Малко хора знаят, че се работи по разработването на филтри за частици за електрически автомобили. Интересното е, че тази работа се извършва от много известни компании, а не само от една. Филтрите за частици за електрически автомобили ще работят по много по-различен начин от тези, монтирани в автомобилите с двигатели с вътрешно горене.

Електрическите автомобили произвеждат ли твърди частици?

Филтрите за частици са инсталирани в съвременните дизелови автомобили (DPF/FAP) и бензинови автомобили (GPF/GPF FAP). Тяхната задача е да улавят и неутрализират саждите и пепелта, произведени при изгарянето на гориво-въздушната смес. Електрическите автомобили не произвеждат отработени газове. Но те генерират частици, макар и по малко по-различен начин. Инженерите искаха да реализират (утопичната) визия за напълно чисти автомобили. Оттук се роди идеята да се оборудват електрическите автомобили с филтри за частици.

Ключова дума: емисии, които не са отработени газове

Електрическите автомобили са с няколкостотин килограма по-тежки от своите колеги с двигатели с вътрешно горене. Това се дължи на тяговата батерия с нейната обширна система за охлаждане и отопление. Колкото по-тежък е автомобилът, толкова по-бързо се износват гумите. Твърди частици се образуват, когато протекторът на гумата се износва.

Колкото по-тежък е автомобилът, толкова по-бързо се износват спирачните накладки. Абразията на спирачните накладки, които се трият в спирачните дискове (с изключение на керамичните накладки), също води до образуване на прах. Тежкият електромобил се нуждае от по-мощни спирачки (с по-голяма триеща повърхност). И при спиране се генерира повече прах.

Тук имаме малко отклонение, защото инженерите, които създават нови решения за автомобилната индустрия, „забравиха“, че електрическите автомобили най-често използват регенеративно спиране, така че рядко използват дискове и накладки. Но съвременното автомобилно производство е пълно с противоречия.

Въздухът също е изпълнен с прахови частици. Електрическата кола на бъдещето трябва да се самопочиства и в същото време да пречиства въздуха.

Audi „Urban Purifier”

През 2020 г. Audi, в сътрудничество с Mann-Hummel (която произвежда, наред с други неща, филтри с марката MANN-FILTER), стартира пилотен проект за разработване на филтър за твърди частици за електрически автомобили. Програмата беше планирана да продължи четири години за проектиране и тестване.

Как трябваше да работи проектираният филтър? Филтърът за частици за електрически автомобили трябваше да се монтира в предната част на автомобила. Компонентът трябваше да работи като прахосмукачка. Вентилатор, монтиран зад него (използван и за стандартно охлаждане на охлаждащата течност от акумулатора и двигателя), беше проектиран да усилва естествения въздушен поток, генериран по време на шофиране. Всмуканият въздух се филтрираше, дори когато автомобилът беше в покой.

Филтрите задържаха твърди частици с размер до 10 микрометра, които са вредни за здравето. Според дизайнерите филтърът не е причинявал никакви смущения в работата на автомобила и не е добавял допълнително натоварване към превозното средство. Самият филтър е бил изработен от 15% рециклирани материали и е трябвало да се сменя при всяко сервизно обслужване на автомобила.

Източник: Audi Media Centre

Според създателите на решението, филтърът „нулира“ емисиите на автомобила, в който е монтиран, и също така пречиства въздуха за още два автомобила. Въпреки положителните отзиви и положителните тестове, филтърът все още не е пуснат в масово производство.

Филтри за частици от спирачен прах

Гореспоменатата компания Mann-Hummel работи и по друго решение за автомобили с всички видове задвижващи системи. Става дума за филтри за частици, монтирани на колелата, които са предназначени да събират праха, генериран при спиране. Бяха разгледани както пасивни филтри (които не консумират енергия и събират прах), така и активни филтри (които консумират енергия, всмукват прах и са по-ефективни).

Филтрите бяха тествани в автомобили с електрически и двигатели с вътрешно горене, произведени от Audi, Mercedes-Benz (електрически доставни ванове) и в електрически автомобили на ALBA Group, използвани в Сингапур.

Британската компания The Tyre Collective работи върху филтри, монтирани зад всяко колело на електрически автомобили. Тези филтри използваха аеродинамика и електростатика, за да събират и натрупват прах от гумите, който след това можеше да бъде преработен. Тези филтри спечелиха награда през 2020 г. (James Dyson Award), но няма новини за тяхното масово производство.

Правният контекст, или какъв е смисълът от всичко това?

Разработването на филтри за спирачни частици е пряко свързано с новите регламенти на ЕС, известни като стандарт Euro 7, които за първи път обхващат емисии, които не са свързани с изгарянето на гориво. На практика това означава въвеждането на ограничения за емисиите на частици, произтичащи от износването на спирачните накладки и дискове, както и задължението да се измерват в процедурите за типово одобрение.

Въпреки че регламентите не налагат конкретно техническо решение, производителите на автомобили и доставчиците на спирачни системи вече търсят начини за намаляване на праховите емисии, за да отговорят на бъдещите изисквания. Една от разглежданите възможности е системите за улавяне на частици директно в спирачната система, наред с новите фрикционни материали и промени в дизайна.