Design městského elektromobilu. Vypracoval: Radek Bervid Vedoucí práce: Mgr. A. David Karásek Ústav konstruování, Průmyslový design ve strojírenství

Design městského elektromobilu Vypracoval: Radek Bervid Vedoucí práce: Mgr. A. David Karásek Ústav konstruování, Průmyslový design ve strojírenství

Zadání diplomové práce

Zadání diplomové práce

Autorizace

Autorizace Čestně prohlašuji, že jsem vypracoval tuto diplomovou práci samostatně pod vedením vedoucího mé diplomové práce Mgr. A. Davidem Karáskem. Při zpracovávání diplomové práce jsem čerpal informace z literatůry uvedené v seznamu použité literatůry v příloze této práce. Radek Bervid

Poděkování

Poděkování Rád bych poděkoval vedoucímu mé diplomové práce Mgr. A. Davidu Karáskovi za jeho připomínky, rady a vedení nejen při práci na diplomovém projektu, ale během celého mého studia. Děkuji také všem pedagogům, kteří mě v průběhu mého studia učili, za vědomosti i osobní zkušenosti, které mi předali. Panu Molíkovi, našemu technickému pracovníkovi, za jeho trpělivost a pomoc se zpracováním materiálu při výrobě modelů. Neopomenu též poděkovat všem mým kolegům z ateliéru, kteří mi velmi pomohli svými postřehy při vytváření koncepce a celkového designu mého městského elektromobilu. Z celého srdce chci poděkovat svým rodičům, díky jejichž neúnavné podpoře v průběhu celého mého studia jsem mohl absolvovat potřebné zkoušky a vypracovat tuto diplomovou práci. V neposlední řadě bych chtěl poděkovat autorům publikací, odborných prací, periodik a internetových stránek, ze kterých jsem čerpal informace, které mi pomohly v řešení tohoto projektu.

1. Obsah

1. Obsah: 2. Úvod

11

3. Elektromobily 3.1 První elektromobily 3.2 Současné elektromobily

12 12 15

4. Technické řešení 4.1 Pohonná jednotka elektromobilu 4.2 Akumulátory v elektromobilu 4.3 Konstrukční řešení

19 19 21 22

5. Ergonomické řešení 5.1 Řešení sezení ve vozidle 5.2 Výhled z vozidla 5.3 Nástup a výstup z vozidla 5.4 Ovladače a sdělovače ve vozidle

25 25 28 31 31

6. Designérské řešení 6.1 Designérská analýza 6.2 Variantní řešení 6.3 Finální řešení 6.4 Varianty barevnosti

33 33 34 35 36

7. Závěr

39

8. Seznam zkratek

41

9. Seznam příloh 9.1 Designérský výkres 9.2 Ergonomický výkres 9.3 Konstrukční výkres 9.4 Sumarizační výkres

43 43 43 44 44

10. Seznam použité literatury

45

2. Úvod

2. Úvod Téma mé diplomové práce je návrh městského elektromobilu. Vhodnost použití elektromobilu pro příměstský provoz vyplývá ze základních vlastností elektrického pohonu. Těmito vlastnostmi jsou ekologicky čistý provoz, poměrně krátký dojezd vozidla, nízká hlučnost, při použití vhodného způsobu trakčního pohonu není nutná změna převodů. Na městský elektromobil jsou kladeny specifické požadavky vycházející ze způsobu jeho využití. Toto vozidlo by mělo sloužit ke každodenní dopravě svého majitele do zaměstnání a na nákupy při čemž najede kolem 100 km denně. Výše uvedeným požadavkům vyhovuje dvoumístný elektromobil s větším zavazadlovým prostorem o velikosti přibližně 500 l. Důležitou vlastností městského automobilu je dobrý výhled umožňující snadné manévrování v hustém městském provozu. Tyto vlastnosti docílíme krátkými převisy karosérie před přední a za zadní nápravou a podřízením tvaru karosérie ergonomicky správně voleným úhlům výhledu. Při navrhování městského elektromobilu jsem vycházel z určení návrhu pro automobilku Citröen. Tato automobilka je známá tradiční výrobou lidových městských vozů jako například Citröen CV2, zároveň je známá svou invencí a novátorským přístupem v podobě slavného Citröenu DS. Návrh vozidla vychází ze současného stavu techniky, vývoje elektrických pohonů a akumulátorů i s ohledem na ekonomickou náročnost výroby vozidla.

11

3. Elektromobily

3. Elektromobily Elektromobily jsou vozidla poháněná elektromotory, které jsou napájeny akumulátory umístěnými ve vozidle. Pro elektromobil je hlavním limitujícím prvkem velikost elektrické energie (kapacita akumulátoru), kterou má vozidlo uloženou v akumulátorech. 3.1 První elektromobily Myšlenka pohánět vozidlo elektrickou energií je stará jako automobil sám. Poprvé v historii se člověk dokázal pohybovat silou stroje v roce 1769, kdy francouzský technik Cugnot pro francouzské ministerstvo války sestrojil parní traktor pro vlečení těžkých děl. Stroj se pohyboval rychlostí 4,5 km/h, ale bohužel nesplňoval výkonnostní parametry, které od něj armáda očekávala a tak se tento stroj nedočkal praktického uplatnění. Ke zkonstruování prvních elektromotorů vedl intenzivní rozvoj ve výzkumu v oblasti elektromagnetizmu v první polovině 19. století. V roce 1820 se Michel Farraday zabýval zkoumáním elektromagnetizmu a v laboratorních podmínkách zprovoznil první elektromotor. Tento vynález dal základ všem elektricky poháněným strojům. První prakticky využitelný provozuschopný elektrický motor byl sestaven v roce 1834 v Rusku. V roce 1835 postavil Holanďan S. Stratingh první automobil poháněný elektrickou energií (obr. č. 3.1). V roce 1836 sestrojil svůj elektromobil Ital G. B. Bott.

Obr. č. 3.1: První vůz poháněný elektrickou energií z roku 1835 První elektrickou energií poháněný automobil sestavil u nás v Praze český elektrotechnický vynálezce František Křižík v roce 1896. Jeho kočáru podobný automobil poháněl elektromotor o výkonu 5 k (obr. č. 3.2). František Křižík se později věnoval především elektrické vlakové dopravě a zasloužil se o rozvoj elektrifikace u nás. Křižík vlastnil koncesi na budování elektrických drah v Rakousku - Uhersku a jeho společnost budovala tyto dráhy po celém území monarchie.

12

3.1 První elektromobily

Obr. č. 3.2: Elektromobil Františka Křižíka z roku 1896 Ferdinand Porsche navrhl v továrně Jacoba Lohnera svůj první elektrický automobil Lohner-Porsche, který vystavoval na World Exhibition of Paris roku 1900. (obr. č. 3.3)

Obr. č. 3.3: Elektromobil firmy Lohner - Porsche z roku 1900 Toto vozidlo bylo vybaveno elektromotorem o výkonu 7 k, který napájely 410 kg vážící akumulátory o kapacitě 330 A/h a svorkovém napětí 80 V. Elektromobil dosahoval rychlosti až 50 km/h a při rychlosti 20 km/h měl dojezd na jedno nabití až 50 Km. V této době nastal prudký rozvoj spalovacích motorů, které na dlouhou dobu odsunuly elektromobily na okraj zájmu. Spalovací motory umožňovaly vetší dojezd, vyšší výkony a lepší užitnou hodnotu automobilů. Později se elektromobily objevovaly pouze sporadicky a nedosáhly většího odbytu. Příkladem Francouzského elektromobilu, který se jako jeden z mála té doby dostal do sériové výroby, byl Peugeot VLV (obr. č. 3.4) a firma Peugeot ho představila v roce 1941. Jednalo se o dvoudveřový dvoumístný otevřený malý elektromobil. Byl vyráběn v letech 1941 a 1942, celkem bylo vyrobeno 400 vozidel tohoto typu. Maximální rychlost 30 km/h a dojezd na jedno nabití 80 km. I když jeho prodej nedosáhl žádných závratných výšin, jednalo se o jeden z prvních prakticky využitelných elektromobilů, které se dostaly na Evropský trh. Také u nás se objevilo pár pokusů o zkonstruování prakticky využitelného elektromobilu. Jedním takovým elektromobilem byl v roce 1969 projekt Výzkumného ústavu elektrických strojů Brno. Toto vozidlo je dnes vystaveno v Technickém muzeu Brno (obr. č. 3.5). Jednalo se o třídveřový dvoumístný městský elektromobil, jeho každé zadní kolo poháněl samostatný stejnosměrný elektromotor o výkonu 2 kW, celkový výkon 4 kW (5,5 koně).

13

3.1 První elektromobily

Obr. č. 3.4: Peugeot VLV 1941 [10] Zdrojem elektrické energie byly klasické olověné akumulátory 88 Ah, zapojené s napětím 96 V.

Obr. č. 3.5: Elektromobil EMA 1 [10] Vozidlo mělo rozvor 1500 mm, rozchod 1230/1230 mm a vnější rozměry 2240 x 1550 x 1400 mm. Elektromobil dosahoval maximální rychlost 50 km/h, jeho zrychlení bylo z 0 na 40 km/h za 11 s. Na jedno nabytí měl dojezd 30 až 50 km. Toto vozidlo se ale sériové výroby nikdy nedočkalo.

14

3.2 Současné elektromobily 3.2 Současné elektromobily V současné době vzniká větší množství elektromobilů, které se dostanou na trh a již se nejedná jen o technologická cvičení renomovaných firem. Stále více se prosazují současně s akumulátory i palivové články, či hybridní pohony, tedy kombinaci spalovacího a elektrického motoru. U nás se problematikou praktického využití elektromobilu zabývá firma Škoda Elcar, s. r. o. Ejpovice. Tato firma dodává na trh malý užitkový elektromobil s názvem Beta El (obr. č. 3.6) typové řady 126, 144, 162, 180. Jednotlivé verze se navzájem liší použitými Ni-Cd baterie: •

BETA EL 126, baterie Ni-Cd 126 V s dojezdem 70 km na jedno nabití, s užitečným zatížením 420 kg,

•

BETA EL 144, baterie Ni-Cd 144 V s dojezdem 85 km a užitečným zatížením 390 kg,

•

BETA EL 162, baterie Ni-Cd 166 V má dojezd 100 km a užitečné zatížení 350 kg,

•

BETA EL 180, baterie Ni-Cd 180 V má dojezd 115 km a užitečné zatížení 310 kg.

Výrobcem používané akumulátory umožňují díky rychlonabíjecímu zařízení dvoustopých elektrických vozidel vyrábějícím se v České republice firmou EPRONA a. s. v Rokytnici nad Jizerou, plně nabít akumulátory za 30 - 90 minut, což představuje výrazné zkrácení proti dosavadním 6 - 8 hodinám. Rychlonabíjení u Ni-Cd akumulátorů na rozdíl od olověných akumulátorů nezkracuje jejich životnost a tím přispívá k vyšší konkurenceschopnosti elektromobilu vůči vozidlům se spalovacím motorem.

Obr. č. 3.6: Elektromobil Beta El výrobce Škoda Elcar, s. r. o. Na trhu se také objevují přestavby klasických automobilů se spalovacím motorem na elektromobily. Takovým příkladem je třeba nabízená přestavěná populární Toyota RAV 4. Toto řešení má však své nevýhody ve zmenšení zavazadlového prostoru díky provizorní zástavbě akumulátorů ve vozidle.

15

3.2 Současné elektromobily Zajímavým příkladem praktického městského elektromobilu je projekt automobilky Ford, dnes již sériově vyráběný elektromobil Th!nk City (obr. č. 3.7). Jde o dvoumístné vozidlo, ideální pro městský provoz - na jedno nabití vůz urazí až 85 km při maximální rychlosti 90 km/h. Jeho nabíjení je geniálně jednoduché - stačí vůz připojit k běžné 220V zásuvce a pak už jen vyčkat zhruba 8 hodin pro úplné dobití akumulátorů. Při běžné ceně elektřiny pro domácnost by nás plné nabití vyšlo na nějakých 30 Kč.

Obr. č. 3.7: Th!nk City je ojedinělým projektem automobilky Ford Dále můžeme zmínit vůz Ford e-Ka (designově vychází z modelu Ka), který díky novějšímu typu akumulátorů má ujet na jedno nabití až 150 km, a to nejvyšší rychlostí až 130 km/h.

Obr. č. 3.8: Hypermini je sériový městský elektromobil od Nissanu Velice pokrokovým městským elektromobilem je Hypermini (obr. č. 3.8, 3.9) nabízený automobilkou Nissan. Tento vůz si lze zakoupit i v České republice, bohužel za jeho skvělou techniku si nechá Nissan také řádně zaplatit, a tak cena na českém trhu se pohybuje kolem 1,6 mil Kč. Hliník a plasty jsou základními konstrukčními materiály Nissanu Hypermini. Základ karosérie tvoří hliníkový prostorový rám, který se skládá z trubkových hliníkových profilů, vyrobených speciálním postupem tažení a z hliníkových panelů a odlitků. Oproti srovnatelné samonosné ocelové karoserii je tato přibližně o 20 procent lehčí, 40 procent tužší a o 20 procent má méně součástí. Díky těmto parametrům Hypermini i přes své kompaktní rozměry poskytuje dvěma členům posádky dostatečnou ochranu v případě nárazu.

16

Nárazníky jsou vyrobeny z pružného plastu, který se po menším nárazu vrátí do původního tvaru. Částečně je tak eliminována nevýhoda hliníkových plechů, jejichž oprava i při drobné deformaci vyžaduje speciální nástroje a postupy.

3.2 Současné elektromobily

Obr. č. 3.9: Nissan Hypermini Recyklace není v automobilovém průmyslu neznámým pojmem. U plastů, kterých je na dnešním automobilu opravdu mnoho, ale vždy představovala problém. Recyklací komponentů jisté kvality mohly totiž vznikat pouze komponenty s nižšími požadavky na kvalitu materiálu. Nissan vyvinul složitý systém, který umožňuje vyrábět recyklací materiálu některých součástí opět ty samé. U Hypermini jde například o nárazníky, přístrojovou desku, vedení klimatizace a koberce. Tento systém recyklace znamená příklon k mechanickému zpracování starých součástí. Například laky z nárazníků byly dříve umývány rozpouštědly. Ta však jejich plasty znehodnocovala. Proto jsou nyní odstraňovány mechanicky. Podobné je zpracování koberců, ze kterých jsou nejdříve mechanicky odstraněny nečistoty a až po separaci plastů a tkanin jsou recyklovány. Česká firma EKOLO nabízí na našem trhu zajímavé švýcarské vozítko City-el (obr. č. 3.10, 3.11). Jedná se o elektrickou tříkolku o hmotnosti 290 kg, její délka je 274 cm a šířka 106 cm. City-el kombinuje ochranu proti povětrnosti, kterou poskytuje automobil s výhodností a grácií mopedu. Poskytuje možnost jednoduchého transportu a pružnost nejmenšího vozidla. V Evropě již jezdí přes 5 000 těchto vozidel.

Obr. č. 3.10 Elektrická tříkolka City - el [9] Jednoduché ovládání, nízké provozní náklady, snadné parkování, bezhlučnost a žádné emise předurčují toto vozidlo jako druhé vozidlo pro rodinu . Tříkolka dosahuje maximální rychlost 50 km/h a jeho dojezd na jedno nabití je 50 Km.

17

3.2 Současné elektromobily

Obr. č. 3.11: Různé verze tříkolky City - el [9] Další vůz, který tato firma nabízí je elektromobil Erad (obr. č. 3.12). Jedná se o dvoumístné elektrické vozidlo určené pro městský provoz . Jednoduché ovládání , nízké provozní náklady , snadné parkování předurčují toto vozidlo jako druhé vozidlo pro rodinu. Elektromobil je 256 cm dlouhý a 135 cm široký. Jeho pohotovostní hmotnost se pohybuje mezi 500 až 700 kg, podle konkrétního osazení akumulátory. Užitečné zatížení vozidla je udáváno cca 200 kg.

Obr. č. 3.12: Městský elektromobil Erad [9] Erad dosahuje maximální rychlosti 85 km/h a jeho dojezd na jedno nabití dosahuje 75 Km. Firma Ekolo jej na našem trhu nabízí za cca 200 000 Kč.

18

4. Technické řešení

4. Technické řešení Městský elektromobil musí být řešen s ohledem na dostatečný dojezd v běžném provozu na jedno nabití akumulátorů a přiměřenou dynamiku jízdy. Při užívání elektromobilu ve velké metropoli je vhodné, aby vůz dosahoval maximální rychlosti kolem 120 km/h a bez problémů se tak mohl pohybovat na velkých magistrálách. Běžný dojezd na jedno nabití by se měl pohybovat mezi 100 až 150 km. Kvůli úspoře elektrické energie se k brždění vozidla využívá rekuperačního režimu hnacího agregátu. 4.1 Pohonná jednotka elektromobilu Hnací jednotka elektromobilu je v podstatě zmenšená varianta elektrického pohonu trolejových dopravních prostředků, jako jsou vlaky, tramvaje, metra a v neposlední řadě trolejbusy. K pohonu těchto trakčních vozidel se prakticky po celé jedno století používalo komutátorových motorů pro jejich výhodnou trakční charakteristiku a vhodné regulační vlastnosti. Společným znakem těchto motorů byl problematický rotační střídač (mechanický komutátor), který byl limitující konstrukční částí tohoto stroje z hlediska proudového zatížení. Negativními vlastnostmi komutátorových motorů byly vlastní komutační jevy. Teprve rozvoj výkonové polovodičové techniky a mikroelektroniky umožnil použít kvalitnější řízení chodu motoru. Nejprve užitím polovodičových spínacích prvků (tyristorů) byla vyřešena bezztrátová pulzní regulace u komutátorových motorů. S nástupem nových spínacích prvků (tyristorů GTO, IGTC, spínací tranzistory IGBT) do oblasti frekvenčně řízených střídačů, se otevřeli možnosti nahrazení mechanického komutátoru frekvenčním měničem. Během krátkého vývoje frekvenčních měničů došlo k jejich významnému zjednodušení, které přineslo výrazné snížení energetických ztrát a minimalizovalo rozměry měniče. Jako nejvýhodnější pohonná jednotka elektromobilu se jeví synchronní bezkomutátorový motor s pernamentními magnety. Toto řešení umožňují především nové technologie výroby pernamentních magnetů ze zvláštních zemin, nejčastěji se jedná o slinutiny, jako např. neodym - železo - bor nebo samarium-kobalt, které dosahují vysoké hodnoty magnetického sycení (1 - 1,2 T). Synchronní motor s pernamentními magnety má ve srovnání s asynchronním motorem vyšší kroutící moment vztažený na hmotnost stroje, menší moment setrvačnosti, menší oteplení a vyšší momentovou přetížitelnost. Pro trakční pohony velmi důležitou vlastností je možnost vyvinout maximální točivý moment již v klidovém stavu a jeho chod lze snadno reverzovat. Díky této výhodné výkonové charakteristice je u elektromobilu možný přímý náhon z elektromotoru na kolo. Při konstrukci tato vlastnost umožňuje též umístit motor přímo do hnacího kola. Toto řešení přináší lepší využití vnitřního prostoru karosérie pro posádku, neboť motory nezabírají místo v interiéru vozidla a umožňuje dobré chlazení motoru, bohužel také významně zvyšuje hmotnost neodpružených hmot. Tyto neodpružené hmoty následně zhoršují jízdní vlastnosti vozidla a negativně ovlivňují komfort cestování. Vzhledem k této nepříjemné vlastnosti jsem tento systém pohonu u navrhovaného

19

4.1 Pohonná jednotka elektromobilu elektromobilu nepoužil. Velkou výhodou mikroprocesorového řízení frekvenčním měničem je možnost využít brzdnou energii k rekuperaci (část energie při brždění se vrací do akumulátoru). Při využití rekuperace je při částečném stlačení brzdového pedálu aktivováno dobíjení akumulátorů, přičemž brzdná síla je závislá na velikosti jeho stlačení. Teprve při plném sešlápnutí brzdového pedálu je aktivovaný hydraulický systém brzd. Potřebný výkon pohonné jednotky elektromobilu vychází z předpokladu dosažení maximální rychlosti 120 km/h a měl by umožnit optimální akceleraci vozidla, jehož hmotnost s potřebnými akumulátory je přibližně 1100 - 1200 kg. Elektromobil je poháněn dvěma synchronními motory s pernamentními magnety, každý o výkonu přibližně 15 kW, které pohánějí každý přímo jedno ze zadních kol. Daným parametrům vyhovuje elektrický synchronní motor Simens 1FT6 1058SF7 (obr. č. 4.1). Tento motor má jmenovitý výkon 15,7 kW, točivý moment 70 Nm a hmotnost 45,5 kg. Pro řízení chodu tohoto motoru je doporučen frekvenční měnič firmy Simens Simodrive 611.

Obr. č. 4.1: Elektrické synchronní motory Simens 1FT6 [7] Použitím dvou hnacích motorů umožňuje řešit pohon bez nutnosti použití diferenciálu. Toto řešení se za snížených adhezních podmínek (sníh, náledí) umožní lepší záběrové vlastnosti a zadní náprava se bude chovat jako klasická s uzavřeným diferenciálem, přitom stále umožňuje diferenci rychlosti otáčení kol při projíždění zatáček. Řešení pohonu vozidla dvěma jednotkami namísto jednoho motoru přináší také poloviční proudové zatížení v napájecích vodičích. Točivý moment každého z motorů se na kolo přenáší pomocí ozubeného řemenu a poloosy se dvěma homokinetickými klouby. Ozubený řemen je volen s ohledem na jeho nenáročnou údržbu, tichý chod a schopnost tlumit rázy. Za zmínku rovněž stojí jeho případná snadná výměna. 20

4.2 Akumulátory v elektromobilu 4.2 Akumulátory v elektromobilu Zdrojem energie elektromobilu je soustava elektrických Ni-Cd akumulátorů. Nikl-Cadmiové akumulátory mají ve srovnání s klasickými olověnými stálejší kapacitu a tudíž za snížených teplot pod bodem mrazu nedochází k jejímu prudkému poklesu, jako je tomu u olověných akumulátorů. Ni-Cd akumulátory potřebné pro pohon elektromobilu lze plně nabít za pouhých 30 - 90 minut proti 6 - 8 h potřebných k plnému nabití odpovídajících olověných akumulátorů. Taktéž v životnosti více jak 3000 nabíjecích cyklů Ni-Cd akumulátory značně převyšují klasické olověné, jejichž životnost činí přibližně 600 nabíjecích cyklů. Je pravdou, že v současnosti existují i výkonnější akumulátory než použité Ni-Cd, například Li-Ion akumulátory, ale tyto akumulátory jsou nepřiměřeně drahé. Jejich vysoká cena odráží jednak technologickou náročnost jejich výroby, ale také fakt, že se tyto akumulátory v požadovaných kapacitách nevyrábějí ve velkých sériích. Při určení vhodné baterie akumulátorů pro navrhovaný elektromobil berme v úvahu, že rekuperací ušetříme přibližně 20 % elektrické energie. Během běžného provozu je průměrné využití do 50 % maximálního výkonu. Při celkové účinnosti pohonu 90 % činí předpokládaný průměrný odběr 14 kW. Ni-Cd akumulátory firmy Saft mají jmenovité napětí 6 V. Akumulátory v napájecí baterii jsou řazeny do série, čímž dosáhneme vyššího svorkového napětí a menšího proudového zatížení napájecích vodičů. Při svorkovém napětí 180 V napájecí baterie složené z 30 kusů akumulátorů tudíž budou motory průměrně odebírat 78 A.

Obr. č. 4.2: Ni-Cd akumulátor Saft STM 5-140 [8] Akumulátory Saft SMT 5-140 (obr. č. 4.2) mají kapacitu 136 Ah. Celková hmotnost 30 kusů těchto akumulátorů je 510 kg. Elektromobil by s těmito akumulátory dokázal při tomto odběru jet přibližně 1hodinu a 45 minut. Jednotlivé akumulátory mají rozměry 244 x 153 x 260 mm a jsou umístěny v podlaze vozidla. Značnou výhodou těchto akumulátorů vůči olověným je, že se nemusí ve vozidle řešit ovětrání akumulátorů. Nabíjení těchto akumulátorů je zajištěno prostřednictvím rychlonabíjecího zařízení vyrábějícím se v České republice firmou EPRONA a. s. v Rokytnici nad Jizerou. To je shopno tyto akumulátory plně nabít za přibližně 90 minut.

21

4.3 Konstrukční řešení elektromobilu 4.3 Konstrukční řešení elektromobilu Navrhovaný městský elektromobil je v podstatě dvoumístné dvoudveřové coupé s poměrně vysokou stavbou, kterou zapříčiňují akumulátory uložené v podlaze vozidla. Karosérie elektromobilu je ocelová samonosná s pomocným rámem v oblasti akumulátorů a podlahy vozidla. Hlubokotažné plechy, ze kterých je karosérie vyrobena, jsou oboustranně zinkované. Nárazníky jsou vyrobeny z plastu a obsahují kovovou výztuhu. Elektromobil je poháněn dvěma synchronními elektromotory uloženými za zadní nápravou a zadní kola pohánějí přes ozubené řemeny a poloosy s homokinetickými klouby (obr. č. 4.3). Převod ozubeným řemenem

Synchronní elektromotory Obr. č. 4.3: Uspořádání pohonných jednotek elektromobilu Přední kola elektromobilu jsou nezávisle zavěšena na hnané nápravě typu Mc Person (obr. č. 4.4) s příčným zkrutným stabilizátorem. Tato náprava dává vozidlu dobré jízdní vlastnosti, přičemž je lehká a nenáročná na prostor při zástavbě ve vozidle. Řízení ve vozidle je hřebenové s elektrohydraulickým posilovačem.

22

Obr. č. 4.4: Přiklad hnané nápravy typu Mc Person [13]

4.3 Konstrukční řešení elektromobilu Zadní kola elektromobilu jsou nezávisle zavěšena na hnací lichoběžníkové nápravě s příčnými rameny (obr. č. 4.5). Tato náprava zajišťuje vozidlu dobré jízdní vlastnosti a je vhodná pro zvolený systém pohonu zadní nápravy. Na všech čtyřech kolech jsou použity hydraulicky ovládané kotoučové brzdy. Použití kotoučových brzd i na zadní nápravě si vyžádala celková hmotnost vozidla přes 1100 kg a také vyšší zatížení zadní nápravy způsobené umístěním akumulátorů ve vozidle.

Obr. č. 4.5: Příklad hnací lichoběžníkové nápravy [13] V přední části vozidla je pod přední kapotou uloženo rezervní kolo a nutné vybavení vozidla jako lékárna, hever a nářadí. Pod nimi je uložen frekvenční měnič Simens Simodrive 611, klimatizace a další řídící elektronika vozidla (obr. č. 4.6)

Akumulátory Frekvenční měnič Řídící elektronika Obr. č. 4.6: Umístění akumulátorů a řídící elektroniky Elektromobil je vybaven skleněnou panoramatickou střechou, kterou lze zasunout do víka zavazadlového prostoru, kde při složení neubírá žádný prostor v interiéru, ani v zavazadlovém prostoru (obr. č. 4.7). Tato panoramatická střecha přináší ve slunných dnech v zimním provozu úsporu energie při vytápění interiéru využitím solární energie. V teplém klimatu stažená střecha nahradí energeticky náročnou klimatizaci, která by výrazně zkrátila dojezd na jedno nabití akumulátorů.

23

4.3 Konstrukční řešení elektromobilu Posuvné segmenty panoramatické střechy se zasouvají po kolejničkách v obloukových rámech střechy do víka zavazadlového prostoru. Jejich pohyb obstarává elektricky poháněné nekonečné ocelové lanko vedené v rámech střechy. Koncovou polohu uzavřené i plně otevřené střechy zajišťují elektricky ovládané zámky. Při skládání střechy se posouvá vždy nejdříve horní díl střechy a teprve po překrytí spodního dílu střechy se oba díly střechy zasunou do víka zavazadlového prostoru. Zasouvání panoramatické střechy

Obr. č. 4.7: Posuvná skleněná panoramatická střecha Víko zavazadlového prostoru se i ze zasunutou střechou vyklápí nahoru na kinematických závěsech. Zavazadlový prostor o objemu cca 500 l je za sedadly volně využitelný od roviny dna kufru, kterou tvoří zvýšená podlaha nad akumulátory a elektromotory. Na této ploše jsou rovněž umístěny podélně posuvné sedadla řidiče a spolujezdce. Mezi předním oknem a posuvnou panoramatickou střechou je pevné plechové přemostění černé barvy mezi nosnými oblouky střechy, které je překryté pod prodloužením skla předního okna. Na tomto přemostění je v interiéru umístěné ve středu mezi střešními nosníky zpětné zrcátko, nad oběma sedadly clony proti oslnění řidiče a osvětlení interiéru. Zachováním pevného rámu v podání pevných střešních oblouků a jejich přemostění se výrazně zvyšuje pasivní bezpečnost elektromobilu v porovnání s klasickými kabriolety a to ať s plátěnou, tak pevnou skládací střechou ( tzv. coupe -cabrio). Přední světlomety jsou tvořeny LED diodami pro denní svícení, projektorovým světlometem a oranžovými LED diodami ukazatelů směru. Oranžové LED diody jsou použity i v ukazatelích směru v zrcátkách. Zadní světlomety jsou rovněž tvořeny z LED diod včetně brzdových světel, couvacích světel a ukazatelů směru. Toto technické řešení je i za cenu vyšších pořizovacích nákladů výhodné zejména kvůli úspoře elektrické energie při provozu. U brzdových světel je navíc z bezpečnostního hlediska výhodné jejich rychlejší rozsvícení při sepnutí. Díky této vlastnosti se LED diody již dnes stále ve stále větším měřítku používají u brzdových světel běžných produkčních automobilů. 24

5. Ergonomické řešení elektromobilu

5. Ergonomické řešení elektromobilu Ergonomie je vědní obor zabývající se vztahem člověka a stroje, s ohledem na jeho snadné a příjemné užívání. S pohledu ergonomie je u navrhovaného městského elektromobilu je potřeba řešit umístění osob ve vozidle, výhled z vozidla, rozmístění ovladačů a zdělovačů elektromobilu, nastupování a vystupování z vozidla, přístup do zavazadlového prostoru. Správné řešení návrhu elektromobilu z ergonomických hledisek má největší podíl na spokojené a příjemné užívání vozidla jeho provozovatelem. 5.1 Řešení sezení ve vozidle Problematiku geometrie vnitřního prostoru je možno rozdělit na geometrické požadavky pohodlného sezení a ovládání, na minimální prostorové požadavky umístění osob a na prostorové požadavky, které závisí na druhu, příp. třídě vozidla. Nejdůležitější je projektování umístění řidiče, protože poloha těla řidiče je jednoznačně určena vzájemným vztahem mezi geometrií sedadla a umístěním hlavních ovladačů (volant, pedály, řadící páka), zatímco spolucestující si mohou svoji tělesnou pozici upravovat i během jízdy.

H

Obr. č. 5.1: Vztažný bod sezení H Jako vtažný bod při vytváření místa řidiče je definován bod sezení H (obr. č. 5.1). ČSN 30 075 Bod H – vztažný bod sezení: - u kreslící šablony - střed vzájemného otáčení nohou a trupu - u 3D figuríny - průsečík osy otáčení zádové a stehenní části s rovinou souměrnosti figuríny. Bod H představuje polohu kyčelního kloubu. V souřadné soustavě spojené s vozidlem je definován vztažný bod R. (Podle ČSN 30024: Bod R - projektovaný vztažný bod sezení - bod H kreslící šablony umístěné v zadní a nejnižší poloze rozsahu seřízení sedadla). Zatímco bod H je s tělem pevně spojený, představuje bod R kolmý průmět bodu H na vztažnou svislou podélnou rovinu. V amerických předpisech se používá definice “seating reference

25

5.1 Řešení sedění ve vozidle point” (SgRP). Bod SgRP odpovídá bodu H u rozměrů 95 % muže při sedadle v zadní krajní poloze, je-li úhel sklonu opěradla 25° a úhel mezi bércem a chodidlem 87°, přičemž chodidlo nespočívá na nejníže položeném pedálu. Při návrhu geometrie sezení se jako další vztažný bod (pevně spojený s vozidlem) používá tzv. patní bod F , který je definován jako průsečík tří rovin: roviny souměrnosti vedené pedálem, tečné roviny ke středu nášlapné plochy pedálu a roviny podlahy vozidla před pedálem. Poloha sedění může být tedy popsána dvěma charakteristickými hodnotami: vodorovnou vzdálenosti bodu H od patního bodu (souřadnice x) a svislou vzdáleností bodu H od bodu F (souřadnice z). Polohy sedění pro různé kategorie vozidel jsou znázorněny na obrázku č. 5.2. Se zvětšující se výškou sedadla se pohybuje bod H při nehybném F - bodu směrem nahoru a zároveň dopředu. Úhly mezi trupem a stehnem, stehnem a holení, bércem a chodidlem se přitom zmenšují.

Obr. č. 5.2: Poloha sezení ve vozidle (SA – sportovní, OA – osobní, DA – dodávkové, NA – nákladní vozidlo) [12]

26

Tab. č. 5.1: Sezení ve vozidle v závislosti na druhu dopravního prostředku [12]

5.1 Řešení sedění ve vozidle Přizpůsobení místa řidiče na optimální polohu těla je možno provést několika způsoby. Ve vozidle se obvykle nabízejí tyto úpravy: sklon opěradla, podélný a výškový posun opěradla (je možná kombinace nakloněným vedením sedadla) a přestavitelné hlavové opěrky. Přestavitelná zařízení pro výšku sedadla, upravitelný sklon volantu, měnitelná osová vzdálenost mezi volantem a pedály se zatím nabízí pouze jako zvláštní vybavení. Osoby v městském elektromobilu sedí na sedadlech umístěných nad baterií akumulátorů ve výšce bodu H sedící postavy 360 mm (obr. č. 5.3). Tato výška sedění v současné době odpovídá stále oblíbenější třídě automobilů MPV. Dle tab. č. 5.1 potřebný posun sedadla vůči pedálům v celkovém rozsahu 160 mm. Vzdálenost bodu H od svislé osy dotyku paty 800 mm.

Obr. č. 5.3: Umístění osob v elektromobilu Díky velkorysé šířce navrhovaného elektromobilu 1650 mm, mají řidič i spolujezdec dostatečný vnitřní prostor v oblasti boků i v oblasti ramen. Dostatečný vnitřní prostor a celkový komfort vozidla působí psychologicky uklidňujícím dojmem při stání v dopravních zácpách velkých městských aglomeracích ke kterým dochází důsledkem zvyšujícího se počtu automobilů stále častěji. Trend nárůstu požadavků na vnitřní prostor je patrný napříč všemi třídami vozidel nabízených renomovanými výrobci. Je téměř pravidlem, že další generace automobilu stejné modelové řady nabízí více vnitřního prostoru pro posádku. Je tudíž běžné, že nový automobil nižší střední třídy nabízí srovnatelný prostor a komfort pro posádku jako vozy vyšší střední třídy před 20 lety.

27

5.2 Výhled z vozidla 5.2 Výhled z vozidla Jelikož navrhovaný elektromobil je určen pro každodenní provoz v převážně městském provozu je výhled z tohoto vozidla obzvláště důležitý pro snadné manévrování v hustém provozu. Při koncepci výhledu z vozidla je nezbytné znát základní vlastnosti (fyziologii) lidského vidění. Vidění člověka charakterizují následující tři oblasti: - zorné pole - pohledové pole - rozhledové pole Zorné pole je část prostoru, kterou vidíme při klidném pohledu (oko a hlava se nepohybují) přímo vpřed jedním okem. Střed obzoru leží v tzv. fixačním bodu a označuje se nulovým stupněm. Celé zorné pole je rozděleno na meridiány, které procházejí fixačním bodem (obr. č. 5.4). Souboru předmětů, ležících v jedné frontálně paralelní rovině a současně viditelných nepohybujícím se jedním okem, říkáme monokulární zorné pole. Připojí-li se k tomuto celku ještě třetí rozměr hloubková projekce objektů - vzniká monokulámí zorný prostor. Monokulámí zorné pole levého a pravého oka se z větší části kryjí (obr. č. 5.5), předměty ležící v této oblasti, tj. v binokulárním zorném poli, vidíme oběma očima (tzv. stereoskopické vidění). Oblast ostrého vidění je velmi omezena, je k pozorování okolí vozidla nutno pohybovat očima a hlavou.

Obr. č. 5.4: Monokulární, binokulární a ambinokulární zorné pole [12]

Oblasti, které je při koncepci výhledu nutno uvažovat jsou: přímý výhled, tzn. výhled dopředu od roviny očí (při uvážení výhledu na přístroje, ukazatele), nepřímý výhled dozadu vnějším a vnitřním zpětným zrcátkem, mrtvý úhel, ve kterém není vidět míjející vozidlo, a který musí být konstrukčními opatřeními zmenšen na co nejmenší možnou míru (Obr. č. 5.6). 28

5.2 Výhled z vozidla

Obr. č. 5.5: Úhlová rozmezí pro pohyby očí a hlavy [12] „Výhled z vozidla směrem dopředu a do stran je určen vzájemnou polohou. Očí řidiče a neprůhledných částí karoserie (sloupky A,B,C, kapota). Pro zjišťování výhledu z místa řidiče je nutno znát polohu očí řidiče ve vozidle. Pole rozptylu polohy očí řidičů má jak v bočním, tak i v půdorysném pohledu přibližně tvar elipsy, její velikost i poloha vzhledem ke konstrukčnímu vztažnému bodu sedění R třírozměrné figuríny pro 90%, 95% a 99% vzorek řidičů je udána předpisem SAE J 941 d.“ [12]

Obr. č. 5.6: Znázornění oblastí pro přímý a nepřímý výhled [12] Automobil by měl mít tvarovanou přední kapotu tak, aby výhled z místa řidiče před vozidlo byl maximálně do 5 m. Navrhovaný elektromobil má tento výhledový bod 4320 mm od hrany předního nárazníku (obr. č. 5.7). Poměrně příkře se svažující kapota navíc umožňuje při lehkém předklonění řidiče při parkování dohlédnout z místa řidiče těsně před přední nárazník elektromobilu. Zadní výhled při parkování je řešen pomocí zpětné kamery a parkovacích čidel v zadním nárazníku. Obraz snímaný couvací kamerou se zobrazuje na LCD displeji umístěném na středovém panelu těsně pod středními výdechy klimatizace vozidla. 29

5.2 Výhled z vozidla

Obr. č. 5.7: Výhled z vozidla přes přední kapotu Pro zajištění dobrého výhledu z vozidla je důležité minimalizovat mrtvé úhly výhledu z automobilu ( úhel výhledu zakrytý sloupkem střechy či jinou překážkou výhledu. Navrhovaný elektromobil má tyto mrtvé úhly menší než 5° (obr. č. 5.8), což mu zaručuje velmi dobrý výhled.

30

Obr. č. 5.8: Mrtvé úhly výhledu z elektromobil

5.3 Nástup a výstup z vozidla 5.3 Nástup a výstup z vozidla Pro pohodlný nástup a výstup z vozidla jsou důležité dostatečně velké vstupní dveře, výška spodní hrany vstupního otvoru, výška sedáku nad vozovkou a prostor pro hlavu v oblasti střechy. Do vozidla se nastupuje 2 dveřmi, které se otvírají na svislých pantech v přední části dveří klasicky dopředu. Dveře jsou použity dostatečné velikosti, 1100 mm dlouhé. Dveře jsou konstruovány bez okenního rámu, tudíž při stáhnutí bočních oken dveří i zadních bočních oken se sloupkem s těsněním vznikne mezi střešním obloukem a spodní stranou oken volný prostor. Podobně byli řešeny velké coupé Mercedes Benz SL, nebo BMW řady 8. Toto řešení vynikne obzvláště při současném složení střechy a spuštění oken. Navrhovaný elektromobil má spodní hranu vstupního prahu dveří 220 mm nad úrovní vozovky. Tento práh se směrem dozadu zvedá, neboť v úrovni konce sedáku již není pro nástup a výstup tato výška důležitá a postupné zvedání spodní hrany dveří zakončené poměrně velkým rádiusem podporuje dynamickou linií boku vozidla. Celková výška dveří je celých 1250 mm, při nastupování a vystupování tudíž zůstává mezi sedákem a střechou dostatečný prostor a nehrozí kontakt hlavy se střechou elektromobilu. Snadné nastupování a vystupování usnadňuje umístění sedáku ve výšce 460 mm nad úrovní vozovky. Usazení do takto relativně vysoko položeného sedáku je nepoměrně pohodlnější než do nízkých sedadel běžných osobních vozů. Tato výška sezení vychází z potřeby umístit do prostoru podlahy vozidla pod sedadly 30 ks. Ni-Cd akumulátorů. Velký zavazadlový prostor je umístěný za sedadly s dnem ve výšce 440 mm nad vozovkou. Vyšší umístění dna zavazadlového prostoru je dáno uložením akumulátorů a pohonných jednotek pod ním. Víko zavazadlového prostoru má nakládací hranu ve výšce 730 mm nad úrovní vozovky. Jeho tvar je podřízen funkci umožnit do něj spustit oba střešní segmenty panoramatické skleněné střechy. Víko se vyklápí vzhůru na lichoběžníkových závěsech v úhlu 156°. Jeho snadné otevření a fixaci v otevřeném stavu slouží plynokapalinová vzpěra. V horní části víka zavazadlového prostoru je odsuvný kryt, který se zasouvá pří skládání a rozkládání střechy. 5.4 Ovladače a sdělovače ve vozidle Městský elektromobil má v porovnání s běžným osobním automobilem menší nároky na množství ovládacích prvků. V porovnání s ním mu chybí ovládání řadícího mechanizmu, ovládání spojky. Ze sdělovačů zde chybí například ukazatel stavu paliva, otáčkoměr, kontrolky mazání olejem. Hlavními ovládacími prvky elektromobilu jsou volant, pedál akcelerátoru a pedál brzdy. Pedál akcelerátoru elektronicky lineárně řídí akceleraci vozidla prostřednictvím frekvenčního měniče. Brzdový pedál zpočátku při malé vynaložené síle na jeho sešlápnutí ovládá sílu brzdné síly rekuperace prostřednictvím pohonných jednotek a teprve při silnějším sešlápnutí se aktivuje hydraulický systém provozních brzd.

31

5.4 Ovladače a sdělovače ve vozidle Vedlejší ovládací prvky jsou přepínač světel, spínač ukazatelů směru, sdružené ovládání stěračů a ostřikovače předního okna, páka parkovací brzdy, přepínač směru jízdy, ovládání větracího a topného systému elektromobilu, spínač výstražných světel a spínač klaksonu, spínač světel do mlhy, ovládání vestavěné audiosoupravy. Sdělovačemi ve vozidle jsou rychloměr, ukazatel zbývající kapacity akumulátorů, LCD displej, kontrolky ukazatelů směru, dálkových světel, výstražných světel, světel do mlhy, kontrolka parkovací brzdy, kontrolka opotřebení brzd a množství brzdné kapaliny. V interiéru vozidla je kaplička se sdělovači umístěna symetricky ve středu přístrojové desky (obr č. 5.9). Toto řešení nese menší náklady na obměnu vozidla pro rozdílné provedení s levostranným a pravostranným řízením i při výrobě v menších sériích. Nejvýraznějším sdělovačem zde je analogový rychloměr s digitálním počítačem ujeté vzdálenosti, po obou stranách jsou kontrolky ukazatelů směru v pravo je analogový ukazatel zbývající kapacity akumulátorů. Vlevo od rychloměru jsou umístěny analogové hodiny. Dále jsou zde uloženy kontrolky světel a brzd.

Obr. č. 5.9: Skica interiéru elektromobilu Volant je umístěn ve vzdálenosti 480 mm od bodu sedění H (při podélném posunu sedáku do středové polohy) a výšce 740 mm od podlahy elektromobilu. Věnec volantu má průměr 360 mm. Pod volantem je z levé strany uložený sdružený přepínač světlometů a ukazatelů směru. Z pravé strany je pod volantem ovladač stěračů a ostřikovače předního okna. Klakson se spíná stlačením středu volantu. 32

Na podlaze pod volantem jsou umístěny pedál akcelerátoru a pedál provozní brzdy. Páka parkovací brzdy je umístěn na zvýšené podlaze mezi sedadly elektromobilu.

6. Designérské řešení Pod středovou kapličkou jsou centrální výdechy větracího a topného systému vozidla. Pod těmito výdechy je ve středovém panelu uložen LCD displej sloužící k zobrazení údajů kontrolního systému vozidla a zobrazení obrazu ze zpětné kamery, která usnadňuje parkování. Níže jsou ovládací prvky topení a větrání vozidla a rovněž ovládání skládací panoramatické střechy. Pod nimi je umístěno ovládání vestavěného audiosystému jehož informace se rovněž zobrazují na sdruženém LCD displeji středového panelu. Po obou stranách přístrojové kapličky jsou v přístrojové desce uloženy odkládací schránky, které se po zmáčknutí vyklápějí vzhůru. Na pravé straně je ze spodu přístrojové desky umístěna ještě jedna schránka na drobné předměty. Kolem celého interiéru se táhne výrazný pruh v barvě karosérie. Tento pruh opticky rozděluje interiér na dvě části. Nad tímto pruhem je použit měkčený plast světlého odstínu šedé, případně okrové. Pod tímto pruhem je použit měkčený plast tmavšího odstínu.

6. Designérské řešení Design elektromobilu vychází především z požadavků na jeho využití v provozu a zástavby pohonu i akumulátorů v elektromobilu. 6.1 Designérská analýza Většina navrhovaných elektromobilů je vzhledem k omezenému dojezdu na jedno nabití konstruována jako malé městské vozy, sloužící k osobní dopravě do zaměstnání. V elektromobilu musí být pamatováno na dostatečný prostor pro uložení akumulátorů s přiměřeně velkou kapacitou elektrické energie.

Obr. č. 6.1: Elektromobil Silencio [14] Elektromobily se liší od klasických městských vozidel se spalovacím motorem především absencí velkých nasávacích otvorů sloužící k přívodu vzduchu k chladičům spalovacích motorů. Elektromotory mají nepoměrně vyšší účinnost a tudíž produkují méně odpadního tepla. Rovněž moderní elektronické řízení motorů nevyžaduje užití odporníků, jež v minulosti sloužily k řízení výkonů stejnoměrných motorů. To rovněž přináší úsporu ztrát energie odpadním teplem.

33

6.2 Variantní řešení Od městského elektromobilu se očekává, že bude schopný se hbitě proplétat hustým městským provozem. Na jedno nabití ujede alespoň 120 km. Snadné manévrování při parkování zajistí dobrý výhled z vozidla a jeho malé rozměry. 6.2 Variantní řešení Při návrhu jsem od počátku uvažoval o dvoudveřovém dvoumístném vozidle s prostorným zavazadlovým prostorem k naložení nákupu pro rodinu. Základním požadavkem byla jistá robustnost nárazníků jež u takto malého vozu vzbuzuje dojem solidnosti a bezpečnosti. U různých variant návrhu elektromobilu je patrná vždy snaha optické posílení konstrukce karosérie jež dodává pocit bezpečí u takto malého vozu. Také snaha o bohaté prosklení karosérie, zaručující dobrý výhled z vozidla. Všechny varianty počítají s akumulátory uloženými ve zvýšené podlaze pod sedadly a zavazadlovým prostorem. Hnací jednotky jsou umístěny za zadní poháněnou nápravou.

Obr. č. 6.2: Skica varianty č. 1 Variantní návrh č. 1 předpokládal přiznání rámové konstrukce chránící posádku elektromobilu. Boční okna by byla vzhledem k jejich velikosti dělena. Spodní část okna se spouští do bočních dveří a horní část by zůstávala pevná. Zadní okno je usazené pod záporným úhlem (obr. č. 6.2). Variantní návrh č. 2 má klenutou kapotu zavazadlového prostoru a mohutné nárazníky. Zůstává zde patrný nosný oblouk za hlavami pasažérů. Za tímto obloukem je usazeno kolmo zadní okno válcově prohnuté podle svislé osy (obr. č. 6.3). U varianty č. 3 jsou použity stejně jako u finální varianty střešní nosné oblouky v kombinaci s prosklenou panoramatickou střechou. Víko zavazadlového prostoru má stupňovité odsazení k zadnímu oknu jako sedan. Nastupování a vystupování do elektromobilu zajišťují velmi prostorné dveře. Nevýhodou této varianty je až příliš sportovně působící silueta karosérie kvůli poměrně hodně skloněnému přednímu oknu (obr. č. 6.4)

34

6.3 Finální řešení

Obr. č. 6.3: Skica varianty č. 2 Podobná silueta variantních návrhů vychází ze způsobu umístění osob v elektromobilu a ze zajištění jejich dobrého výhledu z vozidla. Za sedadly se počítá s umístěním prostorného zavazadlového prostoru. V přední části je u všech variant počítáno s uložením frekvenčního měniče, řídící elektroniky a rezervního kola automobilu.

Obr. č. 6.4: Skica varianty č. 3

6.3 Finální řešení Konečné řešení designu elektromobilu vychází z použití jednotného rádiusu na nosných obloucích střechy po kterých se elektricky posouvají oba skleněné segmenty panoramatické střechy a zasunou se do výklopného víka zavazadlového prostoru a složení střechy tudíž nesnižuje využitelnost vnitřního prostoru vozidla. Vozidlo charakterizují mohutné nárazníky zepředu i zezadu, které svým tvarem navozují pocit solidnosti a bezpečí pro posádku elektromobilu. V předním nárazníku jsou uloženy trojúhelníkové světlomety do mlhy a mezi nimi je příčný větrací otvor dělený pěti výztužnými žebry. Tento průduch slouží pro nasávání vzduchu k větrání a vytápění interiéru.

35

6.3 Finální řešení Podél vozu se táhne charakteristický prolis, který plynule přechází v zadní nárazník (obr. č. 6.5). V něm je umístěná plastová lišta, její součástí jsou zadní světla do mlhy. Nad nárazníkem je prostorné víko zavazadlového prostoru a po jeho stranách jsou úzká zadní světla tvořená z LED diod. Toto řešení přináší úsporu energie při jejich provozu. LED diody jsou rovněž použity u předních světlometů a ukazatelů směru ve světlech i zpětných zrcátkách.

Obr. č. 6.5: Navrhnutý elektromobil Vpředu zakrývá klenutá kapota rezervní kolo a řídící elektroniku. Při spuštěných oknech a střeše nejlépe vyniknou střešní obloukové nosníky spojené přemostěním nad předním oknem. Při zasunutí bezrámových oken vznikne mezi střešními oblouky a spodní hranou oken efektní volný prostor. Toto řešení pomáhá v odvětrání interiéru v teplém klimatu, kdy by provoz klimatizační jednotky neúměrně energeticky zatěžoval akumulátory a snížil tak dojezd elektromobilu. 6.4 Varianty barevnosti Karosérie elektromobilu bude s ohledem na výrobní náklady lakována celkově v jedné barvě včetně nárazníků a zrcátek. Výběr barev bude vycházet z celé škály barev automobilky Citröen. Pro konkrétní elektromobil bude pro akční série přednostně použitá žlutá, červená a modrá metalíza pro dražší provedení. V interiéru se po celém obvodu vozidla táhne pruh v barvě karosérie.

36

Interiér je vyveden v několika barevných variantách. Pro světlé barvy karosérie je použitá barva od lemu v barvě karosérie světle béžová a od tohoto lemu tmavší odstín této barvy. Sedadla a opěrky rukou ve dveřích jsou z imitace kůže ještě o trochu tmavší béžové barvy. Dále je na výběr světle šedá, tmavě šedá a černé sedadla a opěrky rukou ve dveřích.

6.4 Varianty barevnosti Dveře jsou pod lemem čalouněny textilní tkanínou v barvě tmavší části přístrojové desky. Madlo operky rukou, kliky dveří, jejich rámečky a rámečky vestavěných reproduktorů jsou provedeny v chromu. Čalounění zavazadlového prostoru je provedeno zátěžovým kobercem v odstínu tmavší části přístrojové desky. V každé barevné variantě zůstává přemostění střešních oblouků překrytém přesahem předního skla černé. Ze strany interiéru je čalouněný ve světlejší barvě přístrojové desky. V této barvě je provedeno i vnitřní čalounění střešních oblouků.

37

38

7. Závěr

7. Závěr Navrhl jsem dvoumístný městský elektromobil s velmi prostorným a pohodlným interiérem pro posádku. Tento vůz by při použití konkrétní soudobé techniky byl schopen bezproblémově plnit svou funkci pravidelné příměstské dopravy za libovolných klimatických podmínek. Vůz je řešen z ohledem na úspornost elektrické energie za provozu zaručující dostatečný dojezd na jedno nabití provozních akumulátorů. Vůz v sobě kombinuje městský vozík a vůz MPV a tudíž nabízí nadstandardní prostor pro pasažéry i náklad v zavazadlovém prostoru. Vyšší posed ve vozidle umožnil umístit akumulátory ve zvýšené podlaze elektromobilu a zároveň zajistil výborný výhled z místa řidiče. Jednoduše lze elektromobil změnit v otevřený vůz aniž by byl jakkoli omezen vnitřní prostor vozidla. Díky velkému zavazadlovému prostoru lze vozidlo bezproblémově využít k jízdě za nákupy pro početnou rodinu, přičemž jeho určení pro dva pasažéry plně vyhovuje každodennímu dojíždění do zaměstnání.

39

40

8. Seznam zkratek

9. Seznam zkratek TÜW - Renomovaná Německá certifikační společnost RW-TÜW Systems GmbH., provádějící audit a certifikaci ISO dle norem Evropské unie Ni-Cd akumulátory - Nikl-Cadmiové akumulátory tzv. - tak zvané obr. - obrázek tab. - tabulka MPV - Multi Purpose Vehicle ( víceúčelový osobní automobil) ČSN - Česká státní norma

41

42

9. Seznam příloh

9. Seznam příloh 9.1 Designérský výkres

9.2 Ergonomický výkres

43

9.3 Konstrukční výkres 9.3 Konstrukční výkres

9.4 Sumarizační výkres

44

10. Použitá literatura

10. Použitá literatura: [1] Newbury, S.: Auta: Design pro nové tisíciletí 1, 2, 1. vyd. Praha, Euromedia Group k. s. - Knižní klub, 2003, 2 sv. (288, 288 s.) ISBN 80-242-1011-8 [2] Edsall, l.: Prototypy, 1. vyd. Čestlice, Rebo, 2004, 220 s. ISBN 80-7234-356-4 [3] Flajtingr, J. Kule, L.: Elektrické pohony se střídavými motory a polovodičovými měniči, 1. vyd. Plzeň, Západočeská univerzita, 2002, 142 s. ISBN 80-7082-919-2 [4] Gregor, S. Novák J.: Modernizace trakčních pohonů vozidel elektrické trakce, editor: ČD telematika - ODIS, Vědeckotechnický sborník ČD, http://www.cdrail.cz/vts/ , 2004, sv. 18, 13 s. [5] Jansa, P.: Volvo 3CC - ojedinělý koncept, http://motozurnal.centrum.cz, 2004 [6] Trojna, R.: Elektromobil a 300 Km/h, http://www.novinky.cz, 2001 [7] http://www.simens.de, 2006 [8] http://www.saft.fr, 2006 [9] http://elektromobil.wz.cz/, 2006 [10] http://auta5p.car.cz/muzea/muzea.htm, 2006 [11] Vlk F. : Koncepce motorových vozidel, 1.vydání, Brno,Vlk 2000, 240s. ISBN 80-238-5227-9 [12] Vlk F. : Karoserie motorových vozidel, 1.vydání, Brno, Vlk 2000, 365s. ISBN 80-238-5276-0 [13] Ing. Klůna, J. Ing. Košek, J. a kol.: Příručka opraváře automobilů, 1. vyd. Praha, SNLT - Nakladatelství technické literatury, n. p., 1990, 468 s. ISBN 80-03-00212-5 [14] http://www.spanihel.cz, 2006

45

46