بهترین و غیرقابل‌ تصورترین تکنولوژی‌های صنعت خودروهای برقی که قرار است به تولید انبوه برسند

فناوری‌های جدیدی که در نمایشگاه CES 2022 به نمایش گذاشته شدند، تحولی در عملکرد خودروهای برقی ایجاد خواهند کرد. در ادامه همراه گجت نیوز باشید.

در نمایشگاه بزرگ CES 2022 که مدتی قبل برگزار شد، شاهد سه فناوری جدید در حوزه خودروهای برقی با به‌طور دقیق‌تر، موتورهای الکتریکی بودیم که به نظر می‌رسد آینده روشنی داشته باشند.

استارتاپ مستقر در ماساچوست «ایندیگو تکنولوژیز» (Indigo Technologies)، یک موتور توپی چرخ (Wheel-hub motor) را به نمایش گذاشت که می‌تواند به‌صورت همزمان نیروی محرکه خطی برای سیستم تعلیق فعال در هر گوشه را تولید کند. با استفاده از این موتور، فضای سرنشینان و بار بیشتری برای خودروهای کوچک فراهم خواهد شد.

REE Automotive، شرکت تولیدکننده پلتفرم‌های ماژولار مستقر در اسرائیل، جدیدترین نمایش از فناوری REEcorner در یک واحد محرکه فوق‌العاده فشرده با سرعت بالا را ارائه داد.

نهایتاً «اکسرو» (Exro)، تامین‌کننده کنترلرهای موتور الکتریکی کانادایی، یک سوپر موتور در هامر H1 را نمایش داد که از سیستم‌های چند موتوره در خودروهایی مثل شورلت سیلورادو برقی، جی ام سی هامر برقی، فورد اف 150 لایتنینگ، ریویان R1T و حتی تسلا سایبرتراک که در آینده روانه بازار می‌شود، قدرتمندتر است. در ادامه نگاهی به این فناوری‌ها خواهیم داشت.

فناوری‌های نوین جذاب برای خودروهای برقی

چرخ رباتیک ایندیگو برای خودروهای برقی

به‌صورت مختصر، چرخ رباتیک ایندیگو کانسپتی از یک سیستم تحرک و تعلیق چندمنظوره برای خودروهای برقی تحویل بار است. این سیستم نیمه ثابت موتور برقی یعنی ایستانه یا استاتور را به دو قسمت تقسیم می‌کند. چرخانه یا روتور به‌عنوان بخش چرخنده موتور نیز همچنان از یک قطعه ساخته شده است که در این مورد، چرخ و تایر را مستقیماً به حرکت در می‌آورد.

نیمه‌های ایستانه به یکدیگر و بدنه متصل هستند. این امر از طریق مکانیزمی صورت می‌گیرد که حرکت چرخشی نسبی بین دو قسمت ایستانه را به حرکت خطی تبدیل می‌کند، درحالی که این قسمت‌ها در جهت مخالف می‌چرخند. در موتورهای ون تحویل بار ایندیگو Flow، این حرکت خطی در واکنش به ناهمواری‌های جاده، چرخ را به سمت پایین فشار می‌دهد یا به سمت بالا می‌کشاند.

این‌طور در نظر بگیرید که خودروی شما روی جاده‌ای کاملاً هموار که روی آن هر چرخ صرفاً به 13.5 نیوتون‌متر نیاز دارد، در حال حرکت است. نیمه‌های ایستانه هر کدام انرژی لازم برای تولید گشتاور 6.7 نیوتون‌متر را دریافت می‌کنند که در قسمت چرخانه مجموعاً به 13.5 نیوتون‌متر می‌رسد. حالا چرخ خودرو در چاله‌ای می‌افتد یا روی دست‌اندازی قرار می‌گیرد.

در این وضعیت، با تغییر میزان نیرویی که به هر نیمه ایستانه وارد می‌شود، یکی از آن‌ها کمی در خلاف جهت ساعت می‌چرخد درحالی که قسمت دیگر نیز کمی در جهت مخالف به چرخش در می‌آید. این مکانیزم ترکیبی، نیرویی خطی را جهت کشیدن چرخ به سمت بالا یا پایین تولید می‌کند. در عین حال، اطمینان حاصل می‌کند که هیچ تغییری در نیروی خالص ارسالی به چرخانه ایجاد نشود. از این رو، وقفه‌ای در گشتاور صورت نخواهد گرفت.

این تفاوت چرخشی می‌تواند با اعمال نیرو یا توسط ترمز احیایی (Regenerative Braking) به وجود بیاید و ضمناً در راستای مقابله با شیرجه یا نشست و همچنین مقاومت در برابر غلت مورد استفاده قرار بگیرد. در واقع این سیستم، نیاز به یک اتصال مکانیکی (آنتی رول بار) بین گوشه‌ها را از بین می‌برد و تا به اینجا متقاعدکننده‌ترین کانسپت ارائه‌شده با تمرکز روی جبران یا غلبه بر جرم فنربندی‌نشده یک موتور توپی چرخ است.

ایندیگو برای کانسپت ون ایندیگو فلو، موتورهایی محوری تحت عنوان «پنکیک» را با یک چرخانه دیسک‌شکل بین دو دیسک ایستانه، به کار می‌گیرد ولی این کانسپت در انواع دیگر موتورها به نمایش گذاشته شده و همچنان صرف نظر از فناوری موتور، درست عمل کرده است.

در حال حاضر، این سیستم تعلیق فعال از لحاظ فنی به‌عنوان سیستمی واکنش‌پذیر در نظر گرفته می‌شود که از ورودی‌ها از شتاب‌سنج‌ها روی استرات سیستم تعلیق جهت اعمال نیروی لازم برای تثبیت بدنه استفاده می‌کند. با تکامل فناوری تشخیص بافت جاده، چرخ‌های رباتیک ایندیگو می‌توانند جهت کنترل سواری کاملاً فعال و پیش‌نگرانه برای خودروهای برقی به کار گرفته شود.

فناوری REEcorner

پیش‌تر اطلاعاتی درباره پلتفرم اسکیت‌برد REEboard و فناوری REEcorner ارائه شده بود. اولویت کانسپت REEcorner، جمع‌آوری کل موتور، سیستم اتصال گیربکس به محورها و سیستم تعلیق در قسمت چرخ خودرو است. در نمایشگاه CES 2022، این شرکت موتوری برای کاربری‌های سنگین‌تر را به نمایش گذاشت.

فناوری REEcorner نسل پنجمی که با مشارکت «امریکن اکسل» (American Axle & Manufacturing) توسعه پیدا کرده است، یک واحد محرکه سه در یک را در بر می‌گیرد که علاوه بر سیستم تعلیق و ترمزها، یک موتور، ترنس اکسل و تمام اجزای الکترونیک قدرت برای به کار انداختن موتور را با همدیگر ادغام می‌کند. در نتیجه، این واحد محرکه جدید داخلی‌تر و مرکزی‌تر از یک محفظه چرخ معمول است، ولی فضای زیادی را اشغال نمی‌کند، جز اینکه صرفاً یک برآمدگی ناچیز در کف قسمت حمل بار یا افزایشی جزئی در ارتفاع کف را به دنبال داشته باشد.

با مهندسی و جای‌گذاری هوشمندانه، ماسفت‌ها (MOSFET، برای کنترل سرعت و جهت موتور) به همراه سایر اجزای الکترونیک، در انتهای موتور به‌صورت شعاع‌وار جای گرفته‌اند و همه این‌ها درون ایستانه با قطر 6 اینچی قرار دارند. با تغییر تعداد صفحات ایستانه و چرخانه و اندازه سیم‌پیچی، می‌توان اندازه موتور را برای قدرت بیشتر یا کمتر، تغییر داد. همچنین این مینی موتور تا 24 هزار دور بر دقیقه می‌چرخد که 4 هزار دور بیشتر از دور موتور لوسید ایر، یکی از بهترین خودروهای برقی سال 2022 است.

هر واحد REEcorner سیستم روغن‌کاری مخصوص خود با فیلتر روغن را دارد، ولی می‌توانند سیستم خنک‌کاری گلیکول مشترکی را داشته باشند. یک واحد کنترل الکترونیک مرکزی وظیفه ادغام و کنترل واحدهای REEcorner را بر عهده دارد.

همان‌طور که در نمایشگاه CES 2022 مشاهده کردیم، هر واحد محرکه REEcorner توانایی تولید قدرت 134 اسب بخار و 120 نیوتون‌متر را دارد. این بدین معنی است که در یک سیستم دو چرخ یا تک دیفرانسیل، قدرت 267 اسب بخار و گشتاور چرخ 1633 نیوتون‌متر و در یک سیستم چهار موتور، قدرت 536 اسب بخار و گشتاور 3267 نیوتون‌متر به تولید می‌رسد.

شرکت REE Automative در حال حاضر دو مشتری در بازار کامیون‌های تحویل بار کلاس 4 دارد و انتظار می‌رود تحویل در سال 2024 صورت بگیرد. این شرکت اقدام به تولید REEcorner خواهد کرد و شرکای آن، REEboard و بدنه‌ها را خواهند ساخت و همچنین مونتاژ نهایی را بر عهده خواهند داشت.

فناوری Coil Drive

هامر H1 مجهز به یک موتور الکتریکی با قدرت 1270 اسب بخار و گشتاور 4297 نیوتون‌متر، در نمایشگاه CES 2022 به نمایش گذاشته شد. ارقام این موتور واقعاً هر فردی را انگشت به دهان می‌گذارند. البته لازم به ذکر است که این موتور عظیم برای خودروهای تجاری طراحی شده است. این موتور 272 کیلوگرمی تقریباً دو برابر سنگین‌تر از مجموع وزن موتورهای سایر تراک‌ها است و همچنین قدرت آن به حدود 4 برابر بیشتر از آن‌ها می‌رسد.

نکته جالب توجه این موتور، کنترلر موتور با نام Coil Drive است. در این سیستم، سیم‌پیچی ایستانه به «فاز»های بیشتری تقسیم می‌شود که می‌توانند به‌صورت مجزا فعال یا غیرفعال، ترکیب یا کنترل شوند. این نقش تغییر مشخصه‌های گشتاور موتور در سرعت‌های مختلف را ایفا می‌کند و به‌عنوان یک سیستم انتقال قدرت مجازی داخلی توصیف می‌شود.

این موتور این کار را با ارائه گشتاور آغازین یک موتور DC با سیم‌پیچی موازی و سپس اعمال نیروی سطح بالای یک سیستم سیم‌پیچی موازی انجام می‌دهد. این ممکن است به گسترش گشتاور کلی موتور تا 60 درصد و تقویت قدرت تا 150 درصد (عمدتاً با حفظ گشتاور تا دور بالاتر) کمک کند.

موتور مذکور در هامر H1، ساخته شرکت Traktionssysteme Austria GmbH است که با اکسرو برای تولید پیشرانه با فناوری Coil Drive برای خودروهای برقی تجاری همکاری می‌کند. سیستم Coil Drive که خروجی احتمالی این موتور را تقویت می‌بخشد، دارای سیلیکون بیشتری در اجزای الکترونیک است که به تبع، باعث افزایش هزینه تولید می‌شود. با این حال، این فناوری با فراهم ساختن امکان کاهش اندازه و حذف سیستم انتقال قدرت چند سرعته، این هزینه‌ها را جبران می‌کند.

علاوه بر این، پیامد دیگر این سیلیکون اضافی این است که به کنترلر موتور اجازه می‌دهد تا نقش یک شارژر دو جهته داخلی را ایفا کند. حتی این شرکت در تلاش است تا آن را به‌عنوان یک فست شارژر AC معرفی کند. گفتنی است اکسرو با شرکت سطح یک «لینامار» (Linamar) جهت ورود به زنجیره تامین بازار خودروهای برقی کار می‌کند.