تاثیر بهینه‌سازی آئرودینامیک در افزایش دامنه مسافت خودروهای الکتریکی

محبوبیت خودروهای الکتریکی بیشتر از هر زمانی شده است. این موضوع بخشی به افزایش مدل‌های در دسترس مشتریان برمی‌گردد و بخشی دیگر به ارتقای سطح عملکرد این نوع خودروها، به‌ویژه در زمینه مسافتی که با یک بار شارژ می‌توانند طی کنند، مرتبط است.

همچنان که خودروسازان رقابتی شدید را در این رابطه دنبال می‌کنند، یکی از موارد که می‌تواند تأثیر زیادی بر عملکرد EV ها داشته باشد، بهینه‌سازی آئرودینامیکی است. می‌توان مشاهده کرد که هر ۱۰ درصد کاهش دراگ، منجر به افزایش ۵ درصدی دامنه مسافت می‌شود.

تسلا در سال ۲۰۱۳ در یک مقاله SAE بیان داشت که با استفاده از شبیه‌سازی دیجیتالی توانسته ضریب دراگ را بین کانسپت اولیه و طراحی نهایی مدل S به اندازه ۰.۰۸ بهینه‌سازی کند. می‌توان تخمین زد که این بهینه‌سازی حداقل ۵۰ مایل یا ۸۰ کیلومتر به دامنه مسافت خودروی الکتریکی تسلا اضافه کرده است.

برای رسیدن به کمینه دراگ، هر کدام از جزئیات طراحی بدنه، اهمیت خود را خواهد داشت. با نگاهی به برخی از مدل‌های اخیر EV، این چالش آئرودینامیک خودروسازان بیشتر مشخص می‌شود. در همین حال، برخی ویژگی‌های خاص خودروهای الکتریکی وجود دارند که می‌توان از آنها برای کاهش مقاومت در برابر باد بهره برد. به عنوان مثال، سطح تخت زیرین وسیله نقلیه شرایط مناسب برای جریان سریع و نرم هوا فراهم می‌کند. در جلوی EV‌ ها، کمتر از لبه‌های تیز استفاده می‌شود؛ موضوعی که حتماً برای مدل FF91 فارادِی فیوچر صدق می‌کند. دماغه نرم و گرد این خودرو باعث سرعت‌بخشیدن به جریان هوا به طرف زیر بدنه می‌شود؛ جایی که کار زیادی بر روی مدیریت جریان هوا و چگونگی هدایت آن در قطعات مختلف و به‌ویژه چرخ‌ها انجام شده است.

قوس و گلگیر چرخ‌ها معمولاً‌ یک‌سوم دراگ یک وسیله نقلیه را تشکیل می‌دهند و بنابراین در راندمان آئرودینامیک نقشی حیاتی ایفا می‌کنند. به گفته فارادِی فیوچر، چرخ‌های آئرولوجیک  در FF91 در هنگام حرکت، تغییر شکل می‌دهند و در سرعت‌های بالاتر به یک فرم با ویژگی‌های آئرودینامیک بالاتر می‌رسند. در واقع، اگر بخواهید اثر چرخ‌ها را بر جریان هوای منتهی به عقب خودرو به حداقل برسانید، یک طراحی بسته برای چرخ‌ها، چنین کاری را برای شما انجام خواهد داد.

امّا بازده آئرودینامیکی می‌تواند فرم‌های مختلفی داشته باشد و نمی‌توان با قاطعیت گفت که طراحی «جعبه‌ای» کانسپت کرایسلر پورتال حتماً دارای یک تأثیر منفی بر روی دراگ است. با داشتن زمان و ابزار مناسب برای کار، هر شکل و فرمی که در اختیار داشته باشید را می‌توانید از نظر آئرودینامیکی به یک حالت بهینه تبدیل کنید. به‌علاوه، «پورتال» در بسیاری از موارد مشابه FF91 عمل کرده است؛ از جمله طراحی دقیق تمام لبه‌ها، یک سطح بسیار صیقلی، یک جلوبندی بدون بازشوی بزرگ خنک‌کننده و یک طراحی مهندسی‌شدن برای گل‌گیرچرخ‌ها.

وقتی مهندس فیات کرایسلر، اشلی ادگار از ویژگی «هوشمند بودن» به عنوان جذابیت جدید طراحی خودروها نام می‌برد، خیلی‌ها نظرشان به طرف کانسپت پورتال جلب می‌شود. به پنجره جلوی بزرگ این کانسپت نگاه کنید که چگونه به طرف سقف امتداد پیدا می‌کند. در اینجا یک طرح بسیار مناسب و آئرودینامیک اجرا شده است. طراح ژئومتریک غیرعادی در کنار خودرو، بدون آن که مشکل آئرودینامیکی ایجاد کند، بسیار برجسته است؛ البته تا وقتی که از اثر «پله‌ای» آن بر جریان هوا چشم‌پوشی کنیم.

نیاز به اِلمان‌های خنک‌کننده در طراحی EV‌ها متفاوت از خودروهای معمولی است و در این حالت نیازی به جلوپنجره‌های بزرگ وجود ندارد. این موضوع به‌ویژه در مورد کانسپت فولکس‌واگن I.D. باز با حال و هوای کلاسیک میکروباس از دهه ۱۹۵۰ که جلوپنجره را به طور کامل کنار گذاشته، بیشتر صدق می‌کند؛ کانسپتی که در عین کلاسیک‌بودن، بسیار آینده‌نگرانه است و به نظر می‌رسد که راندمان آئرودینامیکی بالایی دارد. سطوح به کار رفته کانسپت «فولکس‌واگن I.D. باز» با مهارت خاصی طراحی شده‌اند و یک فرم کلی بسیار تمیز و شیک برای آن ایجاد شده است.

در همه مدل‌هایی که در بالا به آنها اشاره شد، و در حالت کلی در EV ها، تمام جنبه‌های آئرودینامیکی به منظور کمینه‌کردن مقاومت در برابر باد به کار گرفته می‌شوند. کار در این زمینه از طراحی می‌تواند در نهایت، منجر به عملکرد بهتر وسیله نقلیه و افزایش دامنه مسافت آن با استفاده از یک شارژ کامل باتری شود. با اینکه این خودروها هیچ‌گونه آلودگی برای محیط زیست در پی ندارند، امّا عملکردشان در دنیای واقعی اهمیت زیادی برای رانندگان آنها دارد و حتی یک «۸۰ کیلومتر اضافه» می‌تواند تفاوت زیادی ایجاد کند.

منبع: autoblog