Samochody elektryczne przynoszą wielką zmianę. Całkowicie inaczej rozwijają moc, oferują inny komfort jazdy. Te elementy zostają zauważone przez kierowców właściwie od razu. Nie wyczerpują one jednak pełnej listy innowacji e-mobilności. Istotną zmianą będzie bowiem ewolucja podejścia do projektowania pojazdów. Auto już nigdy nie będzie takie samo. W tym przypadku jednak kierowcy naprawdę mogą się cieszyć!
Czym różni się samochód elektryczny od samochodu o napędzie spalinowym? Z pewnością większość kierowców powie, że rozbieżność dotyczy głównie sposobu generowania mocy. I choć to oczywiście prawda, okazuje się, że elektryki mogą stać się przykładem e-rewolucji na wielu innych polach motoryzacji. Dlaczego? Specyfika budowy układu napędowego zasilanego energią elektryczną, jego osprzęt oraz magazyn energii w postaci akumulatorów elektrochemicznych sprawia, że inżynierowie mogą całkowicie inaczej poprowadzić proces projektowania samochodu. Mowa w tym momencie nie tylko o polityce materiałowej, ale także planowaniu przestrzeni.
Więcej miejsca, więcej możliwości
Aby wyjaśnić całkowitą zmianę myślenia w kwestii projektowania samochodów elektrycznych, trzeba wyjść od specyfiki działania układu napędowego. Wprawdzie waży on więcej od układu konwencjonalnego, uwzględniając baterię i w wersji z kompletnym osprzętem zajmuje nieco więcej miejsca, ale mimo wszystko sama jednostka napędowa jest znacznie łatwiejsza w zabudowie. Dla przykładu silnik elektryczny jest wielkości większego arbuza i miejsce jego zabudowy nie musi być tak obszerne jak miejsce zabudowy silnika konwencjonalnego. Z tego względu popularnym rozwiązaniem w nowych samochodach z napędem elektrycznym staje się umiejscowienie silnika w tylnej części pojazdu – tak jak widzimy to na przykładzie nowej generacji VW – platformy MEB. Oczywiście sam silnik to nie wszystko, wymaga on zastosowania stosunkowo niedużego mechanizmu przeniesienia napędu oraz falownika i magazynu energii, potocznie określanej jako bateria. W przypadku „baterii” zmianie uległ sposób projektowania płyty podłogowej. Nie ma już konieczności stosowania środkowego tunelu, w którym umieszczony byłby układ wydechowy. Podłoga może być całkowicie płaska – co zwiększa przestrzeń na nogi w kabinie. Do tego ze względów bezpieczeństwa, magazyn elektrochemiczny jest projektowany w taki sposób, aby uniemożliwić jego penetrację w razie wystąpienia kolizji drogowej. To zapewnia zwiększoną sztywność skrętną struktury płyty podłogowej i tym samym wpływa korzystnie na sztywność skrętną całego nadwozia. Ostatnim aspektem umieszczenia ciężkiej baterii w najniższym punkcie samochodu jest obniżenie jego środka ciężkości, a co za tym idzie, znacznie łatwiej jest dobrać nastawy zawieszania tak, aby uzyskać dobre właściwości jezdne samochodu.
W obecnie spotykanych rozwiązaniach silnik elektryczny łączony jest z prostym układem przeniesienia napędu, tj. układem różnicowym, z którego wyprowadzone są półosie napędowe, przekazujące moment do kół osi napędzanej. Takie rozwiązanie sprawia, że silnik musi być zamocowany pomiędzy kołami osi napędzanej, bez znaczenia czy są to koła przednie czy tylne. Jednak coraz częściej myśli się o zmianie sposobu projektowania układów napędowych i umieszczaniu silników bezpośrednio przy kołach napędzanych bez stosowania układów różnicowych, np. identycznie jak w chorwackim Rimacu Concept One. Taki projekt jest o tyle ciekawy, że pozwala np. na wygospodarowanie dodatkowej przestrzeni załadunkowej pod “maską” i przesunięcie kabiny bliżej przedniej osi. Poza tym całkowicie eliminuje konieczność stosowania przekładni czy nawet układu przeniesienia napędu. Sterowanie pracą silników odbywa się bowiem w technologii by-wire poprzez centralny komputer.
Sam silnik pod maską? Napędy konwencjonalne nie mają szans!
Nawet jeżeli producent w samochodzie elektrycznym segmentu popularnego ulokuje jednostkę napędową pod maską, po przeniesieniu baterii pod podłogę kabiny pasażerskiej, sam motor wraz z przetwornicami zajmie zdecydowanie mniejszą ilość przestrzeni niż jednostka benzynowa czy wysokoprężna. A to pozwoli na dużo niższe zarysowanie przodu pojazdu i nadanie mu bardziej aerodynamicznego kształtu. Dodatkowo z przedniej części auta zniknie duża i wymagająca ciągłego operowania powietrza chłodnica. Zastąpienie jej wymiennikiem ciepła o niższych wymaganiach gabarytowych sprawi, że projektanci będą mogli ograniczyć znaczenie grilla wyłącznie do niewielkiej kratki w dolnej części zderzaka. A to ponownie zmieni stylistykę przodu.
Przykładów pomysłowości inżynierii podczas projektowania samochodów elektrycznych wcale nie trzeba długo szukać. Jedna z lepszych ilustracji pochodzi ze Stanów Zjednoczonych i dotyczy m.in. Tesli Model S. Elektryczny liftback ma bardzo podobne wymiary nadwozia do najnowszego BMW serii 5. Co ciekawe, bawarski sedan posiada większy rozstaw osi. To jednak nie przeszkodziło Tesli w zbudowaniu niewyobrażalnie przestronnej kabiny pasażerskiej. Model S jest w stanie zabrać na pokład nawet 7 osób! Do tego w konfiguracji 5-osobowej bagażnik tego elektrycznego auta pomieści nawet 894 litry, z czego 150 pod maską przednią. Wynik na poziomie pozostałych 744 litrów nadal brzmi imponująco i do tej pory był zarezerwowany nie dla sedanów czy liftbacków, a jedynie potężnych SUV-ów.
Nowy sposób projektowania – nowe możliwości dla kierowców
Specyficzny sposób projektowania samochodów wyłącznie elektrycznych bez wątpienia stanie się trendem przyszłości. Trendem, który jak można podejrzewać, mocno zmieni sposób postrzegania pojazdów przez kierowców. Przykład na poparcie tej tezy już za kilka lat pojawi się w gamie Volkswagena. Niemcy bowiem na poważnie szykują się do prezentacji e-auta o nazwie ID. Model ten, choć wielkością powinien przypominać obecnego Golfa, pod względem ilości przestrzeni dla pasażerów i na bagaże ma według niemieckich deklaracji przypominać dużo bardziej Passata. Kolejny przykład pochodzi ze stajni Nissana. Koncept IMx zapowiada elektrycznego SUV-a z Japonii. Auto, choć będzie bazować na płycie podłogowej kompaktowego modelu Leaf, powinno stanąć w szranki m.in. z Teslą Model X – autem, które rozmiarami odpowiada BMW X5.
Co nowy sposób projektowania samochodów elektrycznych może oznaczać dla kierowców? Z pewnością wielu ucieszy fakt, że większa dowolność w tworzeniu projektów nadwozia sprawi, że auta zaczną wyglądać jeszcze ciekawiej i bardziej innowacyjnie. Po drugie, kierowca kupując auto tego samego segmentu, otrzyma dużo większą kabinę pasażerską i bagażnik. Po trzecie, przy odrobinie pomysłowości inżynierów mocno wzrośnie poziom praktyczności i funkcjonalności pojazdów. To aspekty kluczowe z eksploatacyjnego punktu widzenia, które z pewnością zostaną również docenione przez użytkowników.