Ne viskas matoma plika akimi: kaip gamintojų triukai prailgina elektromobilių įveikiamą atstumą?

Pastariesiems dar projektavimo stadijoje tenka išspręsti dilemą, kaip užtikrinti maksimalų elektros pavaros našumą, ženkliai neišpučiant kainos. Tam neretai pasitelkiamos įvairios aerodinaminės subtilybės.

Užburtas ratas

Nors pažangios elektros sistemos automobiliuose ir vis tobulinama įkrovimo infrastruktūra pastebimai trumpina elektromobilių įkrovimo laiką, papildyti bateriją trunka vis dar ilgiau nei degalų baką. 

O jei kelionės tikslas yra toliau nuo pagrindinių kelių, nebūtinai ten bus galima rasti sparčiausių stotelių. 

Dėl to elektromobilių pirkėjai vis dar kreipia didelį dėmesį į viena įkrova nuvažiuojamą nuotolį.

Atrodytų, padidinti jį nėra sudėtinga, – tiesiog reikia didesnių baterijų. Tačiau tai nebūtinai bus efektyvu, nes užsukamas nepatogumų ratas. 

Didelės baterijos gerokai išbrangina elektromobilį, be to, jis tampa sunkesnis, dėl to krenta jo našumas, taigi mažėja ir nuvažiuojamas nuotolis. Be to, dar labiau ilgėja įkrovimo laikas.

Visgi ilgainiui elektromobilių rinkoje optimalūs baterijų dydžiai jau nusistovėjo. Štai kompaktiški miesto automobiliai pasitenkina su iki 50 kWh talpos baterijomis, leidžiančiomis realiomis sąlygomis įveikti apie 300 km, vidutinės klasės modeliai turi 70–80 kWh akumuliatorius, su kuriais gali važiuoti 400–500 km. 

Dideli, sunkūs ir galingi „premium“ segmento atstovai įprastai aprūpinti apie 100 kWh baterijomis, leidžiančiomis įveikti tuos pačius 400–500 km.

Kokią įtaką daro aerodinamika?

O kaip prailginti nuvažiuojamą nuotolį nedidinant baterijų? Tobulinant visos sistemos efektyvumą. Todėl gamintojai gana aktyviai žaidžia su elektromobilių aerodinamika. 

Vieni atsisako įprastų veidrodėlių ir montuoja skaitmeninius, kiti montuoja automatiškai užsidarančias oro įsiurbimo angas, treti stengiasi sukurti kaip įmanoma aptakesnes formas ir t. t.

Štai „Hyundai“ visiškai neseniai pristatė inovaciją – aktyvaus oro aptako (kitaip vadinamo – oro sijono) technologiją, sumažinančią turbulenciją po automobiliu važiuojant dideliu greičiu ir taip gerinančią aerodinaminio pasipriešinimo savybes. 

Kokią įtaką aerodinamika daro elektromobilių nuvažiuojamam atstumui, galima pasižiūrėti palyginus du „Hyundai“ modelius: „Ioniq 5“ ir „Ioniq 6“.

Šie elektromobiliai dalijasi ta pačia platforma, tais pačiais elektros motorais ir turi tokias pat 74 kWh panaudojamos talpos baterijas. Tik vienas – stilingas, tačiau aukštas ir kampuotas krosoveris, o kitas – žemas ir ilgas sedanas.

Galiniais ratais varomas vieno motoro krosoveris „Ioniq 5“, pagal WLTP metodiką, viena įkrova gali įveikti 507 km, o sedanas – 614 km.

Skirtumas siekia daugiau nei 100 km, nors elektromobiliai skiriasi tik kėbulu. „Ioniq 5“ aerodinaminis koeficientas siekia 0,288 Cd, o „Ioniq 6“ – vos 0,21 Cd. Tai – vienas aerodinamiškiausių automobilių rinkoje.

„Didžiausias peilis elektromobiliams – didelis greitis magistralėse. Elektromobiliai neturi pavarų dėžės, nes jiems jos teoriškai nereikia: maksimalus sukimo momentas ir maksimali galia pasiekiama visame sūkių diapazone, nesvarbu, kaip greitai važiuoji. Tačiau važiuojant dideliu greičiu motoras sukasi gerokai smarkiau, taigi, gauna daugiau apkrovos.

Be to, didėjant greičiui, oro pasipriešinimas didėja kvadratu. Tad natūralu, kad norint palaikyti didesnį greitį, reikia daugiau galios, o dėl to kenčia našumas. 

Gera aerodinamika leidžia sumažinti oro pasipriešinimą ir skrosti nematomą kliūtį efektyviau“, – dėsnius paaiškina su „Hyundai Ioniq 6“ „Ignitis ON: Pažink Lietuvą!“ elektromobilių lenktynes 2023-iais laimėjęs žurnalistas Egidijus Babelis.

Krosoveriai irgi gali būti aerodinamiški

Dabar gamintojai vienas po kito pristato apvalesnių formų, žemesnius ir dėl geros aerodinamikos toli važiuojančius elektrinius sedanus bei universalus: rinkoje debiutavo „Volkswagen ID.7“, „Mercedes“ turi EQS ir EQE, BMW – i5, „Tesla“ sedanai taip pat pasižymi gera aerodinamika. 

Tačiau dauguma pirkėjų nori visai ne jų. Madingiausi dabar yra padidinto pravažumo SUV ir krosoveriai. 

O jų aukšti kėbulai sukuria didelį pasipriešinimą orui, tad gamintojai bando gerinti aerodinamines savybes išmaniaisiais sprendimais.

„Aerodinamika slypi mažose detalėse, tad net ir dėžės formos dizainas gali būti gana aptakus. Nauji automobiliai turi galybę mums nepastebimų elementų, kurie gerina aerodinamines savybes. Pavyzdžiui, buferiai nukreipia oro srautą taip, kad jis nepatektų į ratų arkas.

Labai daug potencialo slypi automobilio dugne, netgi ratų arkos daro skirtumą. Šiandieniniai modernūs „tankai“ gali būti aerodinamiškai efektyvesni už žemus ir, atrodytų, pakankamai aptakius automobilius, pagamintus prieš dvi dešimtis metų“, – teigia transporto dizaineris Dominykas Budinas.

Iš tiesų, kad ir koks aerodinamiškas kėbulas būtų, didžiausią žalą našumui gali daryti automobilio dugnas, kuriame dėl įvairių konstrukcinių ypatybių susidaro turbulencija. 

Ant jiems dedikuotų platformų gaminami elektromobiliai turi privalumą: jų dugnas gali būti visiškai lygus. Tačiau kita problema – ratai. Jie sukuria gana didelį pasipriešinimą, o uždengti pagrindinio su keliu besiliečiančio elemento neįmanoma.

Todėl „Hyundai“, sukūrusi visiškai lygaus dugno E-GMP platformą, sugalvojo sprendimo būdą ir minėtai problemai. Aktyvaus oro sijono (angl. Active Air Skirt, AAS) technologija sumažina oro pasipriešinimą esant dideliam greičiui.

Automobiliui viršijus 80 km/val., priekiniame buferyje prieš ratus beveik iki žemės nusileidžia papildomi deflektoriai, nukreipiantys oro srautą nuo ratų į išorę, kad dugne nesusidarytų turbulencija. Sistema veiksminga net viršijus 200 km/val. ribą.

Daugiau sprendimų

Dėl aerodinamikos pagerinimo gamintojai į automobilius pradeda montuoti ir daugiau sprendimų. Pavyzdžiui, skaitmeninius veidrodėlius, kuriuose maža kamera sukuria pastebimai mažesnį pasipriešinimą nei „dramblio ausys“.

Skaitmeniniai veidrodėliai pasipriešinimą orui, priklausomai nuo greičio ir formos, gali sumažinti 2–7 proc. Juos pirmieji masiškai pradėjo naudoti vokiečiai „Audi E-Tron“ modelyje, tokius veidrodėlius galima rasti ir „Hyundai Ioniq 6“ ar „Honda E“ automobiliuose.

Dar vienas gamintojų dažnai naudojamas technologinis triukas – oro įsiurbimo angų užvėrimas, kai aušinimas nėra reikalingas. 

Nes bet kokios bereikalingos detalės ir skylės automobilyje sukuria didesnį oro pasipriešinimą.