לא כל פטנט שמגיש יצרן רכב מגיע לרכב ייצור — אך הם לעולם אינם מוגשים ללא סיבה. כל רעיון שותל זרע שעשוי לפרוח כאשר השוק יהיה מוכן. להלן סיכום של הפטנטים האחרונים המסקרנים ביותר הקשורים לרכב חשמלי מאת פורד, BMW ו-יונדאי, שמקורם במשרד הפטנטים והסימנים המסחריים של ארצות הברית (USPTO) ואשר אותרו במקור על ידי Motor1.com.
טכנולוגיית הסוללות ממתכת-תחמוצת של הדור הבא של פורד
פורד הגישה פטנט המתאר סוג חדש של סוללת מתכת-תחמוצת — סוג של אחסון אנרגיה המסתמך על תגובה כימית הפיכה בין ליתיום טהור (או מתכת אחרת) לחמצן. בעוד שמושג זה חולק דמיון לסוללות ליתיום-יון קונבנציונליות, ישנם הבדלים מרכזיים שכדאי להבין:
- סוללות ליתיום-יון סטנדרטיות קושרות כימית ליתיום לחומרים אחרים (פחמן, קובלט, ברזל פוספט וכו’), מה שמוסיף משקל אך משפר את הבטיחות.
- עיצובי מתכת-תחמוצת שואפים לפשט את המרכיבים הנוספים הללו כדי להשיג צפיפות אנרגיה גבוהה יותר.
- העיצוב שפורד פיתחה מפצל את הסוללה לשני גושים נפרדים — אחד המכיל מתכת ליתיום, השני מחזיק חמצן אטום בחומר סופג.
- מערכת נוזל סגורה מחברת בין שני הגושים, ופועלת בדומה לאופן שבו דם והמוגלובין נושאים חמצן בגוף.
ארכיטקטורה זו עשויה להניב סוללה בעלת קיבולת גדולה משמעותית מכל מה שקיים כיום — קפיצת מדרגה גדולה להתמודדות עם חרדת הטווח של רכבים חשמליים.
מערכת שחזור חום הפסולת של BMW לחימום תא הנוסעים ברכב חשמלי
בעוד שסוללות פורצות דרך עדיין מוגבלות במידה רבה למעבדות, יעילות האנרגיה נותרת אתגר קריטי לרכבים חשמליים כיום — במיוחד בחורף. מחממים חשמליים ואף משאבות חום שואבים רבות מהסוללה, ומצמצמים משמעותית את טווח הנסיעה באקלים קר.
הפטנט של BMW מציע פתרון אלגנטי: במקום להסתמך אך ורק על חימום חשמלי, המערכת לוכדת ומשתמשת מחדש בחום הפסולת שנוצר על ידי המנוע החשמלי ואלקטרוניקת הכוח לחימום תא הנוסעים. יתרונות מרכזיים של גישה זו כוללים:
- הפחתת הניקוז מארגז הסוללות הראשי בזמן מזג אוויר קר.
- שימוש יעיל יותר באנרגיה שאחרת הייתה הולכת לאיבוד כחום.
- עלייה פוטנציאלית בטווח הנסיעה בחורף בעולם האמיתי.
פטנט תיבת ההילוכים ממהירות משתנה ברכב חשמלי של יונדאי
יונדאי נוקטת גישה שונה ליעילות רכב חשמלי — גישה שחוזרת אל המושג של תיבות הילוכים ממהירות משתנה. בעוד שמנועים חשמליים מבחינה טכנית אינם זקוקים לתיבת הילוכים (יחידת צמצום פשוטה בדרך כלל מספיקה), הוספת יחסי הילוכים ניתנים לבחירה יכולה לשפר הן את היעילות הכוללת והן את הביצועים הדינמיים.
תיבת ההילוכים של יונדאי פועלת כדלקמן:
- כוח הסיבוב ממנוע החשמלי מועבר למצמד סרוו המסוגל לווסת בצורה חלקה את אספקת הכוח.
- לאחר מכן מנותב הכוח דרך סט גלגלי שיניים לפני שמגיע לגל הפלט.
- המערכת מתוכננת להחליף הילוכים מבלי להפריע לזרימת הכוח — תוך שמירה על מבנה פשוט יחסית וחסכוני.
זו אינה רעיון חדש לגמרי בעולם הרכב החשמלי. ה-Genovation GXE שובר השיאים (המרת Corvette) שמר על תיבת הילוכים מכנית כדי לדחוף את מהירות הגג שלו גבוה יותר, וה-Rimac Concept_One/S — אחד מהרכבים החשמליים החזקים ביותר שנבנו אי פעם — השתמש בתיבת הילוכים חצי-אוטומטית בעלת שני טווחים כדי לאפשר את ההאצה המרהיבה שלו. הפטנט של יונדאי שואף להביא יתרונות דומים לשוק רחב ובר-השגה יותר.
צמיג חכם לקציר אנרגיה מאת Freescale Semiconductor
לסיום סיכום הפטנטים, מושג יצירתי מאת Freescale Semiconductor. החברה האמריקאית פיתחה פטנט על מערכת הבנויה סביב מנוף גמיש המותקן בתוך הצמיג — מחובר מצד אחד למשטח הצמיג הפנימי ומהצד האחר לחישוק. כאשר הצמיג מתגלגל ומתעוות תחת עומס, המנוף מעביר את התנועה המכנית הזו לאלמנט מחולל חשמל קטן.
להבהיר מהי טכנולוגיה זו — ומה אינה:
- היא לא תייצר כמויות גדולות של אנרגיה — בשונה ממערכות בלימה רגנרטיבית, המשחזרות כמויות משמעותיות של אנרגיית חום שמתפזרת ממוצי ההלם.
- פלט האנרגיה אינו חינמי — נוצרת התנגדות גלגול נוספת מסוימת.
- מקרה השימוש המיועד הוא יישומי הספק נמוך, כגון חיישני ניטור לחץ צמיג (TPMS).
- בטווח הארוך יותר, הטכנולוגיה עשויה להניע צמיגים חכמים המצוידים בבינה מלאכותית מובנית — מושג שאולי אינו רחוק כל כך מהמציאות.
זהו תרגום. ניתן לקרוא את המקור כאן: https://www.drive.ru/technic/58d3ee9eec05c4b66100006f.html
פורסם ספטמבר 30, 2021 • 3 דק' לקריאה
