الملخص:
أعلنت شركة فولكس فاجن مؤخرًا عن نموذج أولي لمركبة كهربائية نقية تم إنتاجها على نطاق واسع تقريبًا يسمى "كفاءة المهمة" وأظهرت أداءها الفائق في الديناميكا الهوائية وكفاءة الطاقة من خلال سلسلة من الاختبارات الفعلية. تتميز هذه الكوبيه الكهربائية بتصميم 2+2 مقعد بجسم انسيابي للغاية ومعامل سحب منخفض يصل إلى 0.158. ووفقا للبيانات الصادرة عن شركة فولكس فاجن، فقد أدت هذه النتيجة إلى تحديث السجل الديناميكي الهوائي للمركبات المسموح باستخدامها على الطرق.
إن Mission Efficiency ليست سيارة نموذجية تم تصميمها ببساطة لعرض التصميمات المستقبلية، ولكنها نموذج أولي قريب من الإنتاج يتمتع بقدرات قيادة كاملة واستخدام مكثف لتكنولوجيا الإنتاج الضخم الحالية. تم بناء السيارة على منصة فولكس فاجن MEB+ وتستخدم عددًا كبيرًا من التقنيات من الجيل الجديد القادم من ID. بولو ونماذج أخرى. ولذلك تأمل فولكس فاجن أن تثبت من خلال هذه السيارة أنها تستطيع تقليل استهلاك الطاقة للسيارات الكهربائية بشكل كبير دون الاعتماد على بطاريات أو أنظمة طاقة متطورة للغاية. ويمكنه أيضًا تقليل استهلاك الطاقة للسيارات الكهربائية بشكل كبير من خلال التحسين المنهجي لتصميم المركبات.
أكثر ما يلفت الأنظار في هذه السيارة هو مظهرها. تعتمد كفاءة المهمة على جسم واضح على شكل دمعة وتصميم خلفي نحيف للغاية. الطول الإجمالي يقترب من 4.8 متر، لكن ارتفاع الجسم أقل من 1.4 متر. ويضيق الجسم تدريجياً من الأمام إلى الخلف للسماح للهواء بالتدفق بسلاسة قدر الإمكان على طول سطح الجسم، وبالتالي تقليل الاضطراب الناتج أثناء قيادة السيارة.
تتميز السيارة أيضًا بهيكل مغطى بالكامل، ومقابض أبواب مخفية، ونوافذ بدون إطار، وعجلات وأقواس عجلات مصممة خصيصًا. ويتم التركيز بشكل خاص على الأداء الديناميكي الهوائي في منطقة العجلات الخلفية، وذلك باستخدام تصميم خاص لمحور العجلة ونظام غطاء العجلة لتقليل مقاومة الهواء الناتجة عن العجلات عند القيادة بسرعات عالية.
صممت فولكس واجن أيضًا ثلاثة حواجز هواء تبريد نشطة في مقدمة السيارة. يمكن فتح هذه الحواجز أو إغلاقها بشكل فردي بناءً على احتياجات التبريد الفعلية للمركبة. عندما لا تكون هناك حاجة لدخول كمية كبيرة من هواء التبريد إلى الجسم، يمكن إغلاق الحاجز بالكامل لجعل الجزء الأمامي من السيارة يشكل سطحًا كاملاً وسلسًا لتدفق الهواء قدر الإمكان.
عندما يتم إغلاق حواجز التبريد الثلاثة، لن يدخل أي هواء تقريبًا إلى الجزء الداخلي من مقدمة السيارة، وهو أحد الأسباب المهمة وراء قدرة Mission Efficiency على تحقيق معامل سحب يبلغ 0.158. ونظرًا لأن المحرك الكهربائي لا يحتاج إلى امتصاص كمية كبيرة من الهواء للاحتراق مثل محرك الوقود التقليدي، ولأن الطلب على تدفق هواء التبريد منخفض نسبيًا، فيمكن لفولكس فاجن اعتماد تصميم أمامي مغلق أكثر من مركبات الوقود التقليدية.
يستخدم الوجه الأمامي لـ Mission Efficiency أيضًا هيكلًا محسّنًا لتدفق الهواء الجانبي، على عكس العديد من الطرازات التقليدية التي تعتمد على هياكل ستائر الهواء المعقدة للتعامل مع تدفق الهواء بالقرب من العجلات الأمامية. أعادت فولكس فاجن تصميم المناطق الأمامية والعجلات للسماح بتوجيه الهواء بشكل أكثر فعالية في مقدمة السيارة.
من أجل تحقيق هذا الهدف، أجرت فولكس فاجن عددًا كبيرًا من عمليات المحاكاة الديناميكية الهوائية بالكمبيوتر واختبارات نفق الرياح، وأشارت أيضًا إلى الخبرة المتراكمة من النماذج السابقة ذات الكفاءة العالية أو الأداء العالي مثل XL1 وID.R. يعد الجسم ذو الذيل الطويل الناتج أحد العوامل الأساسية للمركبة لتحقيق مقاومة منخفضة للغاية للرياح.
المساحة الأمامية للريح في هذه السيارة صغيرة جدًا أيضًا، حيث تبلغ 2.08 مترًا مربعًا فقط. بالنسبة للمركبة التي يبلغ طولها حوالي 4.8 مترًا، يعد التحكم في الحجم أمرًا مهمًا للغاية لتقليل مقاومة الهواء عند السرعات العالية. وبذلك تصل الكفاءة الديناميكية الهوائية الشاملة للسيارة إلى مستوى يصعب تحقيقه حاليًا في نماذج إنتاج فولكس فاجن.
فيما يتعلق باستهلاك الطاقة، أنشأت Mission Efficiency أيضًا بيانات مذهلة للغاية. في اختبار الحالة المثالية، سارت السيارة بسرعة ثابتة قدرها 68 كم/ساعة، ولم يصعد مسار الاختبار، وتم إيقاف تشغيل المعدات الكهربائية المساعدة مثل تكييف الهواء. كان استهلاك الطاقة النهائي المُقاس لكل 100 كيلومتر هو 6.48 كيلووات في الساعة فقط.
بالطبع، لا تمثل حالة الاختبار هذه بيئة القيادة الفعلية للمستهلكين العاديين. ولذلك، أجرت فولكس فاجن بعد ذلك اختبارًا أكثر واقعية للمسافات الطويلة، بدءًا من فولفسبورج بألمانيا، مرورًا ببوزنان ببولندا وأولوموك بجمهورية التشيك، وصولًا أخيرًا إلى فيينا بالنمسا بمسافة إجمالية قدرها 1,278.36 كيلومترًا.
في اختبار المسافات الطويلة هذا، استخدمت Mission Efficiency بطارية ذات سعة صافية قدرها 54.9 كيلووات/ساعة وتم شحنها مرة واحدة فقط. وحققت السيارة أخيراً استهلاكاً فعلياً للطاقة قدره 6.89 كيلووات/ساعة لكل 100 كيلومتر. إذا تم تضمين فقدان الشحن، فإن إجمالي استهلاك الطاقة يبلغ 7.51 كيلووات في الساعة لكل 100 كيلومتر.
بلغ متوسط سرعة الرحلة بأكملها 67.72 كيلومتر/ساعة، وبلغت السرعة القصوى 138 كيلومتر/ساعة. وعندما وصلت السيارة إلى فيينا، كانت البطارية لا تزال تحتفظ بمدى كافٍ لمسافة 164 كيلومترًا تقريبًا. ويعني ذلك أنه إذا استمرت السيارة في السير وفقًا للقوة المتبقية في نهاية الاختبار، فيمكن للمركبة نظريًا تحقيق مسافة قيادة تزيد عن 1400 كيلومتر بشحنة واحدة.
لا تستخدم Mission Efficiency بعض المحركات الكهربائية فائقة الطاقة التي تم تطويرها خصيصًا للتسجيل، ولكن محركًا كهربائيًا مثبتًا في الأمام بقدرة 99 كيلووات مشتركًا مع المعرف المستقبلي. بولو. تبلغ الطاقة القصوى لهذا المحرك المحول حوالي 135 حصانًا.
تستخدم السيارة أيضًا تقنية البطارية المتعلقة ببطاقة الهوية. بولو، لذا فإن التركيز في عرض فولكس فاجن ليس "البطاريات الأكبر حجمًا يمكنها العمل لمسافة أبعد"، ولكن من خلال تقليل الطلب على الطاقة للسيارة نفسها، بحيث يمكن للبطارية ذات السعة غير المبالغ فيها الحصول على نطاق فعلي كبير جدًا.
كما ذكرت فولكس واجن أنه عند السرعات التي تتجاوز 80 كم/ساعة، يمكن أن تقلل كفاءة المهمة من استهلاك الطاقة بنسبة تزيد عن 30% مقارنةً بـ ID. بولو. وعلى سرعة عالية تبلغ 140 كم/ساعة، فإن استهلاك الطاقة لهذا النموذج الأولي يعادل تقريبًا استهلاك سيارة ID. بولو عند السفر بسرعة 100 كم/ساعة.
يُظهر هذا أيضًا أهمية الديناميكا الهوائية لتحمل السيارات الكهربائية عند السرعات العالية. مع زيادة سرعة السيارة، تزداد مقاومة الهواء بسرعة. لذلك، إذا كانت السيارات الكهربائية ترغب في الحفاظ على استهلاك منخفض للطاقة في بيئات الطرق السريعة، فإن مجرد زيادة سعة البطارية ليس هو الحل الأكثر فعالية. ويتيح تقليل مقاومة الرياح للمركبة تحقيق نطاق قيادة أطول بنفس سعة البطارية، مع تقليل الحاجة إلى الشحن أيضًا.
بالإضافة إلى الديناميكيات الهوائية، قامت فولكس واجن أيضًا بتحسين جوانب الوزن الخفيف. وتستخدم السيارة كمية كبيرة من الألمنيوم والمواد عالية القوة والمواد المقواة بألياف الكربون، كما تعمل على تقليل الطاقة اللازمة لتشغيل السيارة من خلال هيكل جسم أخف وزنا.
ومع ذلك، لا تستخدم Mission Efficiency قمرة قيادة ذكية فاخرة بالمعنى التقليدي. ومن أجل تقليل الوزن والتعقيد بشكل أكبر، لا تمتلك فولكس فاجن حتى شاشة معلومات ترفيهية مركزية تقليدية كبيرة الحجم في الكونسول الوسطي، ولكنها تتبنى فكرة "أحضر جهازك الخاص".
يمكن إكمال بعض وظائف الترفيه والمعلومات في السيارة من خلال الهواتف المحمولة والأجهزة اللوحية وغيرها من الأجهزة. يتم أيضًا توفير حاملات للهواتف الذكية والأجهزة اللوحية ومجهزة بسماعات بلوتوث محمولة. ولا يقلل هذا التصميم من وزن المعدات الإلكترونية الموجودة على متن السيارة فحسب، بل يعكس أيضًا مفهوم التصميم لهذا الطراز الذي يضع كفاءة الطاقة كأولوية قصوى.
تم دمج سقف السيارة أيضًا مع الألواح الشمسية التي يمكنها تشغيل الأجهزة الإلكترونية الموجودة على متنها وتوفر نظريًا ما يصل إلى حوالي 30 كيلومترًا من المدى الإضافي. إن الدور الرئيسي للنظام الشمسي لا يتمثل في تحمل الطاقة الدافعة الرئيسية للمركبة، بل في تقليل استهلاك بطاريات الطاقة عن طريق تكييف الهواء والمعدات الإلكترونية والأنظمة المساعدة الأخرى.
على الرغم من أن أبعاد الجسم تشبه السيارات الرياضية بشكل واضح، إلا أن نظام Mission Efficiency لا يزال يعتمد تصميم 2+2 مقعد. يمكن أن يوفر الصف الأمامي مساحة كاملة للاستخدام اليومي، في حين أن الصف الخلفي أكثر ملاءمة للركاب الذين يقل ارتفاعهم عن 1.6 متر. كما تتمتع السيارة بمساحة للأمتعة تصل إلى 481 لترًا، وتأمل فولكس فاجن أن تثبت أنه حتى السعي لتحقيق الكفاءة الديناميكية الهوائية القصوى لا يعني بالضرورة أن السيارة تفقد قدرتها العملية اليومية تمامًا.
إن فكرة تصميم هذه السيارة ليست في الواقع المرة الأولى التي تجربها شركة فولكس فاجن. في وقت مبكر من عام 2013 تقريبًا، أطلقت فولكس فاجن طراز XL1، وهو طراز هجين مزود بهيكل على شكل دمعة وتصميم مغلق للعجلة الخلفية يهدف أيضًا إلى تحقيق كفاءة قصوى في استخدام الطاقة. دخلت XL1 لاحقًا مرحلة الإنتاج على نطاق صغير وأصبحت واحدة من أكثر النماذج التجريبية في تاريخ فولكس فاجن.
يمكن النظر إلى كفاءة المهمة على أنها استمرار لمفهوم XL1 في عصر الكهرباء الخالص. ومع ذلك، هناك اختلافات واضحة في الطرق الفنية للاثنين. تتبنى XL1 نظام طاقة وهيكل جسم خاصين للغاية سعياً لتحقيق الوزن الخفيف للغاية، بينما تعتمد كفاءة المهمة بشكل أكبر على منصة MEB+ الحالية من فولكس واجن وتقنيات النماذج المستقبلية ذات الإنتاج الضخم.
لذلك، فإن الأهمية الحقيقية لعرض فولكس فاجن لا تتمثل في إطلاق سيارة كوبيه كهربائية ذات مظهر متطرف، ولكن في إثبات أن العديد من التقنيات التي تقلل من استهلاك الطاقة يمكن بالفعل نقلها تدريجيًا من السيارات النموذجية إلى نماذج الإنتاج العادية. حتى لو لم ينتهي الأمر بالمستهلكين إلى قيادة هذه السيارة على شكل دمعة، فمن المرجح أن تظهر الديناميكا الهوائية النشطة، وانحراف محور العجلة، وعلبة الهيكل، والمواد خفيفة الوزن وأنظمة الإدارة الحرارية الأكثر كفاءة في سيارات فولكس فاجن الكهربائية المستقبلية.
في الوقت الحاضر، لم تعلن فولكس فاجن عن خطط للإنتاج الرسمي الضخم لـ Mission Efficiency. هذه السيارة لا تزال نموذجًا تجريبيًا للتكنولوجيا. ومع ذلك، تُعرّفها فولكس فاجن بأنها سيارة "ذات إنتاج قريب الحجم"، مما يعني أن الكثير من التكنولوجيا فيها تتمتع بالفعل بمستوى عالٍ من النضج الهندسي.
يعكس ظهور كفاءة المهمة أيضًا أن صناعة السيارات بأكملها تعيد النظر في كفاءة السيارات الكهربائية. في الماضي، قامت شركات السيارات في كثير من الأحيان بتحسين عمر البطارية عن طريق زيادة سعة البطارية. ومع ذلك، نظرًا لأن مشكلات مثل وزن البطارية والتكلفة وسرعة الشحن أصبحت أكثر وضوحًا، فقد أصبح تقليل استهلاك الطاقة الخاصة بالمركبة طريقًا تقنيًا مهمًا آخر.
تعمل العديد من شركات السيارات، بما في ذلك مرسيدس بنز، وأودي، وبورشه، وفورد، على تقليل مقاومة الرياح للسيارات الكهربائية من خلال تصميمات ديناميكية هوائية أكثر تعقيدًا. خاصة في بيئات القيادة عالية السرعة، يصبح تأثير شكل الجسم على الاستهلاك الفعلي للطاقة واضحًا بشكل متزايد.
تظهر النتائج التي أظهرتها فولكس فاجن في هذا الاختبار أن السيارة الكهربائية التي لا تستخدم بطارية ذات سعة كبيرة للغاية ولديها نظام طاقة قوي إلى حد ما، يمكنها أيضًا تحقيق مسافة قيادة فعلية بشحنة واحدة تزيد عن 1200 كيلومتر من خلال التحسين الديناميكي الهوائي الشديد والتصميم خفيف الوزن.
ومع ذلك، فإن هذا المستوى من الكفاءة يأتي بتكلفة تصميم واضحة. إن الهيكل النحيف على شكل قطرة لسيارة Mission Efficiency، والسقف المنخفض للغاية والعجلات المغطاة ليس التصميم الأكثر قبولًا للمستهلكين العاديين. المشكلة الحقيقية التي يتعين على شركة فولكس فاجن حلها في المستقبل هي كيفية ترجمة هذه المزايا الديناميكية الهوائية إلى نماذج عادية يرغب المستهلكون في شرائها.
من هذا المنظور، تعتبر كفاءة المهمة تجربة تكنولوجية أكثر من كونها سيارة يتم إنتاجها بكميات كبيرة على وشك الإطلاق. السؤال الذي تحاول الإجابة عليه بسيط للغاية: ما مقدار الطاقة التي يمكن أن توفرها السيارة الكهربائية النقية الحديثة إذا لم تعتمد على بطارية أكبر، ولكنها تضغط على الكفاءة من كل جانب مثل الديناميكا الهوائية للجسم، والوزن، ونظام الطاقة، والإدارة الحرارية واستهلاك الطاقة الإضافية.
على الأقل انطلاقًا من نتائج الاختبار الحالية، قدمت فولكس فاجن إجابة مذهلة للغاية.
التعليقات