MINIMOBIL — malé městské vozidlo s hybridním pohonem

Jiří Hofman, Josef Čechura

Minimobil je malé uzavřené čtyřkolové silniční motorové vozidlo s hybridním pohonem kategorie Le (čtyřkolový motocykl) pro přepravu řidiče a jedné nebo dvou dalších osob nebo nákladu především v městském, ale i mimoměstském provozu.

Minimobil is a small closed four wheels road vehicle with hybrid drive of Le category for transport of driver and one or two next persons or luggage in cities and its neighbourhood.

Zdůvodnění koncepce

Návrh vozidla byl inspirován skutečností, že přestože je individuální doprava ve městech kvůli dopravním zácpám a nedostatku parkovacích míst stále obtížnější, velká část obyvatel měst dává a bude dále dávat přednost individuální dopravě osobními automobily před městskou hromadnou dopravou. Důvodem je jak potřeba snadné časové a místní dostupnosti, tak potřeba soukromí a komfortu při přepravě.

Osobní automobil tyto potřeby sice naplňuje, nicméně není pro individuální městskou dopravu nejvhodnější, protože je svými rozměry a parametry určen především pro dopravu většího počtu osob včetně rozměrnějších zavazadel na větší vzdálenosti a větší rychlostí, zatímco ve městech se dopravuje v osobním automobilu průměrně 1,2 osoby na relativně krátkou vzdálenost a nízkou průměrnou rychlostí. Lze tak prohlásit, že nejméně dvě třetiny z každého osobního automobilu se pohybují zbytečně, překážejí, způsobují dopravní obtíže, spotřebovávají pohonné hmoty a znečišťují ovzduší.

Daleko vhodnějším dopravním pro individuální městskou dopravu jsou motocykly, které jsou daleko hbitější, daleko snáze parkují a mnohem méně překážejí. Jejich nevýhodou však je, že nemohou nebo jen velmi obtížně mohou být využívány při deštivém počasí nebo v zimním období.

Minimobil v sobě spojuje malé rozměry a hbitost motocyklů a uzavřené komfortní prostředí osobního automobilu pro jednu až dvě (eventuelně tři) osoby chránící je proti dešti a chladu a je tak ideálním individuálním městským dopravním prostředkem.

Některé verze Minimobilu dále disponují hybridním pohonem sestávajícím z benzínového motoru a elektromotoru s trakčními bateriemi a mohou tak být provozovány v centrech měst se sníženými emisemi nebo zcela bez emisí.

Hlavní atributy

Malá šířka (méně než 1 m) umožňuje hbitý provoz i v dopravních zácpách a parkování i ve velmi úzkých prostorech.

Malá délka (cca 2 m) spolu s čelními dveřmi umožňují parkování kolmo k chodníku v jakékoliv mezeře širší než 1 m mezi dvěma podél chodníku stojícími osobními automobily, přičemž Minimobil nevyčnívá z řady vozidel. Namísto jednoho osobního automobilu mohou parkovat čtyři Minimobily.

Variabilní záď umožňuje instalaci zavazadlové nástavby s objemem větším než 300 l nebo nástavby pro přepravu další osoby nebo nákladu o objemu cca 600 l rozšířené nástavby pro přepravu dvou dalších osob nebo nákladu o objemu cca 900 l Lze říci, že vozidlo může růst v souladu s potřebami svého majitele.

Snadné ovládání - Vozidlo je vybaveno automatickou převodovkou umožňující velmi jednoduché ovládání i v nejsložitějších dopravních situacích, takže vozidlo má pouze pedál plynu a brzdy. K ovládání směru jízdy slouží volant a k ovládání osvětlení, stěračů s ostřikovači i topení jsou pak určeny běžné přehledně umístěné ovládací prvky.

Hybridní pohon použitý v některých verzích umožňuje tichý a nízkoemisní nebo zcela bezemisní provoz v centrech měst a nízké náklady na energii.

Komfortní prostředí Vozidlo skýtá osádce dostatek prostoru, ochranu proti dešti, účinné topení i větrání a konečně i možnost poslechu rozhlasu.

Ekonomický provoz vyplývá z nízké pořizovací ceny, nízkých nákladů na pohonné hmoty, nízkých udržovacích nákladů a konečně i z nízkých nákladů na povinné ručení a osvobození od silniční daně v případě firemního využití.

Hobby využití - Minimobil umožňuje dopravu i v místech, kam se běžný osobní automobil nedostane. V letním období je možno snadno demontovat kromě čelního okna všechna další okna a z vozidla se tak stává pseudokabriolet.

Minimobil umožňuje dále připojení zahradního přívěsného vozíku a připravují se i další možnosti využití.

Užití

Díky svým vlastnostem a koncepci se předpokládají následující hlavní zákaznické segmenty či použití mládež, pro kterou bude Minimobil přitažlivý svou cenou, designem, dynamickou jízdou a konečně možností používání již od 17 let. Jako druhé vozidlo do rodiny je Minimobil výhodný z hlediska ceny, provozních nákladů a zejména s ohledem na snazší parkování a hbitější provoz. Senioři, kteří vedle nižší ceny a provozních nákladů ocení zejména snadnou údržbu, snadné ovládání, snadné parkování a velmi snadné nastupování. Pro rozvoz drobného zboží (např. pizza) a doručovací služby jsou důležité hbitý provoz, snadné parkování, nízké provozní náklady včetně nízkého povinného ručení a osvobození od silniční daně, možnost celoročního užití a konečně neotřelý vzhled. Podnikatelé, řemeslníci, reklamní agentury i firmy ocení nízké provozní náklady, hbitý provoz, snadné parkování, rozměrný nákladový prostor i zajímavý a poutavý vzhled. Invalidní verze umožní snadné nastupování a vystupování, ovládání i převoz specielního invalidního vozíku.

Hlavní parametry

Šířka 990 mm
Délka 2050 mm (přes nárazníky)
Vnější poloměr zatáčení 3,5 m
Hmotnost 400 kg
Užitečné zatížení řidič + náklad 200 kg
Zavazadlový prostor 600 (900) l
Spalovací motor čtyřtaktní benzínový 200 ccm, 13 kW
Trakční elektromotor 6 kW trvale, 11 kW špičkově
Převodovka automatická s variátorem
Pomocná převodovka s diferenciálem
- běžný převod 0 - 90 km/h
- horský převod 0 - 65 km/h
- zpětný chod
- neutrál
Max. rychlost 90 km/h
Zrychlení 0-50 km/h cca 10 s
Dojezd cca 300 km (na benzín)
Cca 30 až 50 km (na trakční baterie – při hybridním pohonu)

Hlavní konstrukční uzly

Karosérie

Svařovaná karosérie z plechů z hliníkových slitin s plastovým stálobarevným obložením.

Pohon

Vodou chlazený benzínový jednoválcový vysokootáčkový čtyřtaktní spalovací motor 200 ccm o výkonu 13 kW s variátorem a pohonem pomocné převodovky s diferenciálem zadní nápravy ozubeným řemenem.

Pomocná převodovka umožňuje řazení redukované rychlosti, zpětného chodu a neutrálu. U hybridní verze je spalovací motor doplněn elektromotorem o jmenovitém výkonu 6 kW napájeným z čtveřice trakčních olověných elektrolytických baterií o celkovém napětí 48 V a kapacitě 139 Ah.

Brzdy

Provozní brzdou je hydraulická dvouokruhová brzda ovládaná nožním pedálem. Ruční brzda brzdí zadní nápravu.

Řízení

Hřebenové řízení přední nápravy s teleskopickým hřídelem volantu.

Roztahování zadní nápravy

Změna rozchodu zadní nápravy o cca 200 mm je zabezpečena dálkově ovládaným elektrickým aktuátorem.

Koncepce hybridního pohonu

Hybridní pohon je tvořen spalovacím motorem a elektromotorem s trakčními bateriemi.

V režimu jízdy je základním provozním režimem spolupráce obou pohonných jednotek. Spalovací motor se aktivuje nastartováním startovacím klíčkem a elektromotor sepnutím stykače. Při mírném sešlápnutí plynového pedálu se aktivuje elektropohon, přičemž spalovací motor běží na volnoběh a je tedy prostřednictvím odstředivé spojky odpojen. Tak je zabezpečeno pomalé a krátké pojíždění bez produkce emisí. Při větším sešlápnutí plynového pedálu se spalovací motor roztočí na větší otáčky a prostřednictvím odstředivé spojky se připojuje k pohonu. Lze tak docílit maximální akcelerace za zpolupůsobení obou motorů. Je-li sešlápnutí plynového pedálu ještě větší, přepíná se elektromotor v závislosti na otáčkách na dobíjení baterií.

Stav nabití baterie je sledován čidlem nabití. Je-li stav nabití baterie nedostatečný, při mírném ani středním stlačení plynového pedálu se elektropohon neaktivuje a aktivuje se pouze dobíjení baterie při velkém stlačení plynového pedálu. Je-li naopak stav nabití baterie dostatečný (avšak ne 100%), při mírném a středním stlačení plynového pedálu se elektropohon aktivuje a při velkém stlačení plynového pedálu se v závislosti na otáčkách provádí dobíjení baterie. Při téměř 100% nabití se při velkém sešlápnutí pedálu dobíjení baterie neprovádí.

V režimu brzdy se v rámci mrtvého chodu brzdového pedálu aktivuje postupně elektrická brzda, která dobíjí baterii. Při větším stlačení brzdového pedálu pak funguje i hydraulická brzda.

Nenastartováním nebo vypnutím spalovacího motoru se vozidlo pohybuje jen pomocí elektrického pohonu.

Vypnutím stykače elektropohonu se vozidlo pohybuje jen pomocí spalovacího motoru.

Projekt

Projekt, který probíhá v rámci programu Eureka, byl zahájen na přelomu let 2001 a 2002 a v současné době se zkouší třetí prototyp, přičemž jednotlivé prototypy se liší zejména použitým spalovacím motorem a elektromotorem, šířkou karosérie, zadními nástavbami, vypružením, koly i některými dalšími více či méně důležitými komponentami.

V současné době se hledá partner pro dokončení vývoje do sériové zralosti a zahájení sériové výroby.