Kāpēc daži elektroauto ir pārāki par citiem?

Universāls rīks ir noderīga lieta, taču tas nebūs ideāls specifiskiem uzdevumiem. Ne velti tautas gudrība saka, ka tas, kas der visam, neder nekam.

Auto inženieriem un dizaineriem izdomas nudien netrūkst, taču arī viņu spējām radīt absolūti universālus tehniskos risinājumus ir robežas. Un, lai gan transporta elektrifikācija nav pārlieku sarežģīts uzdevums, uz jaunajām specializētajām platformām radītie modeļi ir pārāki visādos veidos.

Esam sagaidījuši jauno elektroauto paaudzi

Pirmie elektroauto izcēlās ar izskatu, bet to tehniskās priekšrocības pa īstam atklājās nākamajās paaudzēs, ko ražoja uz speciāli izstrādātām platformām. To radīšana prasīja zināmu laiku, jo jauna tipa piedziņai un ar to saistītajām tehnoloģijām bija nepieciešami ievērojami ieguldījumi un tūkstošiem darbastundu. Pat autobūves milžiem, tādiem kā Volkswagen, bija vajadzīgs krietns laiks, līdz tapa ID.3, ko prezentēja 2019. gadā.

General Motors tobrīd jau bija modernizēta elektromobiļu platforma, un kompānijām Tesla un Nissan, kam jau bija produkti un iestrādes, drīz pievienojās arī Hyundai un Mercedes-Benz. Daudzi elektroauto ražotāji, piemēram, BMW, joprojām izmanto pielāgotas universālās platformas vai tādas, kas paredzētas gan elektriskajai, gan hibrīda piedziņai. Tomēr lielākā daļa šo kompāniju jau ir paziņojušas, ka plāno ieviest specializētas platformas un pat nosaukušas termiņus.

Kauņas Tehnoloģiju universitātes Elektroenerģētikas un elektronikas fakultātes docents Jons Vanags atzīmē, ka elektroauto tehnoloģijas pēdējos gados attīstās ļoti strauji. Labs piemērs ir Nissan Leaf. Pirmās paaudzes modeļos sinhronais elektromotors un strāvas pārveidotājs bija uzstādīti atsevišķi, bet jaunajos tie integrēti vienā blokā.

Iespējams, tādu mašīnu ir grūtāk remontēt, taču, ja ņem vērā elektriskās piedziņas uzticamību, tas ir milzīgs solis uz priekšu. Turklāt ir uzlabojusies saikne starp dažādiem komponentiem, ir vairāk sensoru, un attiecīgi vadība ir kļuvusi precīzāka.

Kauņas Tehnoloģiju universitātes Elektroenerģētikas un elektronikas fakultātes docents Jons Vanags

Elektriskajai piedziņai pielāgota konstrukcija

Speciālistiem neizbēgami bija jāmaina auto konstrukcija, jo agrāk izmantotās platformas bija pielāgotas iekšdedzes dzinējiem, transmisijām un degvielas tvertnēm. Elektrotransporta svarīgākais elements ir apakšdaļā iebūvētais akumulators, tāpēc bija jāmaina viss, arī virsbūves proporcijas.

Ievērojamu darbu ir veikuši ne vien virsbūves konstruktori un dizaineri, bet arī materiālzinātnieki. Tāpat īpaši nozīmīgs ir elektrotehnikas un elektronikas inženieru un citu speciālistu ieguldījums. Šajā ziņā ļoti priecē fakts, ka dažas elektroauto detaļas tiek ražotas arī Lietuvā.

Kauņas Tehnoloģiju universitātes Elektroenerģētikas un elektronikas fakultātes docents Jons Vanags

Ja runā par principiālām atšķirībām, tad spilgtākās ir divas. Pirmā ir atteikšanās no centrālā tuneļa, kas agrāk bija nepieciešams transmisijai un izplūdes sistēmai. Savukārt otrā – priekšējās starpsienas pārvietošana uz priekšu – tuvāk riteņiem, kas ļāva ievērojami paplašināt salonu. Volkswagen inženieri to gudri izmantoja, izstrādājot hečbeku ID.3, savukārt Hyundai Ioniq 5 ir viens no labākajiem piemēriem, kas apliecina jaunos ieguvumus.

No vienas puses, inženieri un dizaineri ieguva lielāku rīcības brīvību, taču viņi strādāja jaunā laukā, un optimāla virsbūves un piedziņas elementu izvietošana vienalga prasīja diezgan daudz pūļu. Elektroauto jābūt izturīgam pret triecieniem, spiedes spēkiem un dažādām pārslodzēm. Un katrā aspektā nepieciešami specifiski risinājumi.

Kauņas Tehnoloģiju universitātes Elektroenerģētikas un elektronikas fakultātes docents Jons Vanags

Viens no interesantākajiem pavērsieniem elektrotransporta platformu izstrādes laikā bija atgriešanās pie klasiskās jeb aizmugurējo riteņu piedziņas. Elektromotora lielā griezes momenta dēļ priekšējie riteņi var sākt nevēlami buksēt. Strauja paātrinājuma laikā vairāk noslogojas aizmugurējais tilts, attiecīgi klasiskā piedziņa ir efektīvāka. Tāpēc nav nekāds brīnums, ka lielai daļai jauno elektroauto, to vidū Hyundai Ioniq 5, Kia EV6 un Honda e, ir tieši aizmugures piedziņa.

Tiek izmantoti pārstrādāti un kompozīta materiāli

Akumulatora dēļ ir mainījusies arī mašīnas apakšdaļa – tā ir ieguvusi gandrīz regulāra taisnstūra formu un no apakšas jaunie elektroauto atgādina skrituļdēli. Šāda vienkārša konfigurācija ļauj arī viegli mainīt akumulatora bloku skaitu un attiecīgi – tā ietilpību.

Lai izveidotu drošu konstrukciju, nepieciešami lieli ieguldījumi, un rezultātā tas atspoguļojas arī elektromobiļu nedaudz augstākajā cenā. Kaut gan tagad projektēšana notiek virtuālajā vidē, no papildu izmaksām tāpat nav iespējams izvairīties. Jons Vanags atgādina, ka pirmo Ķīnas elektroauto rezultāti drošības testos bija pavisam slikti.

Šie modeļi bija ļoti bīstami, un arī tagad Ķīnas ražojumi būtu jāizvēlas piesardzīgi. Protams, šie auto ir daudz lētāki, taču nereti rodas aizdomas, ka ražotāju vienīgais mērķis ir ātra peļņa. ASV, Japānas, Dienvidkorejas un Eiropas kompāniju attieksme pret drošību ir pilnīgi citāda – braucēju aizsardzība ir absolūta prioritāte.

Kauņas Tehnoloģiju universitātes Elektroenerģētikas un elektronikas fakultātes docents Jons Vanags

Viņš piebilst, ka elektroauto platformas palīdz veidot aprites ekonomiku. Tas nozīmē, ka vairāk tiek izmantotas otrreizēji pārstrādātas izejvielas, dažādi kompozītmateriāli un materiāli no atjaunīgiem avotiem.

Tērauda sakausējumu vietā tiek izmantoti dažādi kompozīti, jo tie ir pārāki dažādos aspektos. Tie ir tikpat plastiski kā metāli, bet pat vēl izturīgāki, tāpēc sadursmes gadījumā nesalūst. Arvien vairāk tiek izmantoti dažādi oglekļa šķiedras savienojumi, tādi kā kevlars un citi materiāli, ko iepriekš uzskatīja par eksotiku.

Kauņas Tehnoloģiju universitātes Elektroenerģētikas un elektronikas fakultātes docents Jons Vanags

Ātrā uzlāde pavērusi jaunas iespējas

Lielākā priekšrocība jaunās paaudzes elektroauto salonā ir līdzenā grīda. Elektromotors parasti ir uzstādīts aizmugurē, tāpēc priekšējā ass ir maksimāli izvirzīta uz priekšu. Tas ļauj ievērojami palielināt salonu. Šajā ziņā elektriskie modeļi ir acīmredzami pārāki par iekšdedzes mašīnām un hibrīdiem. Vidējā izmēra ģimenes auto vidū ar salona ietilpību izceļas Tesla Model 3, Hyundai Ioniq 5 un Audi Q4 e-tron. Tie visi radīti uz specializētām platformām.

Jaunās paaudzes platformas izceļas arī ar moderniem uzlādes risinājumiem. Tesla mašīnas tradicionāli bijušas nepārspētas ar uzlādes jaudu līdz 250 kW, tiesa, Audi, Porsche, Kia un Hyundai modernās 800 voltu sistēmas ierasto kārtību nu jau ir mainījušas. Piemēram, jaunā Hyundai Ioniq 5 akumulatoru no 10 līdz 80 procentiem var uzlādēt nieka 18 minūtēs.

Modernās tehnoloģijas ļauj divu minūšu laikā iegūt pietiekami enerģijas 100 kilometriem. Tomēr, uzlādei izmantojot līdz pat 500 ampēru iekārtas, tiek radīta papildu slodze akumulatoram, un samazinās uzlādes ciklu skaits. Tāpēc ir svarīgi atrast optimālu līdzsvaru starp uzlādes ātrumu un akumulatora ilgmūžību.

Kauņas Tehnoloģiju universitātes Elektroenerģētikas un elektronikas fakultātes docents Jons Vanags