорт, но и энергоэффективную автомобильную, тракторную, карьерную и дорожную коммунальную технику, машины специального назначения. Кроме того, в стране создается зарядная инфраструктура для электротранспорта. Развитая сеть ЭЗС обеспечит предоставление качественных и доступных услуг по зарядке электромобилей с удобными расположением и удаленностью.

По словам генерального директора Объединенного института машиностроения, сегодня есть научный задел, позволяющий создавать и осваивать производство основных компонентов электросиловых установок электромобилей, будь то тяговый электродвигатель, тяговая батарея, зарядное устройство, инвертор управления, согласующий редуктор или другие компоненты. Позже это позволит переводить на электрическую тягу различные типы транспортных и технологических машин. В институте разработаны опытные образцы силовой и управляющей электроники электромобилей и базовых компонентов электропривода. Создан производственный участок для сборки и испытаний электрифицированных силовых установок, оснащенный необходимым оборудованием для сборки и монтажа опытных образцов электромобилей и компонентов силового электропривода, а также производственный участок сборки опытных образцов электромобилей. Организована отраслевая лаборатория по силовым электроприводам для транспортных машин.

Тандем электродвигателя с коробкой передач резко повышает эффективность.

Производственные участки НИЦ "Электромеханические и гибридные силовые установки мобильных машин" находятся на первом этаже института. Количество инноваций на 400 с небольшим "квадратах" просто зашкаливает. Здесь делают все: до детальной проработки авто, всех его узлов и комплектующих. По сути, настоящий завод по производству техники на электротяге, а точнее - цех сборки и испытаний.

Первым нас встречает выставочный малотоннажный электрогрузовик. Основные его узлы изготавливаются в Беларуси. Автомобиль пластиковый: каркасно-панельной конструкции кузов, а внутри металлический каркас. Пластик сегодня актуален - удешевляет процесс производства техники.

- Идем в фарватере тенденций современного мирового автомобилестроения, - поясняет генеральный директор ОИМ. - Изготовление основных узлов заказываем отечественным предприятиям. Причем лучшим: выбираем их по конкурсу.

В ОИМ рассказали, что батареи для всех грузовых электромобилей собирали сами на этом научно-исследовательском производственном участке. Ячейки к ним, как и большинство мировых производителей электромобилей, закупали в КНР. Алгоритмы и ПО управления - разработка ОИМ. Силовой блок изготовил новополоцкий завод "Измеритель", пластиковые панели кабины - один из витебских производителей, двигатели - ОАО "Могилевлифтмаш", стекла - предприятие "Куво". Окончательную сборку, стендовые и финишные испытания всех авто на электрической тяге проводили в цехе сборки и испытаний института.

- Думаю, в нише "коммерческий транспорт" равных малотоннажному электрогрузовику не будет, - комментирует Сергей Поддубко. - Там пока не такая высокая конкуренция. К тому же и в мире они охотно раскупаются как логистическими, так и другими компаниями, нуждающимися в перевозках.

Такой грузовичок, уверен ученый, - будущее наших городов. Он экологичен, прост и дешев в эксплуатации. Простояв ночь на зарядке, готов без устали трудиться 8 часов без остановки и пройти 200-300 км до подзарядки. Маневренный: способен развернуться в любом дворе.

Экономику еще не просчитывали, но вполне вероятно, что для малого бизнеса с учетом лизинговых программ он будет вполне доступен. У владельцев компаний, как правило, больше финансовых возможностей, чем у рядовых граждан. Обычно есть место для хранения грузового автомобиля, поэтому вариант - ночная зарядка, дневной пробег - легко реализуется. А если предусмотреть еще и зарядную станцию на территории коммерческого предприятия, окупаемость электротранспорта существенно ускорится.

Следующим шагом должно стать серийное производство миниэлектрогрузовиков. По словам Сергея Поддубко, максимально возможная локализация производства компонентов электропривода внутри Беларуси дает возможность начать сборку партий легких грузовиков на площадках страны. Однако для организации производства легковых электромобилей нужна базовая платформа, на которую мы сможем установить свой электропривод. Сейчас идет поиск такой платформы, а также партнера по поставке.

- Наше дело - создавать компетенции, - уточнил Сергей Николаевич. - Освоение промышленного производства - задача предприятий Министерства промышленности в сотрудничестве с НАН Беларуси. Мы продолжим разработку новых автомобилей, которые будем изготавливать в тандеме с предприятиями Минпрома.

В Объединенном институте машиностроения НАН Беларуси имеются не только собственные разработки, но и высококвалифицированные кадры - ребята, которые пришли на практику еще студентами, окончиливузы, стали осознанно заниматься этой тематикой, вкладывая все свои таланты в создание узнаваемых брендов белорусского машиностроения.

Километр на электрическом грузовике обходится в 1,6 раза выгоднее, чем на дизельном.

Модельный ряд отечественной грузовой электротехники расширяется. В рамках ГПНИ "Машиностроение" ученые в сотрудничестве с МАЗом сейчас создают электрический мусоровоз грузоподъемностью 12-16 тонн, способный работать тихо, без выхлопов газа. Комфортной низкопольной кабиной может похвастаться перронный автобус для аэропортов на электрической тяге мощностью 130 кВт - еще один проект с этим заводом. Ранее ОИМ уже разрабатывал дизайн для его дизельного варианта. К слову, за рубежом такая техника пользуется повышенным спросом.

- Для могилевского завода делаем электрическую версию горнодобывающей техники: меняем дизельные моторы на электрические. Такие машины могут ночью заряжаться, а днем вкалывать по 8 часов в день. При этом отсутствие выхлопов в условиях работы под землей - это большой плюс для шахтеров в случае, если забарахлит вентиляция, - говорит генеральный директор ОИМ.

Давно в работе электрический льдозаливочный комбайн - совместная разработка ОИМ и МТЗ. Такой необходим для ледовых дворцов, считает Сергей Поддубко. Батарею и привод к нему создали в Объединенном институте машиностроения НАН Беларуси. Теперь машину для производства льда не нужно покупать за валюту. Это уже наш серийный продукт. По поручению Президента в институте изготовили 25 комплектов электропривода для такой техники. Механическую часть делает МТЗ. Так, поэтапно собирают эти комплекты и оснащают наши катки. К белорусской льдозаливочной электротехнике на фоне трудностей с западными поставками сегодня присматриваются россияне.

- Кстати, это не первая совместная разработка с МТЗ. Ранее мы создали беспилотный трактор, снабдив его рядом технологических узлов, - уточнил Сергей Поддубко.

Ученые, можно сказать, заглянули в будущее. Этот трактор может двигаться по оцифрованному маршруту без водителя и выполнять различные технологические операции.

- У нас он и с плугом ходил, и с сеялкой, и с косилкой, - отметил гендиректор ОИМ. - Задача сейчас стоит данную тему развивать, потому что в сельском хозяйстве один трактор в поле не воин - нужен комплекс машин. К умному трактору в комплекте полагается, как минимум, умная сеялка и умный плуг.

Тему развития безлюдных технологий исследователи Объединенного института машиностроения продолжат и с БЕЛАЗом. Автоматизировали все процессы, и сейчас стоит задача решить проблему технического зрения карьерного самосвала, работающего в условиях высокой запыленности. Автопилот оснащен высокотехнологичной системой: там есть радары, лидары, датчики, видеокамеры, благодаря которым он должен видеть все вокруг. Но вот в условиях такой плохой видимости ни одна из этих систем не работает должным образом. В электронном распознавании образов еще очень много нюансов…

В целом сектор грузового электротранспорта развивается, пусть и не семимильными шагами. Компетенций, а в отдельных случаях и компонентной базы, хватает. Конечно, до серийного выпуска отечественных электрогрузовиков еще далеко. Но исследователи не сомневаются: будущее так или иначе за "зеленым" транспортом в сфере грузоперевозок. В большей степени это касается обслуживания городской инфраструктуры. Первопроходец - один из таких экологичных грузовиков - в экспериментальном варианте уже работает на маршруте. Очевидно, что грузовой электротранспорт вскоре получит в Беларуси городскую прописку.

По многим параметрам хорош и может стать дешевле

От ремонтного завода до крупнейшего производителя пассажирского электрического транспорта - такой путь пройден одним из крупнейших предприятий машиностроительной отрасли Беларуси - "БКМ Холдинг" (ОАО "Управляющая компания холдинга "Белкоммунмаш"). "Белкоммунмаш" первым в СНГ наладил серийное производство электрических автобусов и организовал в Минске их регулярный маршрут. Презентовали первый белорусский электробус в 2016 году. А в 2022 году многие уже смогли воочию оценить новейшую разработку "БКМ Холдинг" - первый электрогрузовик Vitovt Truck Electro Prime.

- Электрическая начинка в нем, как и в случае с электробусами, собственного производства: инверторы, конвертеры-преобразователи постоянного тока, электрические блоки защиты цепей и управления цепями, а также программное обеспечение, - подчеркнул главный конструктор УП "НТПЦ "Белкоммунмаш" Анатолий Марцуль. - Структура холдинга сегодня имеет собственный научно-технический центр, бюро программного обеспечения, что позволяет нам постоянно создавать новые проекты и продукты.

Vitovt Truck Electro Prime способен перевезти груз до 7,8 тонны.

По словам разработчиков, версия электрогрузовика оборудована кузовом-фургоном (44 куб. м) производства "МАЗ-Купава". Сердце - тяговый асинхронный электродвигатель мощностью 180 кВт. Средний расход электроэнергии составляет 1,1 кВт.ч. Одно из преимуществ модели - наличие двух зарядных розеток CCS Combo 2. Полная зарядка обеспечивается за 1,5 часа. Кроме этого, машина оснащена системой рекуперации энергии торможения, что позволяет уменьшить энергопотребление и повысить эффективность электрического привода.

- В электрическом грузовике использовано все самое современное, что сегодня есть с точки зрения грузоперевозок - возможность посадки двух пассажиров, центральное расположение руля и многое другое. Кроме того, километр на электрическом грузовике обходится в 1,6 раза выгоднее, чем на дизельном, - прокомментировал заместитель генерального директора "БКМ Холдинг" по экономике и финансам Михаил Сыманович. - Vitovt Truck Electro Prime способен перевезти груз до 7,8 тонны, например, от Минска до Могилева, на скорости 90 км/ч без подзарядки. Имеет запас хода до 200 км.

Для улучшения качественных и стоимостных характеристик предприятию нужно поработать над батареей. Она имеет вес и в денежном выражении, и реальном физическом - при повышении емкости увеличится вес транспортного средства и уменьшится общая грузоподъемность автомобиля. Это обязательно нужно учитывать, ведь существуют ограничения по общей массе авто. А для грузовой техники важно перевезти как можно больше.

Срок полезного использования электрогрузовика обещают в 1 млн км. Собственно, в машине особо нечему ломаться. Главное - скорость деградации батареи. Уровень остаточной емкости в 70 % батарея должна продержать 10 лет.

Один из наиболее оптимальных механизмов для получения данных о работоспособности электрогрузовика - опытная эксплуатация в реальных условиях, отмечают разработчики. Это поможет внести корректировки и повысить его конкурентоспособность.

Надо сказать, что первый электрогрузовик прошел все необходимые испытания и соответствующие сертификационные процедуры, получил свидетельство безопасности конструкции транспортного средства и допущен к передвижению по дорогам общего пользования. И уже более четырех месяцев выполняет главное свое предназначение - доставку товаров от логистического центра до гипермаркетов. Опытную эксплуатацию он проходит в одном из крупнейших сетевых ритейлеров Беларуси.

В пресс-службе которого рассказали, что электрический грузовик уже накатал под 12 тыс. км по торговым точкам. Причем не только в пределах кольцевой, но и на более дальних маршрутах по Беларуси. Ограничение только по максимально возможному пробегу на полной зарядке. В зависимости от этого фактора и подбирается маршрут, но не более 180 км.

Заряжают раз в день на месте стоянки автомобиля после доставки. На маршруте подзаряжаться не приходилось: не по всем направлениям инфраструктура быстрых ЭЗС позволяет это сделать.

За рулем тестовой машины опытный водитель: Тарас Тарасевич крутит баранку два десятка лет. Работал дальнобойщиком, доводилось ездить на разной технике. Vitovt Truck Electro Prime он оценивает как самый удобный. В новом электрогрузовике, по его словам, обзорность отличная - сиденье водителя расположено прямо по центру кабины. Лучше ориентироваться в дорожной ситуации помогают и камеры заднего вида. Важное подспорье для грузового транспорта - пневматическая подвеска. Можно удобно подъехать на любую загрузку. В пути тоже комфортно, приходилось разгоняться и до максимальной скорости в 90 км/ч.

В общем, Vitovt Truck Electro Prime по многим параметрам хорош: красивый, удобный, выгодно обслуживать и заправлять. Правда, и ценник куда выше, чем обычного грузовика. Но этот недостаток обычно нивелируется при организации серийного выпуска.

Со временем грузовики на электротяге проложат новые маршруты по всей стране и займут достойную нишу в современных городах. Первый электрогрузовик отечественного производства - реальный шаг в будущее. Внедрение эффективных инновационных транспортных решений будет содействовать снижению загрязнения окружающей среды, улучшению имиджа городов и качества жизни их обитателей.

| Снежана МИХАЙЛОВСКАЯ, журнал "Экономика Беларуси", фото БЕЛТА и НАН Беларуси.

Читайте также:

Такое не приходило в голову никому! Какие решения конструкторов вывели БЕЛАЗ в лидеры?

Белорусские электромобили: кто их делает, где и как? Побывали на производстве

Как выбрать автошколу? Пять важных вопросов, которые стоит себе задать