لماذا تعد منصات المركبات الكهربائية المخصصة هي المفتاح لتحقيق أقصى قدر من فوائد المركبات الكهربائية

منصة السيارة هي في الأساس القاعدة الهيكلية للمركبة. تحدد هندستها ومواصفاتها صلابة الهيكل وتصميم التعليق وحجم المقصورة والقرارات الهندسية الرئيسية مثل نوع المحرك وناقل الحركة. تواجه شركات صناعة السيارات التقليدية، التي قامت تاريخياً ببناء نماذج محركات الاحتراق الداخلي (ICE)، خياراً: إما التخلص من منصاتها القديمة وهندسة بنيات جديدة خاصة بالسيارات الكهربائية، أو تكييف الطرازات الحالية لاستيعاب مجموعات نقل الحركة الكهربائية.

لا تزال الصناعة منقسمة حول أفضل طريق للمضي قدمًا. تعمل بعض العلامات التجارية على تحديث منصات ICE الحالية الخاصة بها، بينما يبدأ البعض الآخر من الصفر لصياغة منصات مخصصة للمركبات الكهربائية، ويستخدم البعض استراتيجية مختلطة، حيث يطبق كلا التكتيكين عبر نماذج مختلفة. أدناه سنقوم بفحص المزايا التي توفرها كل طريقة.

منصات ICE المعدلة

عندما يقوم المهندسون بتطوير منصة ICE، فإنهم عادةً ما يتوقعون عدة سنوات في المستقبل. ولجعل مثل هذه المنصة صالحة للاستخدام في السيارات الكهربائية بالكامل، يجب على المصممين تضمين هذا الاحتمال في المخطط الأصلي. خذ منصة MQB الخاصة بمجموعة فولكس فاجن كمثال - فقد تم تصميمها لاستيعاب مجموعة من مصادر الطاقة، من البنزين والديزل إلى الغاز الطبيعي، والسيارات الهجينة، ومحركات الدفع الكهربائية النقية. ويساعد هذا التنوع في مرونة التصنيع، ومع ذلك يظل التركيز الأساسي للمنصة حتمًا على تطبيقات ICE.

توضح معماريات CLAR وFAAR من BMW هذه الاستراتيجية: على الرغم من أنها مصممة في الأصل لمحركات الاحتراق الداخلي، إلا أنها يمكن أن تكون أيضًا بمثابة أساس للنماذج الكهربائية. تستخدم معظم مركبات ICE التقليدية تكوينًا "أماميًا بالكامل"، حيث يقوم المحرك المثبت بشكل عرضي وعلبة التروس بتوصيل الطاقة إلى المحور الأمامي. وبالتالي، فإن السيارة الكهربائية المبنية على نفس هيكل ICE ترث التصميم ذو الدفع الأمامي.

وتتوقع أسس محرك ICE التقليدية مسارات عادم طولية ومكونات اختيارية للدفع الرباعي. عندما تقوم الشركات المصنعة باستبدال هذه الأنظمة بحزم البطاريات، يجب أن يتم تشكيل الحزم في أشكال معقدة - غالبًا تكوينات "H" أو "T". هذا التعقيد الإضافي يجعل من الصعب تجهيز السيارة بالبطاريات ذات السعة الأعلى ويقيد المرونة، لذلك نادرًا ما يقدم الطراز الواحد خيارات متعددة للسعة.

هناك عائق آخر وهو النفق الذي يمتد أسفل منطقة الركاب الخلفية، ويقسم المساحة إلى قسمين. يعيق هذا التصميم إدارة عزم الدوران ويؤدي إلى تصميم داخلي دون المستوى الأمثل.

تم تخفيف عيب التعامل مع عزم الدوران على المنصات الموجهة للدفع الخلفي والتي تم تعديلها، مثل CLAR من BMW.

منصات مخصصة للمركبات الكهربائية

تتطلب منصات السيارات الكهربائية المخصصة استثمارات كبيرة في مجال البحث والتطوير ودورة تطوير أطول، مما يؤدي إلى ارتفاع أسعار المركبات وتأجيل الإطلاق. ومع ذلك، فإنها توفر العديد من الفوائد التي تجعلها الخيار الأكثر حكمة مع مرور الوقت.

أولا، دعونا نناقش الفيزياء. عندما تقود سيارة عالية السرعة، ستشعر بظهرك يضغط على المقعد أثناء التسارع. يشير ذلك إلى تحول الوزن نحو الخلف، مما يتسبب في رفع الجزء الأمامي قليلاً بينما يضغط الجزء الخلفي. ولذلك، لاستغلال عزم الدوران الكبير الفوري للمحرك الكهربائي دون التضحية بالجر، يجب توجيه القوة إلى المحور الخلفي.

ونتيجة لذلك، يقوم المحرك الواحد عادةً بتشغيل المحور الخلفي. ينتج عن هذا الترتيب أيضًا نصف قطر دوران أكثر إحكامًا نظرًا لغياب أعمدة الإدارة الأمامية.

تعد سيارتي Renault Megane E‑Tech وNissan Ariya من المركبات ذات الدفع الأمامي، على الرغم من أنهما تشتركان في منصة EV المخصصة CMF‑EV. اختارت رينو-نيسان هذا التصميم لتوفير الوزن والمساحة: حيث يؤدي تركيز جميع المكونات في المقدمة إلى خفض كتلة السيارة بمقدار 100 كجم - بشكل أساسي من خلال الأنابيب الأقصر ومد الكابلات ذات الجهد العالي - وتحرير مساحة الأمتعة في صندوق السيارة.

توفر منصة EV المخصصة أيضًا هندسة بطارية مستطيلة أبسط موضوعة بين المحاور، مما يسمح للمصنعين بزيادة سعة الطاقة عن طريق إضافة المزيد من الوحدات. ومع ذلك، فإن تصميم "لوح التزلج" هذا يزيد من تعقيد تصميم التعليق الخلفي. في السيارات المدمجة، يعد نظام التعليق المستقل تمامًا والمتعدد الوصلات مع الوصلات الطولية أمرًا غير عملي، مما يترك فقط الوصلات العرضية كخيار قابل للتطبيق.

نظرًا لأن بنية السيارة الكهربائية المخصصة تلغي الحاجة إلى حجرة المحرك، فإنها توفر أرضية داخلية مسطحة وقاعدة عجلات أطول. يحرر هذا التصميم المساحة الداخلية، مما يسمح للسيارات الكهربائية المدمجة بتوفير مساحة مماثلة لتلك الموجودة في الطرازات الأكبر حجمًا.

تعمل البطارية الرئيسية المنخفضة على رفع الارتفاع الإجمالي للسيارة قليلاً، مما يدفع الشركات المصنعة إلى رفع ارتفاع الركوب قليلاً. وبالتالي، يعد التنقل الكهربائي حاليًا أكثر ملاءمة لسيارات الدفع الرباعي والكروس أوفر، والتي بدورها تواجه قيودًا ديناميكية هوائية.

من أجل تطوير سيارات كهربائية أكثر أناقة، مثل الكوبيه الرياضية، قامت بورش وأودي بدمج تصميم "مرآب القدم" في طرازات تايكان وإي ترون جي تي. تتضمن هذه الميزة إنشاء فراغ محدد داخل مجموعة البطارية، وبالتالي زيادة المساحة المخصصة لأقدام ركاب المقعد الخلفي.

ملاحظات ختامية

ومن الواضح أن بنيات المركبات الكهربائية المتخصصة تقدم فوائد متميزة مقارنة بمنصات محركات الاحتراق الداخلي المعيارية التقليدية (ICE). بشكل عام، يمكن تصنيف منصات المركبات الكهربائية إلى ثلاثة أنواع: منصة المركبات الكهربائية المخصصة، والتي تمثل طريقة أبطأ ولكن ذات كفاءة عالية؛ منصة ICE المعيارية ذات قدرات الدفع الخلفي، والتي تعمل كحل وسط؛ ومنصة ICE ذات الدفع بالعجلات الأمامية، والتي تمثل حلاً وسطًا. لقد حاولنا تجميع جدول أدناه لتسهيل المقارنة السريعة بين هذه الخيارات.