نقش سیستم های الکتریکی در خودروهای آینده

حذف قطعات مکانیکی و جایگزینی آن‌ها با قطعات الکتریکی در خودروها مزایای بسیاری دارد که می‌تواند آینده‌ی صنعت خودروسازی را دگرگون کند.

«رانندگی الکتریکی» مفهوم جدیدی است که توانسته راه خود را به صنعت خودروسازی باز کند. خودورسازان با پیگیری این طرح نوآورانه قصد دارند با حذف قطعات و مکانیزم‌های مکانیکی در خودروها و جایگزینی آن‌ها با قطعات الکتریکی، آینده‌ای درخشان‌تر برای این صنعت بسازند. مدتی است که استفاده از این مفهوم و به‌کارگیری آن در خودروها آغاز شده است که می‌توان ردپای آن را در معرفی ترمزهای الکتریکی، فرمان برقی و سایر نوآوری‌ها در دنیای خودروهای الکتریکی نظیر سیستم‌های خودران یافت.

هنگامی‌که برای نخستین بار آلفارومئو در مدل‌های جولیا و استلویو از ترمز الکتریکی MKC1 ساخت شرکت کنتیننتال استفاده کرد، صنعت خودروسازی به مزایای استفاده از مفهوم «رانندگی الکتریکی» پی برد. ترمز الکتریکی MKC1 با حذف قطعات مکانیکی در سیستم ترمز، سیستم جدیدی را ارائه داد که علاوه بر کاهش وزن نسبت به نمونه‌های مکانیکی، معایب سیستم‌های سنتی گذشته را نیز برطرف کرد. در این سیستم قطعات مختلف نظیر سیلندر اصلی ترمز، بوستر، کنترل مرکزی ABS و ESC به‌صورت یکپارچه طراحی شده و این امر سبب کاهش فضای اشغال شده، کاهش وزن تا ۴ کیلوگرم و حذف پیچیدگی‌های طراحی شده است.علاوه بر این، پدال ترمز قابلیت انتقال حس ترمزگیری به پای راننده را باتوجه به‌شدت اعمال ترمزها خواهد داشت که این امر از طریق شبیه‌سازهای مکانیکی تعبیه شده در پدال میسر شده است. نکته‌ی مثبت دیگر در استفاده از این سیستم جدید حذف مسافت جابه‌جایی پدال به‌واسطه‌ی کاهش فشار روغن یا خوردگی لنت‌ها است، به این صورت که پدال ترمز همواره تا میزان مشخصی بالا یا پایین می‌رود و این فاصله در طول زمان تغییر نخواهد کرد.

استفاده از ترمزهای کاملا الکتریکی این امکان را به خودروسازان می‌دهد که بتوانند با حذف کامل روغن ترمز و خطوط انتقال سیال هیدرولیک علاوه بر حفظ فضا و کاهش وزن، خطوط تولید تمیزتر و بهینه‌تری داشته باشند. با استفاده از این سیستم دیگر نیازی به تعویض ادواری روغن ترمز وجود ندارد و سازندگان می‌توانند سیستم فنربندی، چرخ‌ها و سیستم ترمز را به‌طور یکپارچه مونتاژ کنند که این امر در سرعت تولید خودرو تأثیر به‌سزایی دارد.

فرمان برقی یکی دیگر از زمینه‌هایی است که خودروسازان با به حداقل رساندن قطعات مکانیکی سعی دارند نقش سیستم‌های الکتریکی در خودروها را پررنگ‌تر کنند. درحال‌حاضر سیستم‌های الکتریکی کمکی فرمان در بسیاری از خودروها استفاده می‌شوند و مزیت عمده‌ی آن‌ها مصرف کم‌تر انرژی نسبت به پمپ هیدرولیک خودرو در فرمان‌های مکانیکی است. در این سیستم‌ها هنوز هم اتصالات مکانیکی فرمان وجود دارند، اما یک موتور الکتریکی وظیفه‌ی افزایش نیروی دست راننده برای جابه‌جایی فرمان را برعهده دارد. فرمان‌های تمام برقی که اتصال مکانیکی در آن‌ها به‌طور کامل حذف شده باشد، هنوز به دلیل ارتقای سطح ایمنی و قانون‌های سخت‌گیرانه نتوانسته‌اند پا به عرصه‌ی صنعت خودروسازی بگذارند.

با اینکه فرمان تمام برقی و ترمزهای تمام الکتریکی هنوز نتوانسته‌اند دنیای خودروسازی را فتح کنند، اما دریچه برقی گاز مدتی است که جای خود را در خودروهای مدرن پیدا کرده است. در این سیستم میان پدال گاز و دریچه‌ی برقی هیچ اتصال مکانیکی وجود ندارد و به‌جای آن آرایه‌ای از حسگرها روی پدال گاز و پیشرانه نصب شده است که وظیفه‌ی انتقال اطلاعات به پردازنده خودرو را بر عهده دارند. پردازنده با دریافت این اطلاعات و ارسال سیگنا‌ل‌های مناسب دریچه و میزان پاشش سوخت را تنظیم می‌کند. مزیت این سیستم کنترل بهتر مصرف سوخت و تولید کمتر آلاینده‌های زیست‌محیطی است.

درحال‌حاضر فرمان تمام برقی و ترمز تمام الکتریکی در مرحله‌ی آزمایش نمونه‌های اولیه قرار دارند و بالاخره روزی راه خود را به دنیای خودروها باز خواهند کرد. در حقیقت با ظهور خودروهای خودران شاید زمان آن فرا رسیده است که تغییراتی در قوانین اعمال شود که درنتیجه‌ی آن بتوان از این سیستم‌ها در خودروهای خودران بهره جست.