«Кама-1»: электрический национальный чемпион

Экспериментальный образец первого российского компактного легкового электромобиля «Кама-1» был представлен 10 декабря в Москве на VII ежегодной национальной выставке «Вузпромэкспо», а затем несколько дней демонстрировался в Санкт-Петербургском политехническом университете Петра Великого (СПбПУ), где и был создан.

Электромобиль взорвал информационное пространство и всколыхнул отрасль. Разработчики поставили своеобразный рекорд для российской промышленности, создав электромобиль (включая разработку и производство) всего за два года, без ДВС-предшественника (ДВС-предшественник — это автомобиль с двигателем внутреннего сгорания данной марки и конструкции).

Проектом заинтересовались и за рубежом: восторженные отклики о российской разработке опубликовали ведущие автомобильные издания большинства стран Европы, Азии, Латинской Америки. Предложения о сотрудничестве — в разработке и поставке компонентов электромобиля, трансфере технологий, инвестициях в производство — поступили и из регионов России, и от ближайших соседей — Казахстана и Азербайджана, и даже из Малайзии, Китая, Японии, латиноамериканских стран.

Разработчики отметили, что внимательно изучают поступившие предложения и определяют возможности реализации такого сотрудничества в рамках этого или других проектов инжинирингового центра «Центр компьютерного инжиниринга» (CompMechLab®) СПбПУ — ключевого подразделения Центра НТИ СПбПУ «Новые производственные технологии».

Полное название проекта — «Создание “умного” цифрового двойника и экспериментального образца малогабаритного городского электромобиля с системой ADAS 3–4-го уровня». Минобрнауки вложило в проект 150 млн рублей, еще 67 млн рублей выделил индустриальный партнер — ПАО «КамАЗ». По меркам мирового и российского автопрома эта сумма на порядок меньше общепринятых.

Четырехместный трехдверный смарт-кроссовер «Кама-1» разгоняется до 100 км/ч за 6,7 секунды при максимально возможной скорости 150 км/ч. Чтобы зарядить батарею емкостью 33 кВт⋅ч до 80%, требуется кофе-пауза в 18 минут, а от бытовой сети автомобиль заряжается за пять часов. Системы управления доступны на планшете, укрепленном на руле, возможна поддержка связи с водителем через смартфон, в который вводятся персональные настройки — пройденные маршруты, положение сидений и т. п.

Автопилот (система ADAS) третьего уровня обеспечивает удержание полосы, сохранение скорости за впередиидущим транспортом, поддержание заданной скорости, автоматическую парковку и автоматический выезд с парковки. Напомним, что у большинства существующих в мире электромобилей применяется второй уровень ADAS, а отпустить руль и сесть на пассажирское сиденье позволяет лишь пятый уровень ADAS, запрещенный сейчас законодательно.

Так как в электромобилях нет двигателей внутреннего сгорания, на маленьких скоростях они двигаются практически неслышно. Поэтому при движении со скоростью ниже 20 км/ч электромобиль должен специально издавать шум громкостью не менее 56 децибел, чтобы предупреждать пешеходов, велосипедистов и другие источники движения о своем приближении. Звук задается разработчиками: на презентациях «Камы-1» демонстрировался звук взлетающего (при начале движения электромобиля) и садящегося (при парковке) самолета. Понятно, что выбор звукового сопровождения может быть любым, но, скорее всего, он будет так или иначе регламентирован.

Важно, что на высокой скорости движения электромобиля звуковые обозначения уже не нужны: хорошо слышен звук шин и аэродинамический шум.

Расходы на электричество составят не более 30–50 рублей на 100 километров. В обслуживании электромобиль дешевле автомобиля с двигателем внутреннего сгорания из-за отсутствия расходных материалов — таких, например, как моторное масло. Колодки и тормозные диски снашиваются мало из-за торможения электродвигателем и подключения тормозной системы только на завершающем этапе, что позволяет им служить столько же, сколько сам электромобиль. Из расчета объемов производства 20 тыс. автомобилей в год цена может формироваться от 1 млн до 1,1–1,2 млн рублей, в зависимости от комплектации.

Принципиально важной особенностью проекта, обеспечившей его прорывной характер, было применение технологии цифровых двойников (Digital Twins) и платформенных решений. Проект реализован на базе трех платформ: цифровой платформы по разработке и применению цифровых двойников CML-Bench™ (разработка ведется с 2014 года); платформы-демонстратора кросс-рыночных и кросс-отраслевых «сквозных» цифровых и передовых производственных технологий CML-CAR™ (разработка ведется с 2006 года для автотранспорта, с 2017-го — для электротранспорта); универсальной модульной платформы развития модельного ряда электротранспорта CML-EV™ — под различные запросы потребителей, от компактного городского автомобиля до городских электробусов (разработка ведется с 2018 года).

Алексей Боровков на демонстрации первого российского электромобиля «Кама-1» в Санкт-Петербургском политехническом университете Петра Великого

Центр НТИ СПбПУ «Новые производственные технологии»

По словам руководителя проекта, проректора СПбПУ по перспективным проектам, руководителя инжинирингового центра CompMechLab® СПбПУ, центра НТИ СПбПУ «Новые производственные технологии» и научного центра мирового уровня «Передовые цифровые технологии» Алексея Боровкова, проект дает России возможность войти в число ведущих центров разработки и производства электротранспорта в мире. Однако много времени на размышления рынок не даст. Окно возможностей для России оценивается экспертами в два-три года, и, если оно не будет использовано, рынок заполнят иностранные электромобили. И это главный вызов как для нашей страны в целом, так и для отечественных разработчиков и производителей.

Главный конструктор «Камы-1» Олег Клявин

Центр НТИ СПбПУ «Новые производственные технологии»

Беседуя возле электромобиля с руководителем проекта Алексеем Боровковым и главным конструктором «Камы-1» Олегом Клявиным, корреспондент «Стимула» попытался оценить уникальность события. Напомним, что инжиниринговый центр CompMechLab® принимал участие в разработке элементов каркаса кузова и конструктивных элементов бронирования отечественных автомобилей в составе Единой модульной платформы (ЕМП) — от президентского лимузина до внедорожника и минивэна (проект «Кортеж»/Aurus, головной исполнитель — ФГУП НАМИ).

Обращаясь к истории, приходится признать, что все отечественные легковые автомобили имели зарубежные прототипы. В 1909 году Русско-балтийский вагонный завод в Риге выпустил первый автомобиль «Руссо-Балт», у которого был прототип в виде машин, выпускавшихся бельгийским заводом Fondu, где прежде работал главный конструктор «Руссо-Балта» Жульен Поттер. Для легковых автомобилей ГАЗ («Волга») прототипом служил американский Ford, первая машина была выпущена в декабре 1932 года. «Москвич» начинался с отверточного производства Ford, а после войны прообразом новых серий послужил автомобиль Opel Kadett. Автомобили ВАЗ («Жигули»), первые шесть из которых выпущены 19 апреля 1970 года, имели прототипом итальянский Fiat 124.

У «Камы-1» предшественников нет. Ни в виде автомобиля с двигателем внутреннего сгорания, как это происходит со многими зарубежными электромобилями, ни в каком-либо другом. И это означает, что «Кама-1» — это особый прецедент для отечественного серийного автопрома.

— Алексей Иванович, Олег Игоревич, из чего складывался опыт, который вам понадобился для проекта?

Алексей Боровков: Если считать просто, по кузовам автомобилей, то за пятнадцать лет выполнения работ в интересах мировых автомобильных брендов мы разработали более двухсот кузовов автомобилей, которые сегодня бегают по миру, и я не удивляюсь, когда наши собеседники используют автомобили, включая, естественно, зарубежные, в которых есть доля нашего труда как разработчиков.

Олег Клявин: Понятно, что в этих проектах мы работали в составе больших консорциумов. Так, в проекте «Кортеж» (Aurus) мы тоже участвовали в консорциуме во главе с НАМИ. Первый полностью наш автомобиль — CML СAR — создан нами в 2018 году, но он делался без оглядки на стоимость, как полигон-демонстратор: мы испытывали возможные пределы передовых технологий. А «Кама» разрабатывалась уже как серийный электромобиль, это первый экспериментальный образец автомобиля, который мы создали полностью, с нуля.

CML CAR разработан после участия в проекте «Кортеж», итогом которого стал президентский автомобиль Aurus, и до «Камы». Это не серийный автомобиль, а демонстратор возможностей и технологий. Он получил название в честь содружества разработчиков - Центра компьютерного инжиниринга (CompMechLab®) СПбПУ

Центр НТИ СПбПУ «Новые производственные технологии»

— К моменту работы над «Камой» вы уже набили руку.

А. Б.: Конечно! И руки, и голову. Мы разработали, освоили и применяем передовые технологии мирового уровня. Главное, мы сформировали уникальную команду молодых специалистов, средний возраст которых составляет 28 лет, и называем мы ее просто и понятно: «инженерный спецназ». Поэтому теперь мы можем говорить о разработке серийных электромобилей. Разработанные нами платформы позволяют создавать серию электромобилей, что принципиально важно — разного типа, включая коммерческий транспорт и электробусы. Но, конечно, для выхода на рынок нужны инвесторы, индустриальные партнеры, чтобы можно было сформировать конкурентоспособную экосистему, включая инфраструктуру, цепочки поставщиков компонентов для электромобилей и систему сервисного обслуживания.

Фактически сейчас Россия уже имеет глобально конкурентоспособный центр по разработке электромобилей. Тем, кто сомневается, мы постараемся продемонстрировать это в наступающем 2021 году. Однако не будем забывать наш уникальный опыт работы с мировым автопромом, более того, всегда нужно помнить, что рядом мощный высокотехнологичный Китай, который уже сейчас представляет самый большой сегмент рынка электротранспорта в мире. Естественно, этот огромный рынок с радостью все заберет и проглотит. В частности, наши китайские партнеры выказывали готовность развернуть производство «Камы-1» за полгода и затем… наладить поставки в Россию. Ну и, учитывая специфику издания «Стимул», который в России является флагманом публикаций о высоких технологиях и инновациях, подчеркну, что бизнес-модель Hi-Tech White Label никто не отменял, она активно используется во всем мире.

— Есть фото, на котором «Кама-1» и Aurus Senat — первый проект «инженерного спецназа» Политеха на российском авторынке — попали в один кадр. Как закрутился такой сюжет?

А. Б.: Сергей Викторович Чемезов, генеральный директор госкорпорации «Ростех», председатель общественной организации «Союз машиностроителей России» приехал на Aurus Senat на презентацию электромобиля «Кама-1». Осмотрел и решил проехать на электромобиле по заснеженной Москве.

— И как?

А. Б.: Первое, что он сказал: «Красивая машина!» Во-вторых, как опытный автолюбитель сразу дал советы. Очень полезно было услышать рекомендации человека, который ездит на Aurus Senat. У него была возможность сравнить подвеску, плавность хода, бесшумность. Конечно, для нас это очень ценный опыт.

Cестра и брат. «Кама-1» и Aurus. Москва, декабрь 2020 года

Личный архив А.И.Боровкова

— Чем похожи и чем различаются «Кама» и Aurus?

А. Б.: Когда проект «Кортеж» (Aurus) начинался, а это были 2013–2014 годы, доля зарубежных компаний, участвующих в проекте, была большой. Затем начала расти доля российских компаний. Мы вошли в проект тремя организациями: инжиниринговый центр CompMechLab® СПбПУ, национальный чемпион — ООО «Лаборатория “Вычислительная механика”» (CompMechLab®) и ООО «Политех-Инжиниринг», созданное СПбПУ и CompMechLab. Нам задали вопрос: «А вы можете взять разработку кузовов на себя, и мы тогда откажемся от услуг зарубежных компаний?» Да, сказали мы, можем. В результате пришлось дорабатывать и переделывать многие вещи.

Но Aurus создавался не для большой серии. Нам говорили, что «там несколько сотен штук, а попробуйте разработать машину для массового рынка», «попробуйте разработать самостоятельно, например за два года»…

Кстати, по количеству скептиков и хейтеров у нас похожая картина с Илоном Маском, только в масштабах России. Точно так же: «А пусть они сначала сделают это, потом то, ну а мы посмотрим и планку поднимем». Ну вот, в итоге попробовали, сделали.

— Если бы не участие в проекте ЕМП (единая модульная платформа, проект «Кортеж»/Auris), была бы «Кама»?

О. К.: Да, безусловно. Мы ориентируемся на мировых лидеров: несколько лет назад ведущие компании перестали инвестировать в разработку автомобилей с двигателями внутреннего сгорания и все больше инвестируют в разработку гибридов и электротранспорта, а в некоторой отдаленной перспективе — водородного транспорта. Уже сейчас значительная доля патентуемых разработок связана с электротранспортом. Рынок говорит, что в ближайшие пять-десять-пятнадцать лет доля электротранспорта будет значительно расти. Конечно, он не заместит полностью ДВС. На рынке будут присутствовать и те и другие автомобили. Но то, что рынок меняется, — это очевидно. И мы стремимся соответствовать этим глобальным трендам.

— Кто придумал название вашего электромобиля?

А. Б.: Оно естественным образом возникло, когда индустриальным партнером стал КамАЗ — «Кама-1». Это рабочее название, оно не окончательное.

— Имя женского рода, красный цвет. Машина — «девочка»?

А. Б.: В какой-то степени, хотя у нее и некая брутальность есть, черты внедорожника. При выборе цвета было много мнений и обсуждений. Я спрашивал жену, например. Она сразу же сказала: «Конечно красный! Только красный!» Для презентации он действительно подходит лучше всего. В итоге его и выбрали. Он производит «вау-эффект», когда покрывало сдергивается. Это надо было видеть на выставке в Москве: у всех были восторг и восхищение! А в альбоме у нас, конечно, представлены и белый, и бирюзовый — разные цвета.

Вице-премьер Андрей Белоусов и руководитель проекта "Кама-1" Алексей Боровков на церемонии вручения благодарностей лидерам проектов Национальной технологической инициативы за существенный вклад в развитие отечественного технологического бизнеса

Личный архив А.И.Боровкова

— Это greenfield?

А. Б.: Да, мы уверены, что для успешной коммерциализации проекта это должен быть стопроцентный greenfield. Причем все производство должно быть новым, другим: и по духу, и по кадрам.

— Сейчас, когда автомобиль увидели многие, есть определенный ажиотаж, у вас есть ощущение, что планка, к которой вы стремились, достигнута?

О. К.: «Кама» — это история про нас, про людей, про участников проекта, про инженерный спецназ. Это критерий нашего профессионализма: мы доказали, что как разработчики мы можем создавать электромобили с нуля, и создавать их как продукт, который нравится людям.

— Это начало нового российского автопрома?

О. К.: Мы будем за это бороться. По крайней мере, будем бороться за электротранспорт во всех категориях автомобилей — от компактных электромобилей до коммерческого транспорта и электробусов.

— А что в ближайшее время ждет «Каму»? Где и когда планируется краш-тест?

О. К.: Следующий шаг — серийная разработка автомобилей, запуск производства, и здесь мы как инженерная компания готовы максимально сотрудничать в части работы с поставщиками, оптимизации, сохранения потребительских свойств при снижении стоимости и издержек производства. Это позволяет осуществить технология цифровых двойников. Благодаря этой технологии можно проводить испытания и проверки схемы вместимости, удобства посадки, обзорности, требования по сертификации схематизировать в набор требований, которые на компьютере проверяются виртуально и закладываются в основу конструкции так, чтобы на фазе сборки автомобиль отвечал всем необходимым требованиям.

Технология ускоряет время вывода автомобиля на рынок примерно вдвое. Виртуально делаются десятки и сотни краш-тестов, проводятся ресурсные и климатические испытания.

«Кама-1» во время испытаний на Автодроме Санкт-Петербурга

Центр НТИ СПбПУ «Новые производственные технологии»

А. Б.: Технология цифровых двойников перемещает опытного инженера-конструктора в позицию эксперта, а платформенные решения предоставляют уникальные возможности для того, чтобы создавать конкурентоспособные автомобили быстро. Десятки сформулированных требований к автомобилю можно разложить на сотни и тысячи целевых показателей — тот объем задач, который человеческий мозг уже не в состоянии сбалансировать, чтобы получился хороший автомобиль. Для этого используются интеллектуальные помощники. Аэродинамические свойства, виброакустический комфорт, пассивная безопасность — все это рассчитывается на суперкомпьютере. Надо также следить, чтобы не «улететь» в огромную стоимость, по которой автомобиль никто покупать не будет, а еще обеспечить соответствие автомобиля всем международным требованиям сертификации и требованиям Таможенного союза.

— «Кама-1» создана петербуржцами и в Петербурге, поэтому хочется узнать, как решены типичные питерские автоболезни, например гниение кузова из-за соли, особенно в зимний сезон.

А. Б.: Да, мы об этом подумали. Весь обвес кузова — это пластик, композиты. Вопрос коррозионной стойкости решен. Стальной каркас — внутри, и здесь тоже ноу-хау: в нем есть детали, которые пронизывают весь корпус. Мы штамповку заменили на гибку, что представляется экономически целесообразным на данном этапе.

В минусовые температуры батарея после включения начинает сама себя подогревать, демонстрируя свой интеллект. Предельные температуры для эксплуатации электромобиля — минус 50 градусов Цельсия, понятно, что при таких экстремальных температурах пробег, естественно, уменьшится.

О. К.: Санкт-Петербург — город туристический. Мы в какой-то степени лицо страны. И хочется задавать высокий уровень экологичности. В Европе уже есть города с зонами нулевых выбросов, куда запрещен въезд на автомобилях с ДВС, чисто туристические или пешеходные зоны. Я считаю, что в городе транспорт должен быть экологичным. Мы на кухне пользуемся электрическими или газовыми плитами и не пользуемся углем и дровами уже давно, тем не менее в среде обитания — в городе — мы все равно сжигаем углеводороды. Прямо там, где мы ходим, проводим наибольшее количество времени! В Петербурге наша машина, участвуя в каршеринге, в развозке, создаст имидж страны как продвинутой, технологичной, экологичной и опережающей время.

– Разработчики водородного транспорта для вас конкуренты или попутчики?

О. К.: Водородный автомобиль — это все равно электромобиль в той или иной степени. Они практически близнецы. Только водород помогает электромобилю ехать чуть дальше, меньше использовать батарею.

— Возможно ли соединение двух команд НТИ — вашей и Юрия Анатольевича Добровольского (центр компетенций Национальной технологической инициативы по направлению «Технологии создания новых и портативных источников энергии») в одном проекте?

О. К.: Конечно возможно. Я считаю, что в какой-то момент нужно объединиться и создать транспорт, который соединит в себе функции и технологии электротранспорта и разработок в области водородной энергетики.

А. Б.: Добавлю, точнее подчеркну: мы тесно взаимодействуем с Юрием Анатольевичем, наши центры компетенций НТИ — стратегические партнеры, мы «зеркально» участвуем в работе наблюдательных советов обоих центров НТИ, обсуждаем и согласуем программы развития центров. Главное, мы готовы совместно работать, естественно, все особенности водородного транспорта необходимо учитывать на этапе разработки водородомобиля, а наши технологии разработки цифровых двойников и платформенные решения, безусловно, позволяют сделать это быстро и экономически эффективно. То есть у России открывается еще одно окно возможностей. Конечно, мы приложим максимум усилий, чтобы и в водородном транспорте Россия была в лидерах.