من الحافلة الصغيرة إلى الوحل: حدود جديدة لنظام الهجين
Stellantis، الشركة الأم لـ Jeep و Chrysler، قد تكون تطور نسخة من نظام الهجين المتقدم ذي التروس الكوكبية المستخدم حالياً في Chrysler Pacifica Plug-In Hybrid للنشر في مجموعة مركبات Jeep خارج الطريق. يصف تقديم براءة اختراع تمت مراجعته من قبل Green Car Reports كيف يمكن تقتبس معمارية فصل الطاقة ذات التروس الكوكبية—التي تستخدم مجموعة من التروس الكوكبية لخلط قوة المحرك والمحرك الكهربائي بدون علبة تروس متعددة السرعات التقليدية—للمركبات التي تتطلب قدرة رباعية الدفع قوية.
نظام Pacifica الهجين ذو التروس الكوكبية محترم في مجتمع هندسة الهجين. بخلاف الهجينات المتسلسلة—حيث يقوم المحرك فقط بشحن البطارية التي تغذي العجلات دائماً—أو الهجينات الموازية التقليدية—حيث يعمل المحرك والمحرك من خلال علبة تروس تقليدية—يمكن لتكوين فصل الطاقة أن يعمل كهجين متسلسل، أو هجين موازٍ، أو في تجميعات مختلفة حسب ظروف القيادة. تسمح هذه المرونة باقتصاد وقود محسّن للغاية في ظروف متنوعة دون تعقيد أوضاع التشغيل المتميزة فيزياً.
تحدي التكيف خارج الطريق
تقتبس نظام مصمم لحافلة صغيرة برباعية دفع أمامي إلى مركبة برج الجسم أو رباعية الدفع الكاملة خارج الطريق ليس تافهاً. وحدة Pacifica الهجينة ذات التروس الكوكبية مضغوطة ومحسّنة للاتجاه العرضي النموذجي في مركبات رباعية الدفع الأمامي. مركبات Jeep خارج الطريق، خاصة Wrangler و Gladiator، تستخدم اتجاه نقل الحركة الطولي مع علبة نقل لتوزيع عزم الدوران على جميع العجلات الأربع.
يبدو أن تقديم براءة الاختراع يعالج هذا من خلال وصف كيف يمكن إعادة تشكيل نظام التروس الكوكبية للاستخدام الطولي، مع أحكام للاتصال بعلبة النقل. ستكون النتيجة هجين قابل للتوصيل بخصائص معمارية فصل الطاقة المميزة—تسليم طاقة سلس، عملية فعالة عبر نطاق واسع من السرعات—مدمجاً مع قدرة Jeep التقليدية للمحور الصلب والدفع الرباعي منخفض النطاق.
لماذا يكون الهجين منطقياً خارج الطريق
ثبت أن أنظمة الدفع الكهربائية مناسبة بشكل مفاجئ للظروف خارج الطريق. توفر المحركات الكهربائية عزم الدوران الأقصى عند صفر دورة في الدقيقة—بالضبط ما هو مطلوب لتسلق الصخور وقيادة الرمال والحالات الصعبة للمسار حيث يكون تسليم الطاقة بدقة منخفضة السرعة حاسماً. تمت الإشادة بـ Jeep Wrangler 4xe، الهجين القابل للتوصيل الحالي للعلامة التجارية، لهذه الخاصية تماماً: عزم الدوران الكهربائي الفوري المتاح عند سرعات منخفضة يحسن القدرة خارج الطريق نسبة للبدائل الاحتراق النقية.
يمكن لنظام فصل طاقة أكثر تطوراً أن يوسع هذه الميزة بينما يحسن أيضاً أوجه القصور في الكفاءة الفعلية لـ 4xe الحالية. Wrangler 4xe يستخدم معمارية هجينة موازية تقليدية فعالة ولكن أقل كفاءة حرارية من نظام فصل الطاقة في نطاق سرعات القيادة النموذجية في الاستخدام خارج الطريق.
عامل قلق الاستقلالية
تقدم قيادة خارج الطريق تحدياً خاصاً لمركبات البطارية الكهربائية: تمر المسارات بشكل متكرر عبر مناطق بدون بنية تحتية للشحن، والطلبات الطاقة للتضاريس الصعبة—سرعات منخفضة وأحمال عالية وانزلاق متكرر للعجلات—يمكن أن تستنزف البطاريات بسرعة أكبر من قيادة الطريق السريع. يعالج الهجين القابل للتوصيل مع محرك احتراق تقليدي كمحرك تمديد النطاق هذا القيد، مما يسمح للسائقين بمعالجة التضاريس البعيدة دون القلق بشأن حالة البطارية.
معمارية الهجين الكوكبي مناسبة بشكل خاص لعملية تمديد النطاق لأن المحرك يمكنه شحن البطارية أثناء القيادة، مما يحافظ على حالة شحن مفيدة للمساعدة الكهربائية عبر أقسام المسار الممتدة. يمكن لمركبة مبنية على هذه المعمارية أن تقود بالكهرباء لأول 30-40 ميلاً من المسار، ثم تنتقل إلى وضع مختلط يحافظ على شحن البطارية لأقسام الطلب التقني الأكثر صعوبة.
استراتيجية كهربة Jeep
التزمت Jeep بكهربة خط منتجاتها بشكل تدريجي، مما أدى إلى إدخال متغيرات هجينة قابلة للتوصيل من Wrangler و Grand Cherokee وغيرها. تواجه العلامة التجارية تحدياً خاصاً في أن هويتها الأساسية مرتبطة بالقدرة خارج الطريق—المجال حيث لا تزال مركبات البطارية الكهربائية بها قيود نسبة للبدائل الاحتراق للاستخدام البعيد والممتد.
يمكن لمعمارية هجينة أكثر تطوراً أن تسمح لـ Jeep بتقديم اقتصاد وقود أفضل بكثير في الاستخدام اليومي للتنقل—حيث يقضي معظم مالكي 4xe معظم قيادتهم—مع الحفاظ على القدرة خارج الطريق الكاملة لمغامرات نهاية الأسبوع التي تحفز المشتريات. يعالج هذا المزيج طبيعة الاستخدام الثنائي لحياة معظم مشتري Jeep بشكل أكثر فعالية من سيارة كهربائية نقية أو هجين تقليدي.
براءة الاختراع إلى المنتج: مسألة الجدول الزمني
تصف تقديمات براءات الاختراع مفاهيم هندسية قد تصل أو لا تصل إلى الإنتاج. تقدم Stellantis آلاف براءات الاختراع سنوياً عبر علاماتها التجارية، وتصف الكثير منها تقنيات تبقى في مرحلة البحث لسنوات أو يتم إيقافها في النهاية. يجب فهم براءة الهجين الكوكبي لاستخدام خارج الطريق كدليل على أن Stellantis تفكر بنشاط في هذا التطبيق، وليس كتأكيد على أن منتج معين قيد التطوير.
إذا وصلت التكنولوجيا إلى الإنتاج، فسيظهر على الأرجح أولاً في تطبيق Jeep Wrangler أو Grand Cherokee، بالنظر إلى خط الهجين القابل للتوصيل المثبت من Jeep وهوية الفئة خارج الطريق القوية بين المشترين.
يستند هذا المقال إلى تقارير من Green Car Reports. اقرأ المقال الأصلي.
