Japonų automobilių gamintojas „Nissan“ užpatentavo vadinamąjį aktyvųjį baterijos tvirtinimą, skirtą pagerinti elektromobilių (EV) dinamiką ir saugumą. JAV patentų ir prekių ženklų biurui (USPTO) pateiktame dokumente aprašoma, kaip „Nissan“ siekia išnaudoti didelį traukos baterijos svorį kaip pranašumą, gerinant sukibimą ir valdymą.
Elektromobilio baterijų blokas yra ne tik brangiausia, bet ir viena sunkiausių jo dalių. Nors pirmieji elektromobilių gamintojai nebuvo tradicinės automobilių pramonės atstovai, jie perėmė seną sprendimą – tvirtinti baterijų bloką standžiai prie kėbulo, kad šis veiktų kaip konstrukcinis elementas ir standintų važiuoklę.
Didėjant reikalavimams nuvažiuoti vis didesnį atstumą, baterijų blokai tapo didesni ir sunkesni. Tuo pačiu metu taip vadinamoji „Cell-to-Body“ architektūra tapo pramonės standartu ir jau sėkmingai naudojama masinėje gamyboje.
Tačiau „Nissan“ inžinieriai į baterijų bloką žvelgia ne kaip į pasyvų svorį, kurį reikia tiesiog vežiotis. Jie siekia panaudoti jį kaip aktyvų atsvarą, galinčią realiuoju laiku pagerinti sukibimą ir automobilio valdymą.
„Nissan“ planas
Pagal „Nissan“ pateiktą patentą, baterijų blokas būtų tvirtinamas prie kėbulo naudojant pavaras (aktuatorius). Jų užduotis – nustatyti ir užtikrinti optimalų baterijos svorio paskirstymą automobilyje.
Aktuatoriai galėtų judinti baterijų bloką į kairę arba dešinę (X ašis), į priekį arba atgal (Y ašis) arba abiem kryptimis vienu metu. Sprendimus, kaip ir kada šie judesiai turi būti atliekami, priimtų centrinis kompiuteris, kuris remtųsi įvairių jutiklių perduodama informacija.
Tarp tokių jutiklių būtų posvyčio (pitch), pasukimo aplink vertikalią ašį (yaw) ir pagreičio jutikliai, masės pasiskirstymo davikliai, giroskopai, infraraudonųjų spindulių ir ultragarsiniai jutikliai. Visa ši informacija leistų kompiuteriui realiuoju laiku reguliuoti baterijų bloko padėtį ir taip optimizuoti automobilio elgseną kelyje.
Kaip tai veiktų?
Jei ši technologija būtų pritaikyta gamybiniuose automobiliuose, tikėtina, kad ji pirmiausia atsirastų aukštos klasės modeliuose. Pavyzdžiui, būsimoje „GT-R“ versijoje baterijų blokas galėtų būti nukeliamas arčiau galinės ašies, kad pagerėtų trauka ir įsibėgėjimas, o vėliau perstumiamas arčiau centro, siekiant geresnių aerodinaminių savybių.
Greituose posūkiuose judanti baterija galėtų padėti mažinti nepakankamą pasukamumą (kai automobilis „stumia“ tiesiai), o stabdant – prisidėti prie mažesnės priekinių ratų blokavimo rizikos.
Keturių varomųjų ratų (4WD) automobiliuose, jutikliams užfiksavus, kad transporto priemonė tempia priekabą ar kitą automobilį į įkalnę, baterija galėtų būti perstumta arčiau priekinės ašies, kad pagerėtų sukibimas.
Jei elektromobilis verstųsi, aktuatoriai teoriškai galėtų veikti realiuoju laiku ir padėti sumažinti tolimesnių virtimų tikimybę. Esant šoninio smūgio rizikai, sistema galėtų pastumti baterijų bloką toliau nuo numanomo smūgio vietos ir taip sumažinti jo pažeidimo tikimybę.
Technologijos iššūkiai
Nors tokia sistema skamba viliojančiai, jos įgyvendinimui kyla nemažai praktinių kliūčių. Pirmiausia – kaina: papildomi aktuatoriai ir judanti baterijų laikymo konstrukcija brangina visą automobilį.
Be to, tokia sistema užimtų daugiau vietos. Tai reikštų kompromisą tarp salono erdvės ir baterijos talpos (ląstelių skaičiaus). Reikėtų rinktis: arba mažiau erdvės keleiviams ir bagažui, arba mažesnė baterija ir trumpesnis nuvažiuojamas atstumas.
Kitas svarbus aspektas – energijos suvartojimas. Sunkios baterijos judinimas realiuoju laiku taip pat reikalautų nemažai energijos, o tai gali neigiamai paveikti bendrą nuvažiuojamą atstumą. Todėl „Nissan“ svarsto ir vairuotojo valdymo sąsają, leidžiančią pačiam pasirinkti, kada ir kokiu intensyvumu ši sistema turėtų veikti.
Galiausiai verta prisiminti, kad ne visi patentai tampa realiais produktais. Tad ir judančios baterijos koncepcija gali taip ir likti inžinerine idėja brėžiniuose, niekada nepasirodžiusi serijiniuose elektromobiliuose.
