Аннотация:
Недавно компания Volkswagen объявила о выпуске почти массового прототипа чистого электромобиля под названием Mission Efficiency и продемонстрировала его экстремальные характеристики в области аэродинамики и энергоэффективности посредством серии реальных испытаний. Это электрическое купе компоновки 2+2 имеет чрезвычайно обтекаемый кузов и коэффициент лобового сопротивления всего 0,158. По данным Volkswagen, этот результат обновил аэродинамический рекорд среди автомобилей, разрешенных к использованию на дорогах.
Mission Efficiency — это не концепт-кар, созданный просто для демонстрации будущих разработок, а почти серийный прототип с полными ходовыми качествами и широким использованием существующих технологий массового производства. Автомобиль построен на платформе Volkswagen MEB+ и использует большое количество технологий грядущего нового поколения ID. Поло и другие модели. Таким образом, Volkswagen надеется доказать с помощью этого автомобиля, что он может значительно снизить энергопотребление электромобилей, не полагаясь на чрезвычайно совершенные батареи или системы питания. Это также может значительно снизить потребление энергии электромобилями просто за счет систематической оптимизации конструкции автомобиля.
Самое привлекательное в этом автомобиле — его внешний вид. Mission Efficiency имеет очевидный каплевидный корпус и чрезвычайно тонкую заднюю часть. Общая длина приближается к 4,8 метра, однако высота тела менее 1,4 метра. Кузов постепенно сужается спереди назад, чтобы воздух мог максимально плавно течь вдоль поверхности кузова, тем самым уменьшая турбулентность, возникающую во время движения автомобиля.
Автомобиль также имеет полностью закрытое шасси, скрытые дверные ручки, безрамные окна, а также специально разработанные колеса и колесные арки. Особое внимание уделяется аэродинамическим характеристикам в области задних колес с использованием специальной конструкции направляющих ступицы колеса и схемы покрытия колес, чтобы минимизировать сопротивление воздуха, создаваемое колесами при движении на высоких скоростях.
Volkswagen также разработал три активных дефлектора охлаждающего воздуха в передней части автомобиля. Эти перегородки можно открывать или закрывать индивидуально в зависимости от фактических потребностей автомобиля в охлаждении. Когда нет необходимости в попадании большого количества охлаждающего воздуха в кузов, перегородку можно полностью закрыть, чтобы передняя часть автомобиля образовала максимально полную и гладкую поверхность воздушного потока.
Когда все три охлаждающие перегородки закрыты, воздух почти не попадает внутрь передней части автомобиля, что является одной из важных причин, по которым Mission Efficiency может достигать коэффициента лобового сопротивления 0,158. Поскольку электродвигателю не требуется всасывать большое количество воздуха для сгорания, как традиционному топливному двигателю, а потребность в потоке охлаждающего воздуха относительно невелика, Volkswagen может принять более закрытую конструкцию передней части, чем традиционные автомобили, работающие на топливе.
В передней части Mission Efficiency также используется оптимизированная структура бокового воздушного потока, в отличие от многих традиционных моделей, в которых используются сложные конструкции воздушных завес для управления воздушным потоком возле передних колес. Volkswagen изменил дизайн передней части и колес, чтобы обеспечить более эффективное направление воздуха в передней части автомобиля.
Для достижения этой цели компания Volkswagen провела большое количество компьютерного аэродинамического моделирования и испытаний в аэродинамической трубе, а также обратилась к опыту, накопленному на предыдущих чрезвычайно эффективных или высокопроизводительных моделях, таких как XL1 и ID.R. Получившийся в результате кузов с длинным хвостом является одним из основных факторов, позволяющих транспортному средству достичь сверхнизкого сопротивления ветру.
Лобовая наветренная площадь этого автомобиля также очень мала, всего 2,08 квадратных метра. Для транспортного средства длиной почти 4,8 метра такой контроль размеров очень важен для уменьшения сопротивления воздуха на высоких скоростях. Таким образом, общая аэродинамическая эффективность автомобиля достигает уровня, которого в настоящее время трудно достичь в серийных моделях Volkswagen.
Что касается энергопотребления, Mission Efficiency также предоставил очень удивительные данные. В идеальных условиях автомобиль двигался с постоянной скоростью 68 км/ч, тестовый маршрут не поднимался в гору, а вспомогательное электрооборудование, такое как кондиционер, было отключено. Окончательное измеренное потребление энергии на 100 километров составило всего 6,48 кВтч.
Конечно, эти условия испытаний не отражают реальную среду вождения обычных потребителей. Поэтому Volkswagen впоследствии провел более реалистичный тест на большие расстояния, начиная с Вольфсбурга (Германия), проезжая через Познань (Польша) и Оломоуц (Чехия) и, наконец, прибывая в Вену (Австрия), с общим расстоянием 1278,36 километров.
Для этого теста на большие расстояния Mission Efficiency использовал батарею полезной емкостью 54,9 киловатт-часа, которую заряжали только один раз. Транспортное средство наконец достигло фактического энергопотребления 6,89 кВтч на 100 километров. Если учесть потери при зарядке, общее потребление энергии составит 7,51 кВтч на 100 километров.
Средняя скорость на всем пути достигла 67,72 километра в час, а максимальная скорость — 138 километров в час. Когда машина прибыла в Вену, аккумулятор все еще сохранял достаточный запас хода примерно на 164 километра. Это означает, что если автомобиль продолжит движение в соответствии с оставшейся мощностью в конце теста, он теоретически может проехать более 1400 километров на одной зарядке.
Mission Efficiency использует не какой-то сверхмощный электродвигатель, разработанный специально для рекорда, а передний электродвигатель мощностью 99 киловатт, который используется совместно с будущим ID. Поло. В переоборудованном виде максимальная мощность этого мотора составляет около 135 лошадиных сил.
В автомобиле также используется технология аккумуляторов, связанная с идентификатором. Polo, поэтому фокус демонстрации Volkswagen не в том, что «батареи большего размера могут работать дальше», а в снижении энергопотребления самого автомобиля, так что аккумулятор с не преувеличенной емкостью может обеспечить очень значительный реальный запас хода.
Volkswagen даже заявил, что на скорости более 80 км/ч Mission Efficiency может снизить потребление энергии более чем на 30 % по сравнению с ID. Поло. На высокой скорости 140 км/ч энергопотребление этого прототипа примерно соответствует энергопотреблению ID. Поло при движении со скоростью 100 км/ч.
Это также показывает важность аэродинамики для выносливости электромобилей на высоких скоростях. По мере увеличения скорости автомобиля сопротивление воздуха быстро увеличивается. Поэтому, если электромобили хотят поддерживать низкое энергопотребление на шоссе, простое увеличение емкости аккумулятора не является наиболее эффективным решением. Уменьшение сопротивления ветру позволяет автомобилю увеличить запас хода при той же емкости аккумулятора, а также снизить потребность в зарядке.
Помимо аэродинамики Volkswagen также оптимизировал легкие аспекты. В автомобиле используется большое количество алюминия, высокопрочных материалов и материалов, армированных углеродным волокном, а за счет более легкой конструкции кузова снижается энергопотребление, необходимое для работы автомобиля.
Однако Mission Efficiency не использует роскошную интеллектуальную кабину в традиционном смысле этого слова. Чтобы еще больше снизить вес и сложность, Volkswagen даже не имеет традиционного большого центрального информационно-развлекательного экрана на центральной консоли, а использует идею «принеси свое собственное устройство».
Некоторые развлекательные и информационные функции можно выполнять в автомобиле с помощью мобильных телефонов, планшетов и других устройств. Также предусмотрены держатели для смартфонов и планшетов, оснащенные портативными динамиками Bluetooth. Такая конструкция не только снижает вес бортового электронного оборудования, но и отражает концепцию конструкции этой модели, которая ставит энергоэффективность на первое место.
Крыша автомобиля также оснащена солнечными панелями, которые могут питать бортовые электронные устройства и теоретически обеспечивают дополнительный запас хода примерно до 30 километров. Основная роль солнечной системы заключается не в том, чтобы нести основную движущую энергию транспортного средства, а в уменьшении потребления аккумуляторных батарей системой кондиционирования воздуха, электронным оборудованием и другими вспомогательными системами.
Хотя пропорции кузова явно напоминают спортивный автомобиль, Mission Efficiency по-прежнему имеет компоновку 2+2. Передний ряд может обеспечить полное пространство для ежедневного использования, а задний ряд больше подходит для пассажиров ростом менее 1,6 метра. Автомобиль также имеет 481 литр багажного отделения, и Volkswagen надеется доказать, что даже стремление к предельной аэродинамической эффективности не обязательно означает, что автомобиль полностью теряет свою повседневную практичность.
Дизайн-идея этого автомобиля на самом деле не первый раз, когда Volkswagen воплощает ее в жизнь. Примерно в 2013 году Volkswagen выпустил XL1, подключаемую гибридную модель с каплевидным кузовом и закрытой конструкцией задних колес, которая также нацелена на максимальную энергоэффективность. Позже XL1 даже перешёл на стадию мелкосерийного производства и стал одной из самых экспериментальных моделей в истории Volkswagen.
Mission Efficiency можно рассматривать как продолжение концепции XL1 в эпоху чисто электрических технологий. Однако существуют очевидные различия в технических маршрутах этих двух компаний. В XL1 используется особая силовая система и конструкция кузова, обеспечивающая максимальную легкость, а в Mission Efficiency больше используется существующая платформа Volkswagen MEB+ и технологии будущих моделей массового производства.
Поэтому настоящая значимость демонстрации Volkswagen заключается не в том, чтобы запустить экстремально выглядящее электрическое купе, а в том, чтобы доказать, что многие технологии, снижающие потребление энергии, на самом деле могут быть постепенно перенесены с концептуальных автомобилей на обычные серийные модели. Даже если потребители в конечном итоге не будут ездить на этом автомобиле каплевидной формы, активная аэродинамика, отклонение ступицы колеса, корпус шасси, легкие материалы и более эффективные системы терморегулирования, скорее всего, появятся в будущих электромобилях Volkswagen.
В настоящее время Volkswagen не объявил о планах официального массового производства Mission Efficiency. Этот автомобиль по-прежнему является концептуальной демонстрационной моделью технологий. Тем не менее, Volkswagen определяет его как автомобиль «почти массового производства», а это означает, что многие технологии в нем уже имеют высокий уровень инженерной зрелости.
Появление миссии Mission Efficiency также отражает тот факт, что вся автомобильная промышленность пересматривает эффективность электромобилей. В прошлом автомобильные компании часто увеличивали срок службы аккумуляторов за счет увеличения их емкости. Однако по мере того, как такие вопросы, как вес аккумулятора, стоимость и скорость зарядки, становятся все более заметными, снижение собственного энергопотребления транспортного средства становится еще одним важным техническим направлением.
Многие автомобильные компании, в том числе Mercedes-Benz, Audi, Porsche и Ford, снижают ветровое сопротивление электромобилей за счет более сложных аэродинамических конструкций. Влияние формы тела на фактическое потребление энергии становится все более очевидным, особенно в условиях высокоскоростного вождения.
Результаты, показанные Volkswagen в этом тесте, показывают, что электромобиль, в котором не используется аккумулятор сверхбольшой емкости и имеет умеренно мощную силовую систему, также может проехать на одной зарядке более 1200 километров благодаря экстремальной аэродинамической оптимизации и легкой конструкции.
Однако за такой уровень эффективности приходится платить явные затраты на стиль. Стройный каплевидный кузов Mission Efficiency, чрезвычайно низкая крыша и закрытые колеса — не самый приемлемый дизайн для рядового потребителя. Настоящая проблема, которую Volkswagen должен решить в будущем, заключается в том, как воплотить эти аэродинамические преимущества в обычные модели, которые потребители готовы покупать.
С этой точки зрения Mission Efficiency больше похожа на технологический эксперимент, чем на серийный автомобиль, который вот-вот будет запущен. Вопрос, на который он пытается ответить, очень прост: сколько энергии может сэкономить современный чистый электромобиль, если он не будет полагаться на более емкую батарею, а будет обеспечивать эффективность во всех аспектах, таких как аэродинамика кузова, вес, система питания, управление температурой и потребление вспомогательной энергии.
По крайней мере, судя по текущим результатам испытаний, Volkswagen дал весьма поразительный ответ.
Комментарии