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

خودروهای الکتریکی از نظر مفهومی خسته کننده به نظر می رسند. یک موتور، تعدادی باتری وجود دارد و همه آنها مانند آیفون شما شارژ می شوند. اما وقتی همین فناوری برای خودرویی که قبلاً دارای موتور احتراقی است به کار می رود، همه چیز بسیار هیجان انگیزتر می شود. بسته‌بندی دو پیشرانه در کنار هم چالش‌برانگیزتر می‌شود، انتخاب انواع باتری و ترکیبات شیمیایی بسیار مهم‌تر است، و راه‌های بی‌شماری که نیروی الکتریکی یک پیشرانه ICE را تقویت می‌کند، 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 دارای باتری‌هایی با ظرفیت یکسان هستند، هر دو پیشرانه از یک موتور الکتریکی برای حرکت چرخ‌ها استفاده می‌کنند و هر دو خودرو از سیستم هیبریدی پلاگین خودداری می‌کنند. اما فراتر از آن، تفاوت های شگفت انگیزی 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 یک مدل پایه 911 بیشتر از یک E-Ray بارگذاری شده قیمت دارد – خودروی آن از راه حل پیچیده تری استفاده می کند: یک توربوشارژر برقی به سبک F1 و بدون ضایعات معمولی.

تفاوت بین این دو سیستم هیبریدی مربوط به سلول های باتری است، یا اینکه چگونه و چرا هر خودروساز تصمیم به استفاده از فاکتورهای فرم مربوطه خود گرفته است. E-Ray فقط 80 سلول به سبک کیسه‌ای دارد که همگی به صورت سری سیم‌کشی شده‌اند و مانند یک آبنبات بزرگ در ستون فقرات شاسی قرار گرفته‌اند. برعکس، پورشه از سلول‌های استوانه‌ای کوچک‌تری استفاده می‌کند که برخی از آن‌ها به صورت موازی سیم‌کشی شده‌اند که از نظر اندازه شبیه به باتری‌های 12 ولتی معمولی خودرو هستند. این پک حتی با ولتاژ بالاتری نسبت به کوروت کار می‌کند، اما حداقل روی کاغذ، عملکرد الکتریکی خالص کمتری به لاستیک ارائه می‌دهد. این یک ضربه به پورشه نیست. اینکه دقیقاً چرا هر خودروساز این سیستم‌های کاملاً متفاوت را توسعه داده است بسیار جالب است.

سلول های لیتیوم یونی کوروت هیولا هستند. به اندازه یک بشقاب شام مربعی. هر کدام می توانند در مدت زمان کوتاهی 525 آمپر باورنکردنی را تخلیه کنند. اندازه و ترکیب شیمیایی آن‌ها آن نوع جریان را می‌سازد که برای ارائه قدرت بالا – و به‌ویژه گشتاور – در ولتاژ نسبتاً پایین کلیدی است. پیکربندی 80S 1P بسته (همه سلول ها به صورت سری، هیچ کدام به صورت موازی) رقم اسمی 288 ولتی را برای کل سیستم 1.9 کیلووات ساعت ناخالص ارائه می دهد که در واقع از آن بسیار کمتر استفاده می شود. ولتاژ کمتر به معنای سرعت کمتر موتور (به طور کلی) و جریان بالاتر به معنای گشتاور بیشتر است. پیشرانه الکتریکی کوروت 160 اسب بخار (119 کیلووات) قدرت دارد. با پیشرانه هیبریدی کامل – از جمله موتور 6.2 لیتری V-8 با 495 اسب بخار قدرت، مجموع قدرت 655 اسب بخار است.

یک سلول از بسته باتری E-Ray Corvette

باتری پورشه نیز 1.9 کیلووات ساعت ناخالص است و برای شفافیت، هنوز چیزهای زیادی در مورد آن نمی دانیم. این بسیار کوچکتر است زیرا خودروساز از سلول‌های استوانه‌ای، احتمالاً 21700 استفاده می‌کند که به دلیل قطر 21 میلی‌متر و طول 70 میلی‌متر نامگذاری شده‌اند. همین عامل شکل در خط فعلی خودروهای الکتریکی ریوین، 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 قرار گرفته اند که احتمالاً بین 96 تا 112 عدد به صورت سری به هم متصل شده اند. 112 ولتاژ بسته اسمی 403.2 ولت و پیکربندی 112S 2P را می دهد (قطعاً دو گروه به صورت موازی وجود دارد). آنها نسبت به سلول های مورد استفاده در E-Ray از نظر انرژی تراکم ترند، اما چگالی انرژی بیشتری ندارند.

چگالی توان توانایی یک بسته را برای تخلیه جریان‌های بالا توصیف می‌کند و سلول‌های 21700 عموماً از این نظر نسبت به کیسه‌های بزرگتر یا منشورها پایین‌تر هستند. سیستم پورشه احتمالاً می تواند در همسایگی 67 اسب بخار (50 کیلووات) تخلیه شود. اما این فقط یک تخمین است. در حالی که ما حداکثر قدرت ژنراتور موتور در جعبه دنده (40 کیلووات) را می دانیم، مصرف انرژی توربو الکتریکی یک راز است. پورشه هیبریدی، با احتساب 6 سیلندر تخت 3.6 لیتری، در مجموع 532 اسب بخار قدرت تولید می کند.

چرا مسیرهای مختلفی را طی کردند؟ هر دو خودروساز چیزهای متفاوتی می خواهند که اتفاقاً تقریباً به همان میزان انرژی نیاز دارند. E-Ray تمام محور جلو را تنها با نیروی الکتریکی به حرکت در می آورد. جنرال موتورز برای انجام این کار یک بسته کوچک می خواست که بتواند جریان های بالایی را تخلیه کند. نوار لیتیوم Snickers نصب شده در تونل آنها یک راه حل عالی است.

از سوی دیگر، پورشه خودروهای هیبریدی دیگری را با استفاده از سخت افزاری که در ولتاژ 400 ولت کار می کند، مانند سیستم های تعلیق فعال خود تولید می کند. 400 ولت همچنین برای استفاده در سرعت های بالاتر موتور بهتر است، که اگر می خواهید یک توربوشارژر را تا بیش از 100000 دور در دقیقه بچرخانید، چیز خوبی است. جریان بالاتر اکیداً ضروری نیست، به خصوص اگر موتور 40 کیلوواتی که چرخ‌های عقب را به حرکت در می‌آورد، در حال کاهش سرعت و افزایش گشتاور مرتبط با گیربکس باشد، همانطور که در 911 وجود دارد.

آن توربو الکتریکی یک قطعه مهندسی بسیار جالب است. اگر با نحوه کارکرد یک توربو معمولی آشنا هستید، می‌دانید که کارکردن یک توربو بدون ضایعات ایده خوبی نیست. خوب، حداقل برای مدت کوتاهی بسیار سرگرم کننده است. پس چگونه پورشه آن را از بین می برد؟ یک موتور الکتریکی بین دو انتهای سرد و گرم توربو قرار گرفته است. روتور این موتور و شفت توربو با هم جفت شده اند، در واقع، آنها احتمالاً جدایی ناپذیر هستند – آنها یکدیگر را بسیار دوست دارند.

درست مانند یک موتور الکتریکی در یک خودروی برقی معمولی، این موتور می‌تواند با هجوم جریان از باتری، توربو را تغذیه کند یا از طریق ترمز احیاکننده، نیرو را از راه دیگر بازگرداند. با ترمز کردن شفت توربو می توانید سرعت توربین و کمپرسور را محدود کنید، بنابراین بوست را محدود کرده و همچنین انرژی در فرآیند ایجاد می کند. پورشه می‌گوید این خودرو تنها از طریق توربوشارژر می‌تواند 11 کیلووات (15 اسب‌بخار قدرت) تولید کند. موتورهای فرمول 1 به همین ترتیب کار می کنند. چقدر باحاله؟ برای کسانی از شما که با توربو-کامپوندینگ آشنا هستند (با توربوهای مرکب اشتباه نشود)، این همان چیزی است.

به عنوان یک نکته جانبی، بنابراین توربو دارای اینورتر خاص خود است که احتمالاً سرعت توربین/کمپرسور را دقیقاً در کل محدوده دور موتور و موقعیت دریچه گاز تعیین می کند. به این ترتیب، تأخیر توربو ناشی از اینرسی شفت توربین، نگرانی بزرگی نیست، اگرچه مطمئن هستم که این یک ملاحظات مهندسی بزرگ بود.

استارت-ژنراتور یکپارچه موتور می تواند مانند دینام برق را در حالت دور آرام استخراج کند. توربوشارژر همچنین می تواند باتری ها را تحت شتاب شارژ کند. در مقایسه، E-Ray تنها می تواند انرژی را در حالی که سرعتش کاهش می یابد، جمع آوری کند. عملکرد “Charge+” آن در این زمینه کمک می کند، جریان تخلیه را محدود می کند و در هر فرصتی “آبجو رایگان” دریافت می کند. این همان چیزی است که جاش هولدر، مهندس ارشد کوروت، انرژی ترمز احیا کننده می نامد. من او را روی نوار دارم.

با وجود هر دوی این خودروها بر روی کاغذ، 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، در مقایسه با GTS غیرهیبریدی قدیمی، تنها 103 پوند اضافه وزن دارد. E-Ray در مقایسه با Z06 260 پوند دیگر وزن دارد (هنوز کمتر از BMW M2 جدید!). اگر خیلی نگران وزن هستید، مسافرتان را بیرون کنید. یا در مورد پورشه، جعبه آپشن صندلی های عقب را علامت نزنید. آنها دیگر در 911 استاندارد نیستند.

در هیچ کدام از این موارد به راه‌های جالب دیگری برای استفاده از جریان الکتریکی اشاره نمی‌شود، مانند تامین انرژی لوازم جانبی موتور بدون تسمه سرپانتین یا افزودن نیروی رو به پایین مانند Gordon Murray T.50 با فن بزرگ دم‌دار آن. با بهبود فناوری باتری، این فناوری فقط سبک تر، ارزان تر و هیجان انگیزتر می شود.

وقتی برق را در کشتی ذخیره کردید، دنیا صدف شماست.