Japonijos automobilių gamintojas „Nissan“ užpatentavo vadinamąjį aktyvų baterijos tvirtinimo sprendimą, skirtą pagerinti elektromobilių dinamiką ir saugumą. JAV patentų ir prekių ženklų biurui pateiktame dokumente aprašoma, kaip bendrovė siekia didelį traukos baterijos svorį paversti pranašumu – gerinant sukibimą, stabilumą ir valdymą.
Elektromobilio baterijų blokas yra ne tik brangiausia, bet ir viena sunkiausių jo dalių. Ankstyvieji elektromobilių gamintojai (dažnai nepriklausę tradicinei automobilių pramonei) perėmė seniai žinomą sprendimą: bateriją standžiai pritvirtinti prie kėbulo, kad ji taptų konstrukcijos dalimi ir prisidėtų prie važiuoklės standumo.
Didėjant reikalavimams įveikti vis ilgesnius atstumus, baterijų blokai tapo didesni ir sunkesni. Kartu išpopuliarėjo „Cell-to-Body“ architektūra, kuri kai kuriuose modeliuose jau tapo pramonės standartu ir sėkmingai taikoma masinėje gamyboje.
Vis dėlto „Nissan“ inžinieriai baterijos bloką vertina ne kaip pasyvų svorį, kurį tenka tiesiog vežiotis. Jų tikslas – paversti jį aktyvia atsvara, galinčia realiuoju laiku padėti optimizuoti automobilio elgseną kelyje.
„Nissan“ planas
Pagal pateiktą patentą baterijų blokas būtų tvirtinamas prie kėbulo naudojant pavaras (aktuatorius). Jų paskirtis – keisti baterijos padėtį taip, kad svorio pasiskirstymas automobilyje būtų optimalus konkrečioje situacijoje.
Aktuatoriai galėtų perstumti bateriją į kairę arba į dešinę (X ašimi), į priekį arba atgal (Y ašimi) arba judinti abiem kryptimis vienu metu. Sprendimus, kada ir kokius judesius atlikti, priimtų centrinis kompiuteris, remdamasis įvairių jutiklių duomenimis.
Numatomi jutikliai apimtų posvyrio (pitch), pasukimo aplink vertikalią ašį (yaw) ir pagreičio jutiklius, masės pasiskirstymo daviklius, giroskopus, infraraudonųjų spindulių bei ultragarsinius jutiklius. Ši informacija leistų sistemai realiuoju laiku koreguoti baterijos bloko padėtį ir taip gerinti automobilio stabilumą bei valdymą.
Kaip tai veiktų?
Jei tokia technologija pasiektų serijinę gamybą, tikėtina, kad pirmiausia ji būtų įdiegta aukštesnės klasės modeliuose. Pavyzdžiui, būsimoje „GT-R“ interpretacijoje baterijos bloką būtų galima perkelti arčiau galinės ašies, kad pagerėtų trauka ir įsibėgėjimas, o vėliau – pastumti arčiau centro, siekiant geresnio balanso ir, galimai, aerodinaminių savybių.
Greituose posūkiuose judanti baterija galėtų padėti mažinti nepakankamą pasukamumą (kai automobilis linkęs „stumti“ į priekį), o stabdant – prisidėti prie mažesnės priekinių ratų blokavimo rizikos, nes apkrova būtų perskirstoma tikslingiau.
Keturių varomųjų ratų automobiliuose, jutikliams užfiksavus, kad transporto priemonė tempia priekabą ar kitą automobilį į įkalnę, baterija galėtų būti perstumta arčiau priekinės ašies, taip pagerinant priekinių ratų sukibimą.
Teoriškai virtimo atveju aktuatoriai galėtų veikti realiuoju laiku ir padėti sumažinti tolesnių virtimų tikimybę. O esant šoninio smūgio grėsmei, sistema galėtų pastumti baterijos bloką toliau nuo tikėtinos smūgio vietos, kad sumažėtų jo pažeidimo rizika.
Technologijos iššūkiai
Nors sprendimas skamba patraukliai, jo įgyvendinimas susidurtų su praktiniais apribojimais. Pirmasis – kaina: papildomi aktuatoriai ir judanti tvirtinimo konstrukcija brangintų tiek baterijos modulį, tiek visą automobilį.
Antrasis – vietos poreikis. Judančiai konstrukcijai reikėtų papildomos erdvės, todėl tektų ieškoti kompromiso tarp salono ir bagažinės tūrio bei baterijos talpos (ląstelių kiekio). Tai galėtų reikšti arba mažiau vietos keleiviams ir kroviniui, arba mažesnę bateriją ir trumpesnį nuvažiuojamą atstumą.
Trečiasis – energijos sąnaudos. Sunkios baterijos judinimas realiuoju laiku reikalautų papildomos energijos, o tai potencialiai mažintų bendrą nuvažiuojamą atstumą. Dėl to svarstoma ir vairuotojo valdymo sąsaja, kuri leistų pasirinkti, kada ir kokiu intensyvumu sistema turėtų veikti.
Galiausiai verta prisiminti, kad ne visi patentai virsta realiais produktais. Todėl judančios baterijos koncepcija gali ir likti inžinerine idėja, taip ir nepasiekusia serijinių elektromobilių.
