Πόσες “ταχύτητες” έχει ένα ηλεκτροκίνητο όχημα;
Προσφάτως η Lexus ανακοίνωσε ότι προτίθεται να εξελίξει χειροκίνητα κιβώτια, σε συνδυασμό με συμπλέκτη, για αμιγώς ηλεκτροκίνητα οχήματα με κύριο επιχείρημα μια πιο συμμετοχική εμπειρία για τον οδηγό. Αν έχετε ήδη αναρωτηθεί πάντως για το είδος του κιβωτίου με τον οποίο εφοδιάζονται τα αμιγώς ηλεκτροκίνητα οχήματα, η συντριπτική πλειονότητά τους από το πιο ταπεινό supermini έως τα super premium, αξιοποιεί κιβώτιο μονής σχέσης καθώς, επί της ουσίας, η ηλεκτρική τεχνολογία δεν απαιτεί την παρουσία κιβωτίου και διαφορετικών σχέσεων με τον τρόπο που το απαιτούν οι κινητήρες εσωτερικής καύσης.
Οι λόγοι είναι πολλοί, αλλά ο πρώτος και κύριος που τα ηλεκτροκίνητα εφοδιάζονται με κιβώτιο μονής σχέσης είναι ότι οι στροφές ενός ηλεκτρικού μοτέρ είναι σαφώς υψηλότερες σε σχέση με ένα συμβατικό κινητήρα βενζίνης ή πετρελαίου. Ενδεικτικά θα αναφέρουμε ότι το ωφέλιμο φάσμα στροφών κινητήρα ενός συμβατικού αυτοκινήτου κυμαίνεται μεταξύ 4.000-6.000 σ.α.λ. τη στιγμή που ένας ηλεκτροκινητήρας μπορεί να φτάσει έως και τις 20.000 σ.α.λ.
Επιπλέον οι ηλεκτροκινητήρες είναι εξίσου αποδοτικοί, ανεξαρτήτως του φάσματος στροφών στο οποίο λειτουργούνm κάτι που σημαίνει ότι παρέχουν το μέγιστο των δυνατοτήτων τους, ανεξαρτήτως του αριθμού στροφών, εξ ου και στα ηλεκτροκίνητα οχήματα η απόδοση της ροπής είναι άμεση και διαθέσιμη από σχεδόν μηδενικές στροφές. Αντιθέτως οι κινητήρες εσωτερικής καύσης, μπορούν να παράγουν τα μεγέθη ροπής που απαιτούνται, σε ένα στενό φάσμα στροφών. Έτσι, τα συμβατικά κιβώτια μηχανικά και μη, ουσιαστικά φροντίζουν να προσαρμόζουν είτε μέσω της αλλαγής σχέσης είτε αυτομάτως, τις στροφές του κινητήρα στην εκάστοτε ταχύτητα, ώστε να μεγιστοποιείται η απόδοση ροπής.
Αντιθέτως στα κιβώτια μονής σχέσης των ηλεκτροκίνητων οχημάτων, ο κινητήρας μπορεί να αποδώσει το μέγιστο της ροπής του σε εξαιρετικά χαμηλές ταχύτητες αλλά και να φτάσει την μέγιστη ταχύτητα. Για να καθίσταται αυτό εφικτό, οι μηχανικοί ενός ηλεκτρικού κιβωτίου μονής σχέσης, επί της ουσίας επιλέγουν ένα μέσο λόγο ανάμεσα στις στροφές του κινητήρα και την ταχύτητα που να καθιστά εφικτή την ισορροπία μεταξύ επιτάχυνσης σε χαμηλές ταχύτητες και μέγιστης ταχύτητας. Αν ο συγκεκριμένος λόγος ήταν τυχόν λανθασμένος και ήταν χαμηλότερος από ό,τι θα έπρεπε ο κινητήρας θα επιτάχυνε πολύ γρήγορα ενώ θα ήταν αδύναμος σε χαμηλές ταχύτητες ενώ αντιθέτως αν ο λόγος που είχε επιλεγεί ήταν πολύ υψηλός, η διαμόρφωση του κιβωτίου μονής σχέσης θα ευνοούσε την κίνηση σε υψηλές ταχύτητες, υποσκάπτοντας όμως την επιτάχυνση σε χαμηλές ταχύτητες.
Παρά τα παραπάνω δεδομένα, υπάρχουν ορισμένα ηλεκτρικά μοντέλα που διαθέτουν κιβώτια με περισσότερες σχέσεις με χαρακτηριστικότερο παράδειγμα την Porsche Taycan η οποία εφοδιάζεται με κιβώτιο μονής σχέσης για το ηλεκτρικό μοτέρ που βρίσκεται στον μπροστινό άξονα και ένα ακόμα κιβώτιο δύο σχέσεων για τον ηλεκτροκινητήρα του πίσω άξονα. Κατά το πρόσφατο παρελθόν υπήρξαν επίσης πολλά μονοθέσια της Formula E που αξιοποιούσαν κιβώτια δύο ή και τριών σχέσεων. Ο λόγος που συνέβαινε αυτό είναι ότι αν και τα συγκεκριμένα μονοθέσια έχουν περιορισμένη, βάσει των προδιαγραφών, ισχύ η οποία ανέρχεται σε 230 ίππους, οι ταχύτητες που αναπτύσσουν και οι επιταχύνσεις είναι αυτονόητα εξαιρετικά σημαντικές. Οι επιπλέον σχέσεις συμβάλλουν ουσιαστικά στο να καθιστούν εφικτή μέγιστη απόδοση ισχύος σε μικρότερο χρονικό διάστημα.
Για αυτοκίνητα που απευθύνονται στο ευρύ κοινό, υπάρχουν εταιρείες όπως η Porsche αλλά και προμηθευτές που έχουν εξελίξει κιβώτιο δύο σχέσεων για αμιγώς ηλεκτροκίνητα τα οποία υπηρετούν ακριβώς τον ίδιο σκοπό, δηλαδή την ταχύτερη μέγιστη απόδοση ισχύος. Έτσι, όταν για παράδειγμα η Taycan κινείται σε ταχύτητες αυτοκινητοδρόμων, το κιβώτιο «κλιμακώνει» αυτομάτως τη δεύτερη σχέση η οποία ενδείκνυται για υψηλές ταχύτητες.
Ο όμιλος Toyota από την πλευρά του, σχεδιάζει να εξελίξει χειροκίνητο κιβώτιο για ηλεκτροκίνητα, συνοδεία συμπλέκτη, το οποίο αν και δεν θα έχει καμία μηχανική σύνδεση με τον κινητήρα θα συντείνει σε περισσότερη εμπλοκή του οδηγού. Για την ακρίβεια όπως έχει ανακοινώσει η Lexus η οποία και έχει επιφορτιστεί με την εξέλιξη του εν λόγω κιβωτίου, με την συνδρομή λογισμικού, το χειροκίνητο κιβώτιο θα μπορεί να προσομοιώνει τεχνητά την αίσθηση ενός μηχανικού προσαρμόζοντας την ταχύτητα, τον ήχο αλλά και μεταφέροντας στον οδηγό την γνώριμη αίσθηση μιας αλλαγής σχέσης με μηχανικό κιβώτιο
Τα κιβώτια μονής σχέσης επικρατούν και στις υπόλοιπες εναλλακτικές τεχνολογίες (υβριδικά και plug-in υβριδικά) συνοδεύοντας τον ηλεκτροκινητήρα με τον οποίο εφοδιάζονται τα συγκεκριμένης τεχνολογίας οχήματα ενώ, αναμενόμενα, με δεδομένη την παρουσία (και) ενός κινητήρα εσωτερικής καύσης, το σύνολο υβριδικό ή plug-in συνήθως συνοδεύει ένα πλήρως αυτόματο κιβώτιο ή ένα κιβώτιο συνεχώς μεταβαλλόμενων σχέσεων (CVT).
Φυσικά η προτίμηση των κατασκευαστών ηλεκτρικών οχημάτων για τα κιβώτια μονής σχέσης έχει άμεση σχέση και με την απλότητα της κατασκευής που ευνοεί την ταχύτητα αλλά και την μείωση κόστους παραγωγής. Με δεδομένο επίσης ότι ήδη τα ηλεκτροκίνητα οχήματα έχουν αυξημένα κόστη λόγω πρώτων υλών αλλά και, περιπλοκότητας σε ορισμένες παραμέτρους τους, η αξιοποίηση κιβωτίων περισσότερων σχέσεων θα αύξανε τις τεχνολογικές απαιτήσεις, το συνολικό βάρος και κατ΄επέκταση το κόστος. Πολλώ μάλλον δε όταν η πλειονότητα των ηλεκτρικών οχημάτων λειτουργεί ιδανικότερα, σε επίπεδο επιδόσεων, από τα αυτοκίνητα ICE, με τα κιβώτια μονής σχέσης.
Οι λόγοι είναι πολλοί, αλλά ο πρώτος και κύριος που τα ηλεκτροκίνητα εφοδιάζονται με κιβώτιο μονής σχέσης είναι ότι οι στροφές ενός ηλεκτρικού μοτέρ είναι σαφώς υψηλότερες σε σχέση με ένα συμβατικό κινητήρα βενζίνης ή πετρελαίου. Ενδεικτικά θα αναφέρουμε ότι το ωφέλιμο φάσμα στροφών κινητήρα ενός συμβατικού αυτοκινήτου κυμαίνεται μεταξύ 4.000-6.000 σ.α.λ. τη στιγμή που ένας ηλεκτροκινητήρας μπορεί να φτάσει έως και τις 20.000 σ.α.λ.
Επιπλέον οι ηλεκτροκινητήρες είναι εξίσου αποδοτικοί, ανεξαρτήτως του φάσματος στροφών στο οποίο λειτουργούνm κάτι που σημαίνει ότι παρέχουν το μέγιστο των δυνατοτήτων τους, ανεξαρτήτως του αριθμού στροφών, εξ ου και στα ηλεκτροκίνητα οχήματα η απόδοση της ροπής είναι άμεση και διαθέσιμη από σχεδόν μηδενικές στροφές. Αντιθέτως οι κινητήρες εσωτερικής καύσης, μπορούν να παράγουν τα μεγέθη ροπής που απαιτούνται, σε ένα στενό φάσμα στροφών. Έτσι, τα συμβατικά κιβώτια μηχανικά και μη, ουσιαστικά φροντίζουν να προσαρμόζουν είτε μέσω της αλλαγής σχέσης είτε αυτομάτως, τις στροφές του κινητήρα στην εκάστοτε ταχύτητα, ώστε να μεγιστοποιείται η απόδοση ροπής.
Αντιθέτως στα κιβώτια μονής σχέσης των ηλεκτροκίνητων οχημάτων, ο κινητήρας μπορεί να αποδώσει το μέγιστο της ροπής του σε εξαιρετικά χαμηλές ταχύτητες αλλά και να φτάσει την μέγιστη ταχύτητα. Για να καθίσταται αυτό εφικτό, οι μηχανικοί ενός ηλεκτρικού κιβωτίου μονής σχέσης, επί της ουσίας επιλέγουν ένα μέσο λόγο ανάμεσα στις στροφές του κινητήρα και την ταχύτητα που να καθιστά εφικτή την ισορροπία μεταξύ επιτάχυνσης σε χαμηλές ταχύτητες και μέγιστης ταχύτητας. Αν ο συγκεκριμένος λόγος ήταν τυχόν λανθασμένος και ήταν χαμηλότερος από ό,τι θα έπρεπε ο κινητήρας θα επιτάχυνε πολύ γρήγορα ενώ θα ήταν αδύναμος σε χαμηλές ταχύτητες ενώ αντιθέτως αν ο λόγος που είχε επιλεγεί ήταν πολύ υψηλός, η διαμόρφωση του κιβωτίου μονής σχέσης θα ευνοούσε την κίνηση σε υψηλές ταχύτητες, υποσκάπτοντας όμως την επιτάχυνση σε χαμηλές ταχύτητες.
Παρά τα παραπάνω δεδομένα, υπάρχουν ορισμένα ηλεκτρικά μοντέλα που διαθέτουν κιβώτια με περισσότερες σχέσεις με χαρακτηριστικότερο παράδειγμα την Porsche Taycan η οποία εφοδιάζεται με κιβώτιο μονής σχέσης για το ηλεκτρικό μοτέρ που βρίσκεται στον μπροστινό άξονα και ένα ακόμα κιβώτιο δύο σχέσεων για τον ηλεκτροκινητήρα του πίσω άξονα. Κατά το πρόσφατο παρελθόν υπήρξαν επίσης πολλά μονοθέσια της Formula E που αξιοποιούσαν κιβώτια δύο ή και τριών σχέσεων. Ο λόγος που συνέβαινε αυτό είναι ότι αν και τα συγκεκριμένα μονοθέσια έχουν περιορισμένη, βάσει των προδιαγραφών, ισχύ η οποία ανέρχεται σε 230 ίππους, οι ταχύτητες που αναπτύσσουν και οι επιταχύνσεις είναι αυτονόητα εξαιρετικά σημαντικές. Οι επιπλέον σχέσεις συμβάλλουν ουσιαστικά στο να καθιστούν εφικτή μέγιστη απόδοση ισχύος σε μικρότερο χρονικό διάστημα.
Για αυτοκίνητα που απευθύνονται στο ευρύ κοινό, υπάρχουν εταιρείες όπως η Porsche αλλά και προμηθευτές που έχουν εξελίξει κιβώτιο δύο σχέσεων για αμιγώς ηλεκτροκίνητα τα οποία υπηρετούν ακριβώς τον ίδιο σκοπό, δηλαδή την ταχύτερη μέγιστη απόδοση ισχύος. Έτσι, όταν για παράδειγμα η Taycan κινείται σε ταχύτητες αυτοκινητοδρόμων, το κιβώτιο «κλιμακώνει» αυτομάτως τη δεύτερη σχέση η οποία ενδείκνυται για υψηλές ταχύτητες.
Ο όμιλος Toyota από την πλευρά του, σχεδιάζει να εξελίξει χειροκίνητο κιβώτιο για ηλεκτροκίνητα, συνοδεία συμπλέκτη, το οποίο αν και δεν θα έχει καμία μηχανική σύνδεση με τον κινητήρα θα συντείνει σε περισσότερη εμπλοκή του οδηγού. Για την ακρίβεια όπως έχει ανακοινώσει η Lexus η οποία και έχει επιφορτιστεί με την εξέλιξη του εν λόγω κιβωτίου, με την συνδρομή λογισμικού, το χειροκίνητο κιβώτιο θα μπορεί να προσομοιώνει τεχνητά την αίσθηση ενός μηχανικού προσαρμόζοντας την ταχύτητα, τον ήχο αλλά και μεταφέροντας στον οδηγό την γνώριμη αίσθηση μιας αλλαγής σχέσης με μηχανικό κιβώτιο
Τα κιβώτια μονής σχέσης επικρατούν και στις υπόλοιπες εναλλακτικές τεχνολογίες (υβριδικά και plug-in υβριδικά) συνοδεύοντας τον ηλεκτροκινητήρα με τον οποίο εφοδιάζονται τα συγκεκριμένης τεχνολογίας οχήματα ενώ, αναμενόμενα, με δεδομένη την παρουσία (και) ενός κινητήρα εσωτερικής καύσης, το σύνολο υβριδικό ή plug-in συνήθως συνοδεύει ένα πλήρως αυτόματο κιβώτιο ή ένα κιβώτιο συνεχώς μεταβαλλόμενων σχέσεων (CVT).
Φυσικά η προτίμηση των κατασκευαστών ηλεκτρικών οχημάτων για τα κιβώτια μονής σχέσης έχει άμεση σχέση και με την απλότητα της κατασκευής που ευνοεί την ταχύτητα αλλά και την μείωση κόστους παραγωγής. Με δεδομένο επίσης ότι ήδη τα ηλεκτροκίνητα οχήματα έχουν αυξημένα κόστη λόγω πρώτων υλών αλλά και, περιπλοκότητας σε ορισμένες παραμέτρους τους, η αξιοποίηση κιβωτίων περισσότερων σχέσεων θα αύξανε τις τεχνολογικές απαιτήσεις, το συνολικό βάρος και κατ΄επέκταση το κόστος. Πολλώ μάλλον δε όταν η πλειονότητα των ηλεκτρικών οχημάτων λειτουργεί ιδανικότερα, σε επίπεδο επιδόσεων, από τα αυτοκίνητα ICE, με τα κιβώτια μονής σχέσης.
