موتورهای برقی YASA | آینده ترمزگیری و کاهش وزن خودروهای برقی

شرکت بریتانیایی YASA، که اکنون زیرمجموعه مرسدس بنز است، در حال توسعه نمونه‌های اولیه موتورهای برقی درون چرخ با طراحی شار محوری است,. این موتورها قدرت بسیار زیادی تولید می‌کنند و می‌توانند تا ۹۸۶ اسب‌بخار (۷۵۰ کیلووات) در هر چرخ توان ارائه دهند. مهم‌تر آنکه، این موتورها به دلیل عملکرد قدرتمند در ترمز احیاکننده (Regenerative Braking)، عملاً به‌عنوان ترمزهای عقب عمل کرده و نیاز به سخت‌افزار ترمزهای عقب بزرگ را حذف می‌کنند,. این نوآوری منجر به کاهش وزن قابل توجهی تا ۴۴۰ پوند می‌شود و به دلیل طراحی نازک‌تر شار محوری، فضای کمتری اشغال می‌کند. اگرچه این فناوری هنوز در مرحله نمونه اولیه است، مرسدس بنز آن را در کانسپت‌های خود مانند Vision One-Eleven به نمایش گذاشته است.

چگونه موتورهای برقی YASA نقش ترمز را ایفا می‌کنند؟

خودروهای برقی (EVs) ذاتاً نسبت به خودروهای دارای موتور احتراق داخلی، اتکای کمتری به ترمزهای مکانیکی خود دارند، چرا که از ترمز احیاکننده برای بازیابی انرژی استفاده می‌کنند. از آنجایی که بخش عمده نیروی ترمزگیری صرف نظر از نوع پیشرانه به چرخ‌های جلو وارد می‌شود، ترمزهای عقب در خودروهای برقی معمولاً می‌توانند کوچک‌تر باشند. برای مثال، فولکس واگن ID.4 از ترمزهای کاسه‌ای در عقب استفاده می‌کند. با این حال، شرکت بریتانیایی YASA قصد دارد این روند را به سطحی افراطی برساند.

YASA، که یکی از شرکت‌های تابعه مرسدس بنز است، اخیراً یک نمونه اولیه موتور درون چرخ را معرفی کرده که طراحی شار محوری موجود این شرکت را با یک اینورتر جمع‌وجور ترکیب می‌کند. بنا به گفته این شرکت، این مجموعه می‌تواند توان شگفت‌انگیز ۷۵۰ کیلووات (معادل ۹۸۶ اسب‌بخار) در هر چرخ را تولید کند و در عین حال، “پتانسیل کاهش چشمگیر سخت‌افزار ترمز عقب” را فراهم می‌آورد. تیم وولمر، مدیر ارشد فنی YASA، توضیح داده است که این موتور به گونه‌ای طراحی شده تا تمام الزامات حرارتی مورد نیاز برای یک ترمز عقب را برآورده سازد. برای حفظ ایمنی، تدابیر پشتیبان نیز در نظر گرفته شده است، از جمله امکان استفاده از یک ترمز اضطراری کوچک یا تخلیه عمدی توان موتور، به شکلی که حتی در صورت آسیب دیدن قطعات الکترونیکی مربوطه، موتور بتواند نقش ترمز را ایفا کند.

مزایای کلیدی فناوری موتورهای برقی YASA

یکی از مهم‌ترین مزایای بالقوه این فناوری، کاهش وزن کلی و فشرده‌تر شدن بسته‌بندی قطعات است. خود موتور YASA بدون اینورتر تنها حدود ۲۷.۹ پوند (حدود ۱۲.۶ کیلوگرم) وزن دارد و تراکم توان بسیار بالایی از خود نشان می‌دهد. در یک آزمایش دینامومتری، این موتور توانست ۲۶.۷ کیلووات بر پوند تولید کند که YASA ادعا می‌کند در صورت تأیید رسمی، یک رکورد جهانی خواهد بود. با در نظر گرفتن کاهش وزن ناشی از کوچک شدن سخت‌افزار ترمزگیری و سایر قطعات مرتبط، YASA مدعی است که این مجموعه درون چرخ می‌تواند در مجموع تا ۴۴۰ پوند (حدود ۲۰۰ کیلوگرم) در وزن خودرو صرفه‌جویی کند.

موتورهای شار محوری YASA تناسب ویژه‌ای با کاربرد درون چرخ دارند. این موتورها در مقایسه با موتورهای متداول شار شعاعی (Radial Flux) بسیار نازک‌تر هستند، چرا که نیروی مغناطیسی که باعث چرخش آن‌ها می‌شود (شار)، به صورت موازی با محور چرخش حرکت می‌کند، نه به سمت بیرون یا شعاعی. همین ویژگی امکان طراحی فشرده‌تری را فراهم می‌آورد که به آسانی بیشتری در توپی چرخ‌ها (Wheel Hubs) جای می‌گیرد. کاهش وزنی که YASA ادعا می‌کند، برای موتورهای درون چرخ اهمیت فوق‌العاده‌ای دارد، زیرا جرم فنربندی نشده (Unsprung Mass) یکی از موانع اصلی برای تجاری‌سازی این فناوری محسوب می‌شود.

آینده این فناوری در محصولات مرسدس بنز

در حال حاضر، طراحی YASA همچنان در حد یک نمونه اولیه است و ممکن است هنوز موانعی برای تجاری‌سازی کامل وجود داشته باشند. این شرکت جدول زمانی مشخصی برای تولید انبوه اعلام نکرده است. با این حال، شرکت مالک، مرسدس بنز، موتورهای YASA را در خودروهای مفهومی خود نظیر Vision One-Eleven و AMG GT XX به نمایش گذاشته است که نشان‌دهنده تعهد آن‌ها به پیاده‌سازی این فناوری پیشرفته در آینده است.

پرسش‌های متداول

1- موتورهای برقی YASA چه نوع فناوری‌ای دارند؟

موتورهای YASA از فناوری شار محوری (Axial Flux) استفاده می‌کنند. در این طراحی، شار مغناطیسی به صورت موازی با محور چرخش حرکت می‌کند، برخلاف موتورهای متداول شار شعاعی که شار در آن‌ها به صورت شعاعی (از مرکز به بیرون) حرکت می‌کند؛ نتیجه آن، موتوری بسیار نازک‌تر و فشرده‌تر است.

2- مزیت اصلی استفاده از موتورهای YASA درون چرخ چیست؟

مزیت اصلی، توان بالای ۹۸۶ اسب‌بخاری در ترکیب با قابلیت ترمزگیری احیاکننده است که باعث می‌شود این موتورها عملاً به عنوان ترمزهای عقب عمل کنند و نیاز به سخت‌افزار ترمزگیری بزرگ در عقب را از بین ببرند,. این امر منجر به کاهش وزن قابل ملاحظه تا ۴۴۰ پوند می‌شود.

3- آیا این موتورها اکنون در خودروهای برقی در دسترس هستند؟

خیر، این طرح در حال حاضر در مرحله نمونه اولیه قرار دارد و شرکت YASA هنوز جدول زمانی قطعی برای تولید آن اعلام نکرده است. با این وجود، مرسدس بنز، مالک YASA، این موتورها را در خودروهای مفهومی Vision One-Eleven و AMG GT XX خود به نمایش گذاشته است.

4- ترمز احیاکننده چگونه به حذف ترمزهای مکانیکی عقب کمک می‌کند؟

خودروهای برقی به طور کلی به دلیل ترمز احیاکننده که انرژی جنبشی را هنگام ترمزگیری به باتری باز می‌گرداند، کمتر به ترمزهای مکانیکی وابسته هستند. از آنجا که بخش اعظم نیروی ترمزگیری همیشه به چرخ‌های جلو وارد می‌شود، عملکرد قوی ترمز احیاکننده در عقب (توسط موتور YASA) باعث می‌شود که نیاز به ترمزهای مکانیکی سنگین و بزرگ در محور عقب عملاً از بین برود.

محمد عسکری

محمد عسکری هستم . سئو کار ، کارشناس و نویسنده ی وبسایت پارس دیجی . از سال 1403 شروع به نوشتن ، تحقیق و ترجمه مطالب در حوزه ی تکنولوژی ، دیجیتال و گجت های تکنولوژی کردم و به این حوزه خیلی علاقه مند هستم.