Kā tiek palielināta elektroauto sniedzamība: nemanāmā maģija

Sniedzamība ar akumulatora pilnu uzlādi ir viens no galvenajiem rādītājiem, kam uzmanību pievērš elektroauto pircēji un, protams, arī to ražotāji.

Pēdējiem jau projektēšanas fāzē ir jāatrisina dilemma – kā iegūt maksimālu veiktspēju, saglabājot konkurētspējīgu cenu. Viens no veidiem, kā panākt vēlamo, ir burties ar aerodinamiku.

Apburtais loks

Lai gan modernas elektriskās sistēmas un pastāvīgi uzlabojumi uzlādes infrastruktūrā ievērojami samazina uzlādes ilgumu, akumulatora piepildīšanai joprojām vajag daudz vairāk laika nekā degvielas uzpildei. Un, ja jūsu galamērķis atrodas patālu no lielajiem ceļiem, nav teikts, ka atradīsiet ātrās uzlādes stacijas. Tāpēc elektroauto pircēji joprojām pievērš lielu vērību tieši nobraucamajiem kilometriem jeb sniedzamībai ar pilnu uzlādi.

Pirmajā tuvinājumā varētu šķist, ka tā ir viegli atrisināma problēma, – vajag ielikt lielāku akumulatoru, un lieta darīta! Taču… tas rada apburto loku. Liels akumulators padara auto daudz dārgāku un krietni smagāku, kas rada virkni citu problēmu – samazinās veiktspēja, sarūk efektivitāte un līdz ar to sniedzamība. Galu galā lādēt nākas vēl ilgāk.

Elektromobiļos uzstādāmo akumulatoru ietilpību šobrīd koriģē cilvēku ikdiena. Tā rāda, ka pilsētas maršrutiem pietiek ar 50 kWh bateriju, ar ko reāli var nobraukt 300 km. Vidējās klases modeļiem tie ir 70–80 kWh, ar ko var veikt 400–500 km. Visbeidzot lieliem un smagiem auto, tostarp no luksusa segmenta, vajadzīgs aptuveni 100 kWh akumulators, kas dod 400–500 km sniedzamību.

Ko dod aerodinamika?

Tā kā no akumulatora vien daudz lielāku sniedzamību izspiest nav iespējams, inženieriem nākas meklēt citus optimizācijas ceļus, un viens no tiem ir aerodinamika.

Lielākais elektroauto klupšanas akmens ir efektivitāte uz šosejas. Vairumam elektroauto nav pārnesumkārbas, jo tā nav nepieciešama: maksimālais griezes moments un jauda ir pieejama visā apgriezienu diapazonā. Tomēr, braucot lielā ātrumā, motors konstanti strādā ar paaugstinātiem apgriezieniem, un tad tiek tērēt vairāk enerģijas, turklāt gaisa pretestība nepalielinās lineāri. Laba aerodinamika samazina gaisa pretestību un ļauj efektīvāk tikt galā ar neredzamo šķērsli.

Žurnāla Klubs auto apskatnieks Toms Timoško

Pētījumi šajā virzienā turpinās daudzus gadu desmitus, bet elektroauto paģēr atrotīt piedurknes un censties vairāk. Tā nu visi cītīgi meklē maksimāli efektīvu virsbūves formu.

Aerodinamikas ietekmi uz elektromašīnām var redzēt, salīdzinot divus Hyundai modeļus – Ioniq 5 un Ioniq 6. Abiem tiem ir viena platforma, identiski elektromotori un akumulatori ar 74 kWh. Taču viens ir stilīgs, augsts un stūrains krosovers, bet otrs – garš un zems sedans. Saskaņā ar WLTP protokolu krosovers Ioniq 5 versijā ar aizmugurējo piedziņu un vienu elektromotoru var nobraukt 507 km, bet sedans Ioniq 6 – 614 km. Starpība pārsniedz 100 km, kaut vienīgā būtiskā atšķirība ir virsbūves forma. Ioniq 5 aerodinamiskais koeficients ir 0,288 Cd, savukārt Ioniq 6 – tikai 0,21 Cd, kas to padara par vienu no pasaules “slidenākajiem” automobiļiem aerodinamikas ziņā.

Arī krosoveri var būt aerodinamiski

Zīmoli cits pēc cita turpina radīt elektriskus sedanus un universāļus ar zemu, noapaļotu virsbūvi. Pateicoties labai aerodinamikai, tie spēj veikt ievērojamu attālumu – tirgū ir parādījušies Volkswagen ID.7, BMW i5, Mercedes EQS un EQE, tāpat laba aerodinamika ir arī Tesla modeļiem. Taču vairākums pircēju šos auto īpaši netīko un priekšroku tomēr dod SUV un krosoveriem. To augstā virsbūve rada lielu gaisa pretestību, tāpēc ražotāji cenšas vērst visu par labu ar gudriem risinājumiem. 

Daļa aerodinamikas slēpjas sīkās detaļās, kas bieži vien nav pat redzamas, bet, ja tās izveido pareizi, pat prāvs, kantains braucamais var būt visai efektīvs. Piemēram, modernie bamperi gaisa plūsmu virza tā, lai tā nenonāktu riteņu arkās. Virsmas tiek veidotas, lai gar tām slīdošais gaiss atrautos, neveidojot virpuļus. Tāpēc mūsdienu tanks var izrādīties labāks nekā pirms gadiem divdesmit ražots aerodinamikas teicamnieks.

Žurnāla Klubs auto apskatnieks Toms Timoško

Izrādās – lai cik aerodinamiska būtu virsbūves augšdaļa, kaitniecība aerodinamikai var nākt no apakšas, kur turbulenci rada dažādi konstrukcijas elementi. Modeļiem, kas izstrādāti elektroauto platformās, šajā ziņā ir priekšrocības – to apakša lielākoties ir pilnīgi plakana. Taču problēmas ir riteņos – tie rada diezgan lielu pretestību, un, tā kā tie saskaras ar ceļu un brauc pāri dažādiem šķēršļiem, tos arī nevar nosegt.

Hyundai ir izstrādājusi platformu E-GMP, kas veido plakanu apakšu, un tādējādi kompānija ir radusi risinājumu arī šai problēmai. Tehnoloģija Active Air Skirt ietver divus priekšējā buferī integrētus papildu deflektorus. Kad braucot ātrums sasniedz 80 km/h, tie nolaižas priekšējo riteņu priekšā, liekot gaisa plūsmai virzīties ap tiem un neļaujot veidoties spēcīgai turbulencei. Šī sistēma strādā arī tad, kad spidometrs aizskaitījis tālāk par 200 km/h atzīmi.

Sīkie aerodinamikas nedraugi

Lai izskaustu pat vismazākos aerodinamikas kaitniekus, kompānijas nāk klajā ar aizvien jauniem risinājumiem. Viens no tiem ir digitālie spoguļi. Tās faktiski ir miniatūras kameras, aiz kurām gaiss ķeras daudz mazāk nekā aiz tradicionālajām ārējo spoguļu ausīm. Atkarībā no formas un ātruma digitālie spoguļi samazina pretestību par 2–7 procentiem. Pirmie tos masveidā sāka izmantot Audi savos e-tron, bet šādi spoguļi ir arī tādos auto kā Hyundai Ioniq 6 un Honda E.

Vēl viens risinājums – piemēram, Hyundai pavisam nesen prezentēja inovāciju – aktīvos aeroelementus, ko dēvē par gaisa svārkiem. Braucot lielā ātrumā, tie samazina turbulenci zem auto un attiecīgi arī aerodinamisko pretestību.

Vēl viens triks, ko izmanto daudzi ražotāji, ir aizveramas gaisa lūkas auto priekšā. Kad nav vajadzīga ekstra dzesēšana, tās aizveras, jo katra iedobe un caurums palielina pretestību, kas savukārt kaitē efektivitātei.