تقدم شركة ZF موسعات المدى الجديدة لمزيد من المدى الكهربائي

أعلنت شركة ZF عن جيل جديد من تقنيات موسعات المدى، ومن المقرر أن يبدأ الإنتاج التسلسلي لها في 2026. تمثّل موسّعات المدى حلًا فعالًا لمشكلة القلق من مدى القيادة: وهي تعتمد على مولّد يعمل بمحرك احتراق داخلي، يتم ربطه بمحرك كهربائي لتوليد الطاقة اللازمة لشحن بطارية السيارة وتمديد نطاق قيادتها.

نفاد البطارية دون وجود محطة شحن قريبة في الأفق يُعد سيناريو كابوسيًا للعديد من سائقي السيارات الكهربائية:

يقول الدكتور أوتمار شارر، رئيس قسم تطوير تقنيات الدفع الكهربائي: "على الرغم من أن المدى الكهربائي الخالص لسيارات الركاب يبلغ في المتوسط حوالي 500 كيلومتر، فإن القلق من المدى لا يزال يؤثر على شريحة كبيرة من المشترين عند اتخاذ قرارهم بشأن سيارتهم القادمة."

ويؤكد أن هذه المشكلة تزداد وضوحًا في المناطق التي لا تتوفر فيها بنية تحتية متكاملة للشحن حتى الآن.

تعزيز النطاق الإلكتروني

لهذا السبب، تعمل شركة ZF على تطوير الجيل التالي من موسّعات المدى.

ويؤكد رئيس قسم التطوير: "إنها تمثل بديلاً حقيقيًا للبطاريات الأكبر حجمًا — وبالتالي الأعلى تكلفة — أو للسيارات الهجينة القابلة للشحن (PHEV) " في تقنية موسّعات المدى، يُقترن محرك الاحتراق الداخلي بمحرك كهربائي، يتولى توليد الكهرباء لبطارية السيارة عندما ينخفض مستوى شحنها إلى ما دون حد معين. وكما يوحي اسمها، فإن هذه التقنية تسهم في زيادة مدى القيادة الكهربائية للسيارة.

وتكمن الميزة الرئيسية مقارنةً بالسيارات الهجينة القابلة للشحن أو بمحركات الاحتراق التقليدية، في أن محرك موسّع المدى يعمل دائمًا ضمن نطاق الكفاءة الأعلى لاستهلاك الوقود، مما يساهم في خفض استهلاك الوقود وتقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في آنٍ واحد.

تقنية موسع المدى من ZF

قامت شركة ZF خلال السنوات الماضية بإدخال تقنية موسع المدى ضمن سلسلة الإنتاج. ومن بين التطبيقات البارزة، تم تجهيز مجموعة من سيارات الأجرة الشهيرة في لندن بمحركات كهربائية من إنتاج مجموعة ZF التكنولوجية.

تعمل الشركة حاليًا على تطوير الجيل التالي من هذه التقنية، والمتمثل في:

موسّع المدى الكهربائي (eRE)

وموسّع المدى الكهربائي بلس (eRE+)

ويتميّز كلا الطرازين بتصميم متكامل ومرن للغاية، من حيث الأداء، والبنية الإلكترونية، وخيارات الجهد (400 أو 800 فولت)، وكذلك نوع أشباه الموصلات المستخدمة. يجمع eRE بين محرك كهربائي مع عاكس مدمج وبرنامج تشغيل مخصص وعلبة تروس كوكبية. يحتوي eRE+ أيضاً على قابض ذكي وترس تفاضلي. وهذا ما يتيح استخدام النظام كمولّد للطاقة أو كمحرك ثانوي إضافي، مما يُغني الشركات المصنّعة عن الحاجة إلى تطوير مكوّن منفصل لهذا الغرض.

طاقة قابلة للتطوير مع eRE و eRE+

يمكن توسيع نطاق الطاقة في كلا الطرازين بحسب الحاجة. يتراوح الأداء من 70 إلى 110 كيلوواط في طرازeRE، ومن 70 إلى 150 كيلوواط في طراز eRE+ . ويشرح الدكتور شارر، رئيس قسم التطوير، قائلًا:

"إن الاهتمام المتجدد والطلب المتزايد على موسّعات المدى يؤكدان أن إمكانيات هذه التقنية لم تُستنفد بعد — خصوصًا فيما يتعلق بالمنصات المصممة مسبقًا لأنظمة الدفع الكهربائي العاملة بالبطاريات."

"نحن نعتمد في حلولنا على مفهوم النظام والمنصة، وهذا ما يجعلنا على استعداد مثالي لتلبية جميع متطلبات العملاء والسوق، مع تقليص مدة التطوير."

من خلال نظام موسّع المدى الكهربائي بلس (eRE+)، تستفيد ZF من خبرتها الواسعة في تكنولوجيا نقل الحركة، بحيث يمكن للمحرك الكهربائي أن يعمل أيضًا كمحرك مساعد إضافي للمحور (Axle Drive)، إلى جانب دوره الأساسي في توليد الطاقة الكهربائية لشحن البطارية.

طرازات هجومية من السيارات الكهربائية الممتدة المدى في السوق الصيني

مقارنةً بحلول أنظمة الدفع الهجينة المتوازية، مثل السيارات الكهربائية الهجينة القابلة للشحن (PHEV)، تُعد تقنية موسّعات المدى (Range Extenders) خيارًا أكثر كفاءة، حيث توفر تكاليف إضافية أقل، وأوقات تطوير أقصر، ومتطلبات أقل للمنصات الهندسية، وإدارة مبسطة لسلاسل التوريد. وهذا ما يجعلها خيارًا جذّابًا بشكل خاص للمصنّعين الجدد في السوق، الذين لا يملكون خبرة كافية في أنظمة الدفع التقليدية المعتمدة على محركات الاحتراق الداخلي.

ويجري حالياً في الصين اختبار نموذج هجومي حقيقي لما يسمى بالمركبات الكهربائية الممتدة المدى (REEV) في الصين، والتي يمكن أن تقطع مسافات تزيد عن 700 كيلومتر بفضل هذه التقنية. يقول شارر: ”نحن نستفيد من حقيقة أن هناك مجموعة واسعة من منصات السيارات الكهربائية الممددة المدى التي يمكن استكمالها بموسعات المدى“. وهذا سبب آخر لمشاركة مواقع ZF الصينية في تطوير نظام Fe.

لهذا السبب، كانت مواقع شركة ZF في الصين تقود عملية التطوير. لكن ليس في الصين فقط، بل يتزايد أيضًا اهتمام المصنّعين بهذه التقنية في الولايات المتحدة وأوروبا.

يضيف شارر:

"سوق السيارات الكهربائية الخالصة لم يتطور كما كان متوقعًا قبل بضع سنوات. ولهذه المرحلة الانتقالية، يمكن أن تكون موسّعات المدى الحل المثالي."

فمع مركبات REEV، يمكن للسائقين الاستمتاع بمزايا التنقل الكهربائي دون التخلي عن مرونة سيارات PHEV أو مركبات البنزين التقليدية.

وحتى بالنسبة إلى المصنّعين التقليديين، تشكّل موسّعات المدى خيارًا اقتصاديًا فعالًا، إذ تتيح استخدام بطاريات أصغر حجمًا (وبالتالي أقل تكلفة)، كما تساعد على تحقيق الامتثال لمعايير الانبعاثات الصارمة التي تفرضها القوانين على أساطيل المركبات.