چگونه کوروت E-Ray و پورشه 911 هیبریداسیون را متفاوت انجام می دهند

خودروهای برقی ممکن است از نظر مفهومی خسته کننده به نظر برسند. یک موتور، چند باتری وجود دارد و همه آنها مانند آیفون شما شارژ می شود. اما وقتی از همین فناوری برای خودرویی که قبلاً موتور احتراق داخلی دارد استفاده شود، همه چیز هیجان‌انگیزتر می‌شود. بسته‌بندی دو پیشرانه در کنار هم چالش‌برانگیزتر می‌شود، انتخاب انواع باتری‌ها و ترکیبات شیمیایی بسیار مهم‌تر می‌شود، و راه‌های بی‌شماری نیروی الکتریکی می‌تواند از یک پیشرانه ICE پشتیبانی کند، جذاب‌تر می‌شود.

نمونه بارز دو رویکرد کاملاً متفاوت برای دستیابی به نتایج مشابه، شورولت کوروت E-Ray و پورشه 911 GTS هیبرید شده جدید است.

هر دو خودرو باتری هایی با ظرفیت تقریبا یکسان دارند، هر دو پیشرانه از یک موتور الکتریکی برای به حرکت درآوردن چرخ ها استفاده می کنند و هر دو خودرو از سیستم پلاگین هیبریدی صرف نظر می کنند. فراتر از آن، تفاوت های زیادی بین کوروت و پورشه وجود دارد.

در روش سنتی، E-Ray کار را با یک راه حل شگفت آور ساده و مقرون به صرفه انجام می دهد. از آنجایی که پورشه قیمت بالاتری دارد (حتی با قیمت پایه 911 بیش از یک E-Ray بارگذاری شده)، خودروی آن از راه حل پیچیده تری استفاده می کند: یک توربوشارژر برقی به سبک F1 بدون ضایعات سنتی.

تفاوت بین این دو سیستم هیبریدی در سلول های باتری یا چگونگی و چرایی تصمیم هر خودروساز برای استفاده از فاکتورهای فرم خاص خود نهفته است. E-Ray دارای 80 سلول کیسه‌ای است که همگی به صورت سری سیم‌کشی شده‌اند و مانند یک آب نبات بزرگ در ستون فقرات کیس قرار می‌گیرند. در مقابل، پورشه از مجموعه کوچک‌تری از سلول‌های استوانه‌ای استفاده می‌کند که برخی به صورت موازی به هم متصل شده‌اند و از نظر اندازه شبیه به باتری‌های 12 ولتی ماشین سنتی هستند. این پکیج حتی با ولتاژ بالاتری نسبت به کوروت کار می کند، اما حداقل روی کاغذ، عملکرد الکتریکی خالص کمتری را به تایر ارائه می دهد. این ضربه زدن به پورشه نیست. اینکه دقیقاً چرا هر خودروساز این سیستم های کاملاً متفاوت را توسعه می دهد بسیار جالب است.

سلول های لیتیوم یونی کوروت جانورانی هستند. به اندازه یک بشقاب غذاخوری مربعی شکل است. هر کدام می توانند در مدت زمان کوتاهی 525 آمپر باورنکردنی را تخلیه کنند. اندازه و ترکیب شیمیایی آنها این نوع جریان را امکان پذیر می کند، که کلید ارائه قدرت و به ویژه گشتاور بالا در ولتاژ نسبتاً کم است. پیکربندی 80S 1P بسته (همه سلول ها به صورت سری، هیچکدام به صورت موازی) رقم اسمی 288 ولت را برای کل سیستم ناخالص 1.9 کیلووات ساعتی ارائه می دهد که در واقع کمتر استفاده شده است. ولتاژ کمتر به معنای سرعت کمتر موتور (معمولا) و جریان بیشتر به معنای گشتاور بیشتر است. پیشرانه الکتریکی کوروت 160 اسب بخار (119 کیلووات) قدرت تولید می کند. با پیشرانه کامل هیبریدی، از جمله یک موتور 6.2 لیتری V-8 با قدرت 495 اسب بخار، مجموع قدرت 655 اسب بخار است.

سلولی از بسته باتری E-Ray Corvette

باتری پورشه نیز ناخالص 1.9 کیلووات ساعت است و صادقانه بگویم، هنوز چیزهای زیادی در مورد آن نمی دانیم. این بسیار کوچکتر است زیرا خودروساز از سلول های استوانه ای (احتمالاً 21700s) استفاده می کند که به دلیل قطر 21 میلی متر و طول 70 میلی متر نامگذاری شده است. همین فاکتور شکلی در خط تولید فعلی خودروهای الکتریکی ریویان، برخی از تسلاها و Lucid Air استفاده می شود. به نظر می رسد که بیش از 200 عدد از آنها در جعبه کوچک زیر کاپوت جاسازی شده است که 96 تا 112 احتمالاً به صورت سری سیمی شده اند. 112 یک ولتاژ بسته اسمی 403.2 ولت و یک پیکربندی 112S 2P را ارائه می دهد (دو بانک کاملاً موازی وجود دارد). آن‌ها چگالی انرژی بیشتری نسبت به سلول‌های مورد استفاده در E-Ray دارند، اما چگالی انرژی آنچنانی ندارند.

چگالی توان توانایی یک بسته برای تخلیه جریان های بالا را توصیف می کند و سلول های 21700 معمولاً از این نظر نسبت به بسته های بزرگتر یا منشورهای پایین تر هستند. سیستم پورشه احتمالا می تواند حدود 67 اسب بخار (50 کیلووات) تولید کند. اما این فقط یک حدس است. اگرچه ما حداکثر قدرت موتور ژنراتور در جعبه دنده (40 کیلووات) را می دانیم، اما مصرف انرژی توربو الکتریکی یک راز است. پورشه هیبریدی در مجموع 532 اسب بخار قدرت تولید می کند که شامل موتور 6 سیلندر 3.6 لیتری می شود.

چرا راه های مختلفی را طی کردند؟ هر دو خودروساز چیزهای متفاوتی را می خواهند که تقریباً به همان میزان انرژی نیاز دارند. E-Ray تمام محور جلو را تنها با نیروی الکتریکی تامین می کند. برای انجام این کار، جنرال موتورز یک بسته کوچک می خواست که بتواند جریان های بالا را تخلیه کند. میله های لیتیوم اسنیکرز نصب شده در تونل یک راه حل عالی هستند.

از سوی دیگر، پورشه خودروهای هیبریدی دیگری را با استفاده از تجهیزات 400 ولتی مانند سیستم‌های تعلیق فعال تولید می‌کند. 400 ولت نیز برای استفاده در دور موتورهای بالاتر بهتر است. اگر می خواهید یک توربوشارژر را تا بیش از 100000 دور در دقیقه بچرخانید، این چیز خوبی است. جریان بالاتر مطلقاً ضروری نیست، به خصوص اگر موتور 40 کیلوواتی که چرخ های عقب را تغذیه می کند، مانند 911 کاهش سرعت و افزایش متناظر در گشتاور را از گیربکس دریافت کند.

این توربو الکتریکی یک قطعه مهندسی بسیار جالب است. اگر با نحوه کارکرد یک توربو معمولی آشنا هستید، می‌دانید که راه‌اندازی توربو بدون ضایعات ایده خوبی نیست. این خیلی سرگرم کننده است، حداقل برای مدت کمی. پس چگونه پورشه به این امر دست می یابد؟ یک موتور الکتریکی بین دو انتهای سرد و گرم توربو قرار گرفته است. روتور و توربوشفت این موتور به هم متصل هستند، در واقع احتمالاً نمی توان آنها را از هم جدا کرد. آنها یکدیگر را بسیار دوست دارند

درست مانند موتور الکتریکی در خودروهای برقی سنتی، این موتور می‌تواند توربو را با جریان باتری تغذیه کند یا از طریق ترمز احیاکننده، نیرو را از راه دیگر بازگرداند. با ترمز شفت توربو می توانید سرعت توربین و کمپرسور را محدود کنید و در نتیجه انرژی در فرآیند و همچنین افزایش قدرت ایجاد کنید. پورشه می‌گوید این خودرو می‌تواند تا ۱۱ کیلووات (۱۵ اسب‌بخار) را تنها از طریق توربوشارژ تولید کند. موتورهای فرمول 1 به همین ترتیب کار می کنند. چقدر باحاله برای کسانی که با توربو-کامپوندینگ آشنا هستند (با توربوهای مرکب اشتباه نشود)، این همان است.

به عنوان یک نکته جانبی، به همین دلیل است که توربو اینورتر خاص خود را دارد. این اینورتر احتمالاً سرعت توربین/کمپرسور را دقیقاً در کل محدوده دور موتور و موقعیت دریچه گاز تعیین می کند. بنابراین تاخیر توربو به دلیل اینرسی شفت توربین نگرانی بزرگی نیست، اما من مطمئن هستم که این یک مشکل مهندسی عمده است.

ژنراتور استارت یکپارچه موتور می تواند مانند دینام برق را در حالت دور آرام بگیرد. توربوشارژر همچنین می تواند باتری ها را تحت شتاب شارژ کند. در مقابل، E-Ray تنها می تواند انرژی را در حالی که سرعتش کاهش می یابد، جمع آوری کند. عملکرد “شارژ +” با محدود کردن جریان تخلیه و دریافت “آبجو رایگان” در هر فرصت قابل تصور به این امر کمک می کند. جاش هولدر، مهندس ارشد کوروت، این را انرژی ترمز احیا کننده می نامد. من آن را روی نوار ضبط کردم.

وقتی هر دوی این خودروها بر روی کاغذ ارائه می شوند، درک اینکه چرا بسیاری هنوز با هیبریدی های پرفورمنس مخالف هستند، دشوار است. هر دو سیستم قدرت و قابلیت قابل توجهی را ارائه می دهند. در مورد پورشه، تنها 103 پوند نسبت به GTS قدیمی غیرهیبریدی اضافه می کند. E-Ray 260 پوند از Z06 سنگین تر است (هنوز کمتر از BMW M2 جدید!). اگر اینقدر نگران وزن هستید، مسافرتان را بیرون بیندازید. یا در مورد پورشه، تیک گزینه صندلی های عقب را نزنید. آنها دیگر استاندارد 911 نیستند.

هیچ‌کدام از اینها اشاره به راه‌های جالب دیگری برای استفاده از جریان الکتریکی نیست، مانند راه‌اندازی لوازم جانبی موتور بدون تسمه سرپانتین یا افزودن نیروی رو به پایین مانند Gordon Murray T.50 با فن عظیم دم‌دار آن. با پیشرفت فناوری باتری، سبک‌تر، ارزان‌تر و هیجان‌انگیزتر می‌شود.

وقتی برق را در کشتی ذخیره می کنید، دنیا صدف شماست.