أودي تختبر نظام استرجاع الطاقة في سيارة Audi e-tron التجريبية

تمتاز سيارة Audi e-tronالتجريبية بقوتها الهائلة وكفاءتها العالية حيث تصل استطاعة هذه السيارة الرياضية الكهربائية متعددة الاستعمالات ذات الحجم الكبير والمزودة بنظام قيادة كهربائي متكامل إلى 300 كيلو واط وتتسارع من الصفر إلى 100 كم/الساعة في أقل من ست ثواني. وأكد اختبار دورة القيادة العالمية الموحدة للسيارات الخفيفة (WLTP)بأن سيارة Audi e-tronالتجريبيةقادرة على قطع مسافة تزيد عن 400 كيلومتر بعد شحن البطارية لمرة واحدة. كما تمتاز السيارة بين منافساتها بنظام استرجاع الطاقة المبتكر الذي يعود له الفضل الأكبر في قطع المسافات الطويلة. وقد نجحت السيارة الرياضية الكهربائية متعددة الاستعمالات في إثبات ذلك بعد تحقيق أداء مذهل أثناء مشاركتها في سباق "بايكس بيك".

السيناريو: كل كيلومتر تقطعه السيارة عل الطرق المنحدرة يمنحها القدرة على قطع كيلومتر إضافي

شهدت حلبة سباق "بايكس بيك" على ارتفاع 4,302 متراً (14,115قدماً) من جبال روكي الجنوبية الانتصار الكبير الذي حققه الأسطورة والتر رورل عام 1987بصعود قمة هذه الجبال خلف عجلة القيادة في سيارة Audi Sport quattro S1. وها هي سيارة Audi e-tronالتجريبية، المزودة بنظام استرجاع الطاقة المتغيرة، تتألقاليوم وتتفوق من حيث كفاءتها العالية على السيارات المنافسة لها. فخلال قطع مسافة 31 كيلومتراً أثناء هبوط المنحدرات، تقوم هذه السيارة الرياضية الكهربائية متعددة الاستعمالات بإرجاع الكثير من طاقتها إلى البطارية لتتمكن من قطع المسافة ذاتها تقريباً مرة ثانية، دون أن يحتاج ذلك سوى إلى وجود فرق في مستوى الارتفاع بمقدار 1.900 متر. كما يمكن لسيارةAudi e-tronالتجريبية استرجاع عزم يصل إلى 300 نيوتن متر واستطاعة كهربائية تصل إلى 220 كيلو واط، وهي نسبة تزيد عن 70 بالمائة من شحنة البطارية اللازمة لتشغيل السيارة، ولم تتمكن أي سيارة تم إنتاجها في السابق من تحقيق هذه النسبة مطلقاً.

مفهوم استرجاع الطاقة: من الانطلاق بحرية إلى قيادة السيارة بدواسة واحدة

يساهم نظام استرجاع الطاقة في قطع مسافة تصل إلى 30 بالمائة من المدى الذي تقطعه السيارة الرياضية الكهربائية متعددة الاستعمالات ويشمل المحركين الكهربائيين والنظام الكهربائي الهيدروليكي المتكامل للتحكم بالكبح. وللمرة الأولى في عالم السيارات، تجتمع ثلاثة أنماط لنظام استرجاع الطاقة وهي: استرجاع الطاقة يدوياً أثناء القيادة الانسيابية باستخدام أزرار تغيير السرعة، واسترجاع الطاقة أوتوماتيكياً أثناء القيادة الانسيابية عبر نظام تقدير معدل الكفاءة، واسترجاع الطاقة بالكبح أثناء التنقل السلس بين النمط الكهربائي والهيدروليكي أثناء تباطؤ السيارة. وعندما يصل تباطؤ الجاذبية إلى0,3 ، تستعيد سيارة Audi e-tronالتجريبية طاقة الكبح فقط من خلال المحركين الكهربائيين دون استخدام المكابح التقليدية وتغطي بذلك أكثر من 90 بالمائة من حالات التباطؤ. وتكون النتيجة: إعادة الطاقة إلى البطارية مجدداً أثناء جميع حالات الكبح.

ويتمكن السائق من اختيار درجة استرجاع الطاقة أثناء القيادة الانسيابية وذلك من خلال ثلاث مراحل وباستخدام الأزرار على عجلة القيادة. ففي المرحلة الأدنى، تنطلق السيارة أثناء القيادة الانسيابية دون وجود عزم الجر الإضافي عندما يرفع السائق قدمه عن دواسة التسارع. أما في المرحلة الأعلى، فتخفض السيارة الرياضية الكهربائية متعددة الاستعمالات من سرعتها بشكل ملحوظ ويتمكن السائق من التباطؤ والتسارع باستخدام دواسة التسارع فقط، وهذا ما يمنحه تجربة شعور القيادة بدواسة واحدة. ولن يحتاج السائق في أي من هذه المراحل الثلاث إلى استخدام دواسة الكبح للتباطؤ.

وتبدأ مكابح العجلات عملها فقط عندما يصل تباطؤ الجاذبية لأكثر من 0.3وباستخدام دواسة المكابح. فما إن يضغط السائق على دواسة المكابح حتى تستجيب مكابح العجلات بسرعة فائقة بفضل مفهوم ذراع التشغيل الكهربائي الهيدروليكي الذي طرحته أودي للمرة الأولى في عالم السيارات أثناء إنتاج سياراتها الكهربائية، حيث يولد المكبس الهيدروليكي الموجود ضمن المكابح المدمجة ضغطاً إضافياً يترافق بقوة كبح تولد العزم لاسترجاع الطاقة. وعند استخدام نظام الكبح التلقائي في حالات الطوارئ، يكون الزمن الفاصل بين بدء التباطؤ وبين توليد الضغط الأقصى للكبح 150 جزءاً من الثانية بين بطانات وأقراص المكابح. وسرعان ما تصبح مسافة الكبح أقصر بنسبة تصل إلى 20 بالمائة مقارنة بنظام الكبح التقليدي عند توليد الضغط بشكل سريع.

ويتولىالنظام الكهربائي الهيدروليكي للتحكم بالمكابح، عند تشغيل نمط القيادة الكهربائية في كل محور، مهمة تحديد فيما لو كانت سيارة Audi e-tronالتجريبية ستتباطأ بالاعتماد على المحرك الكهربائي أو على مكابح العجلات أو على الاثنين معاً وذلك تبعاً لظروف القيادة. وبعد أن يتم فصل دواسة المكابح عن النظام الهيدروليكي، يصبح التنقل من مكابح المحرك إلى مكابح الاحتكاك سلساً إلى درجة لا يلاحظها السائق. ويتيح هذا النظام للسيارة الرياضية الكهربائية متعددة الاستعمالات فرصة استعادة أقصى طاقة بطريقة منظمة يساهم بها نظام تقدير معدل الكفاءةالقياسي. كما يعتمد هذا النظام على حساسات الإشارة وصور الكاميرا وبيانات نظام الملاحة ومعلومات نظام "من السيارة إلى أي موقع x" (Car-to-X) بهدف تحديد الحالة المرورية ومسار القيادة. وتظهر هذه المعلومات للسائق ضمن شاشة أودي للقيادة الافتراضية ما إن يرفع السائق قدمه عن دواسة التسارع. ومن خلال التفاعل مع نظام التحكم الإضافي بالسرعة، يقوم نظام تقدير معدل الكفاءةبتخفيض وزيادة سرعة السيارة الرياضية الكهربائية متعددة الاستعمالات بشكل تلقائي.

المحركات غير المتزامنة: سر الأداء الفائق

لعل أكثر ما يثير الاهتمام في هذه السيارة الرياضية الكهربائية متعددة الاستعمالات والمزودة بنظام قيادة كهربائي لا يتعلق فقط بكفاءتها العالية بل بأدائها الفائق أيضاً، لا سيما مع وجود محركين كهربائيين باستطاعة 265 كيلو واط وبعزم 561 نيوتن متر. فمع وجود هذين المحركين، لا تحتاج السيارة سوى إلى 60 ثانية فقط لتقدم هذا الأداء الفائق، ما يتيح لها فرصة التسارع من الصفر إلى أقصى سرعة كهربائية 200 كم/الساعة لمرات عديدة بشكل متواصل دون فقدان قوتها. أما العزم الأقصى للسيارة، فيتولد خلال أجزاء من الثانية فقط ليبلغ أعلى مستوياته. وعند الانتقال منوضع القيادة العادية Dإلى وضع القيادة الرياضية Sوالضغط المتواصل على الدواسة اليمنى، يتمكن السائق من تفعيل نمط تعزيز القيادة الذي ينشط لمدة ثماني ثواني فقط وتتولد استطاعة 300 كيلو واط وعزم 664 نيوتن متر فتنطلق سيارة Audi e-tronالتجريبية من الصفر إلى 100 كم/الساعة خلال أقل من ست ثواني فقط.