یکی از اصلی‌ترین انتقادهایی که به خودروهای برقی وارد می‌شود، برد محدود و سرعت شارژ پایین‌تر نسبت به خودروهای درون‌سوز (ICE) است. دلیل اصلی این موضوع، چگالی انرژی بسیار پایین‌تر باتری‌ها در مقایسه با مخزن سوخت است.

به‌طور کلی دو راه برای افزایش برد هر خودرو وجود دارد:

•  افزایش ظرفیت منبع انرژی (باک سوخت یا باتری)
•  بهینه‌سازی کامل خودرو از نظر آیرودینامیک، مقاومت غلتشی، کاهش وزن و راندمان سیستم محرکه

در خودروهای بنزینی، افزایش حجم باک ساده و ارزان است؛ اما در خودروهای برقی، افزایش ظرفیت باتری بسیار پرهزینه و پیچیده است.
کانسپت Mercedes-Benz Vision EQXX موفق شد با یک بار شارژ، مسافت ۱۰۰۸ کیلومتر را طی کند؛ آن هم با مصرف انرژی فوق‌العاده پایین ۸.۷ کیلووات‌ساعت در هر ۱۰۰ کیلومتر و میانگین سرعت ۸۷ کیلومتر بر ساعت.
مرسدس چگونه به چنین رکوردی رسید؟ در ادامه این مطلب دیتاسنتر من به نقل از Arenaev بررسی می‌کنیم.
 

بزرگ‌ترین مصرف‌کننده انرژی در هر خودرو، درگ آیرودینامیکی است. در سرعت‌های زیر ۶۰ کیلومتر بر ساعت تأثیر آن کم است، اما در سرعت‌های بزرگراهی، به مهم‌ترین عامل اتلاف انرژی تبدیل می‌شود.
Vision EQXX دارای:

•  ضریب درگ (Cd) برابر با 0.17
•  سطح مقطع جلو 2.12 متر مربع
•  سطح درگ کلی 0.36 متر مربع

برای مقایسه، Mercedes-Benz EQS که یکی از آیرودینامیک‌ترین خودروهای تولیدی جهان است، سطح درگ کلی 0.5 متر مربع دارد؛ یعنی ۳۹٪ بیشتر از EQXX.

•  طراحی بدنه به شکل قطره آب
•  باریک‌تر شدن ۵۰ میلی‌متری قسمت عقب خودرو
•  سیستم خنک‌کاری آیرودینامیکی درخواستی (On-Demand Aero Cooling)
•  افزایش طول دم خودرو
•  ترکیب آیرودینامیک فعال و غیرفعال
•  پوشش کامل رینگ‌های ۲۰ اینچی (چرخ‌ها تا ۲۵٪ در درگ نقش دارند)

در سرعت ۱۳۰ کیلومتر بر ساعت، توان موردنیاز EQXX تنها ۱۴ اسب‌بخار است؛ عددی شگفت‌انگیز برای یک خودرو سایز متوسط.

مرسدس ادعا می‌کند راندمان سیستم محرکه EQXX از باتری تا چرخ‌ها به ۹۵٪ می‌رسد؛ رقمی کم‌نظیر در صنعت خودرو.
سه منبع اصلی اتلاف انرژی در این مسیر عبارت‌اند از:

•  الکترونیک قدرت
•  موتور الکتریکی
•  گیربکس

برای رسیدن به راندمان ۹۵٪، هر کدام باید راندمانی بالاتر از ۹۸٪ داشته باشند؛ چیزی که در خودروهای تولید انبوه فعلی بسیار دشوار است.
احتمال زیاد، موتور استفاده‌شده از نوع سنکرون آهنربای دائم است. به دلیل راندمان بالا، نیاز خنک‌کاری بسیار کم بوده و از سیستم خنک‌کاری هوشمند (مایع و آیرودینامیکی درخواستی) استفاده شده است.

حداکثر توان: 180 کیلووات (245 اسب‌بخار)
گشتاور تخمینی: حدود 400 نیوتن‌متر

 

در رانندگی بزرگراهی، ترمز احیاکننده تقریباً نقشی ندارد؛ بنابراین کاهش وزن اهمیت حیاتی دارد.
وزن خالص EQXX برابر با ۱۷۵۵ کیلوگرم است؛ در حالی که باتری آن تقریباً ۵۰۰ کیلوگرم وزن دارد.

•  آلومینیوم
•  فولاد مارتنزیتی
•  پلاستیک تقویت‌شده با فیبر کربن
•  رینگ‌های منیزیمی فورج‌شده

برای نخستین بار، مرسدس از دیسک‌های ترمز آلومینیومی استفاده کرده که سبک‌تر از نمونه‌های فولادی هستند.
کاهش جرم معلق (Unsprung Mass) باعث بهبود:

شتاب‌گیری
کیفیت سواری
هندلینگ

در طراحی بدنه از اصول بیونیک استفاده شده؛ یعنی مواد فقط در محل‌های ضروری به‌کار رفته‌اند. این فلسفه در کابین نیز ادامه یافته و از مواد سبک و پایدار استفاده شده است.

سلول‌های خورشیدی روی سقف تنها مصرف‌کننده‌های ولتاژ پایین مانند:

•  سیستم اطلاعات و سرگرمی
•  فن تهویه
•  چراغ‌های LED

را تغذیه می‌کنند و در روزهای آفتابی تا ۲۵ کیلومتر برد اضافی فراهم می‌کنند؛ عددی کوچک اما مهم در ثبت رکورد.

باتری EQXX دارای:

•  ظرفیت خالص 100 کیلووات‌ساعت
•  وزن حدود ۵۰۰ کیلوگرم
•  معماری Cell-to-Pack (بدون ماژول)
•  خنک‌کاری هوایی
•  درپوش فیبر کربنی

در مقایسه با باتری EQS:

•  ۳۰٪ سبک‌تر
•  ۵۰٪ کوچک‌تر از نظر حجم

برای نخستین بار، مرسدس از معماری >900V استفاده کرده است. افزایش ولتاژ نسبت به افزایش جریان منطقی‌تر است؛ زیرا افزایش جریان به کابل‌های ضخیم‌تر و وزن بیشتر منجر می‌شود.

در این پروژه از آند سیلیکونی پیشرفته استفاده شده که چگالی انرژی را به 200 Wh/kg رسانده است؛ رقمی که آن را به یکی از چگال‌ترین باتری‌های ولتاژ بالای جهان تبدیل می‌کند.

Mercedes-Benz Vision EQXX تنها یک کانسپت است، اما فناوری‌های استفاده‌شده در آن می‌توانند طی سال‌های آینده وارد خودروهای تولیدی مرسدس‌بنز شوند.
تمرکز بر:

•  آیرودینامیک افراطی
•  راندمان فوق‌العاده سیستم محرکه
•  کاهش وزن مهندسی‌شده
•  باتری با چگالی انرژی بالا

نشان می‌دهد آینده حمل‌ونقل برقی نه‌تنها وابسته به باتری‌های بزرگ‌تر، بلکه وابسته به هوشمندانه‌تر طراحی کردن خودروها است.