هكذا تبدو Volkswagen I.D. R Pikes Peak، السيارة الكهربائية التي تسعى إلى تحطيم الرقم القياسي في سباق بيكس بيك الأسطوري الأمريكي

في 24 يونيو المقبل عند خط انطلاق بيكس بيك، الواقع على ارتفاع 2.900 متر، Volkswagen ستدفع بأول سيارة كهربائية لها في المنافسة ساعيةً في ظهورها الأول إلى تحقيق الرقم القياسي لهذا السباق لسيارة كهربائية في صعودها حتى خط النهاية في سباق كولورادو الأسطوري (الولايات المتحدة) الواقع على ارتفاع 4.300 متر في قمة بيكس بيك.

نحن في مرحلة تكون فيها الكهرباء في قلب مستقبل مختلف الشركات المصنعة، وVolkswagen لا تترك شيئاً للارتجال، فهي من بين الأطراف التي تراهن بالكثير في هذا التحدي. تعمل المجموعة بجد لتطوير طرازاتها الجديدة، وبلا شك فإن الخبرة المكتسبة في المنافسة أساسية لذلك، ومن هنا يأتي الاهتمام الذي توليه العلامة من فولفسبورغ لهذا الظهور الكهربائي الأول في منافسة بسيارة كهربائية من علامتها.

السرعة، القوة، الابتكار،… سيتعين على Volkswagen I.D. R Pikes Peak مواجهة فارق الارتفاع البالغ 1.440 متراً بين الانطلاق والوصول، عبر مسار لا يتجاوز 19,99 كيلومتراً شديد الالتواء، يضم 156 منعطفاً، ولمحاولة واحدة فقط لتجاوز كل منافسيها الماضيين والحاليين وتحطيم الرقم القياسي للسباق في 24 يونيو المقبل، رغم الظروف الجوية المتقلبة بقوة في الجبل، حيث ليس من الصعب الانتقال من درجات حرارة الربيع عند خط الانطلاق إلى درجات الحرارة تحت الصفر التي تسود غالباً عند خط النهاية.

كلما صعدت السيارة، يقل ضغط الهواء وتتناقص كمية الأكسجين فيه. لهذا السبب تنخفض كفاءة محركات الاحتراق بما يتناسب مع انخفاض كمية الأكسجين المتاحة، وبالتالي تقل قدرة المحرك مقارنة بما يمكن أن يقدمه عند مستوى سطح البحر. وعند انطلاق بيكس بيك يعني ذلك توفر قوة أقل بنسبة 29 في المئة، وترتفع هذه النسبة إلى 43 في المئة إذا كانت الانطلاقة من القمة.

لكن في المركبات الكهربائية لا يحدث ذلك، إذ إن تسليم القدرة من المحرك لا يعتمد على احتراق يحتاج إلى الأكسجين، بل يتلقى مباشرة كل الطاقة المخزنة في البطاريات، لذا فإن كفاءة النظام تبلغ 100 في المئة منذ اللحظة الأولى التي نضغط فيها دواسة الوقود بالكامل. المشكلة هنا تنشأ بالأحرى من طريقة نقل كامل عزم الدوران إلى الإسفلت، ومن قدرة الإطار على تطوير قوة الجر.

التصميم والديناميكا الهوائية، التحدي الرئيسي للمهندسين

في هذا الإطار تُعد الديناميكا الهوائية للسيارة أمراً أساسياً. اختار المهندسون بسرعة مركبة ذات مقصورة مغلقة، ورغم أن مكونات الميكانيكا الكهربائية تحتاج إلى تبريد سريع لمكوناتها، فإن هذا التبريد لا يحتاج أن يكون بالسرعة نفسها كما في محرك الاحتراق، مما سمح بـ “إغلاق” العديد من فتحات الهواء المعتادة في سيارات السباق، وهو ما شكّل فائدة كبيرة للديناميكا الهوائية للسيارة.

صُممت I.D. R Pikes Peak انطلاقاً من صفحة بيضاء، وهي تحدٍّ حقيقي: “تطوير سيارة مخصصة لهذه الكيلومترات العشرين أمر مميز حقاً للمهندسين”، يقول فرانسوا-كزافييه ديميزون، المعروف بـ FX لدى المقربين منه، المدير الفني لـ Volkswagen Motorsport والمسؤول عن تطوير السيارة. والنتيجة نموذج أولي لسيارة سباق كهربائية بالكامل ، بعيدة تماماً عن سيارات “المسل كار” التقليدية muscle cars المتنافسة في السباق، وأقرب بكثير من الناحية الجمالية إلى السيارات الكهربائية للسباق المصممة لاختبارات السرعة العالية. سيارة تم فيها السعي لتحقيق أقصى مستوى ممكن من الأداء، بهدف بلوغ التوازن المثالي بين السعة الطاقية، ووزن السيارة، وقوة ميكانيكيتها المنقولة إلى الطريق.

في I.D. R Pikes Peak عمل منذ البداية جزء كبير من المهندسين الذين شاركوا في صناعة الغولف ثنائية المحرك الشهيرة في الأعوام 1985 و1986 و1987، والتي تتبنى سيارة السباق الكهربائية أيضاً حرف “R” من اسمها، في انسجام واضح مع المنتجات التقليدية ذات الأداء الأعلى للعلامة الألمانية. أما الاختصار I.D. فيربطها بالجيل الجديد من المنتجات الذكية والكهربائية والمستقبلية لـ Volkswagen. وهذان المفهومان يُطبقان في المحركين الكهربائيين اللذين سيدفعان في صعودها سيارة Volkswagen I.D. R Pikes Peak بقوتها 500 كيلوواط (670 حصان).

دون لوائح تقنية مقيِّدة، باستثناء ما يتعلق بقواعد السلامة (تُطلب المعايير نفسها المطبقة على سيارات الفورمولا). الأبعاد، وأداء المحركات الكهربائية، والتصميم، والديناميكا الهوائية، وأبعاد نظام تخزين الطاقة،… لم يكن لدى مهندسي العلامة سوى قيد واحد يجب الالتزام به: السعي إلى أكبر تخفيض ممكن للوزن في كل العناصر والمكونات التي ستوضع في السيارة، وأن يكون توازنها مثالياً قدر الإمكان.

البطاريات والشحن السريع، جانبان أساسيان لسباق مثل بيكس بيك

تُستخدم بطاريات أيونات الليثيوم لتخزين الطاقة بالطريقة نفسها المعتمدة في المركبات الإنتاجية المتسلسلة، لكن الخلايا المكوّنة لها طُوّرت خصيصاً لتقديم أداء عالٍ. كثافتها والقدرة التي توفرها حاسمتان، لأنه على عكس المركبات الإنتاجية المتسلسلة، حيث البحث عن مدى القيادة أساسي، فإن ما سيُسعى إليه في بيكس بيك هو أكبر قدرة ممكنة على إيصال الطاقة لتجاوز المنحدرات بمتوسط ميل قدره 7,5%، إذ لا توجد سوى 20 كيلومتراً للقطع.

من بين المتطلبات التي كان على I.D. R. Pikes Peak تحقيقها، الشحن السريع لبطارياتها. كان على مهندسي Volkswagen تطوير نظام شحن سريع للسيارة لمواجهة الطوارئ المحتملة، مثل توقف السباق أثناء محاولة تسجيل، إذ إن الفريق المعني لا يملك سوى 30 دقيقة ليكون جاهزاً مجدداً عند الانطلاق. لذلك طوّر تقنيو العلامة الألمانية نظام شحن سريع جديداً قادراً على إعادة شحن البطاريات بالكامل في أقل من تلك الدقائق الثلاثين.

لهذا فإن وزن المركبة مهم جداً لمواجهة التحدي المطروح. خاصة في مركبة كهربائية حيث يعني تخزين الطاقة وجود بطارية أثقل على متنها. يبلغ وزن نسخة الطريق من I.D. R Pikes Peak أقل من 1.100 كيلوغرام، بما في ذلك وزن السائق، وهو ما يُظهر العمل الجيد الذي أنجزه مهندسو العلامة في تخفيف وزن السيارة.

وأخذ المهندسون في الاعتبار أيضاً عند تصميم السيارة أنه خلال الصعود نفسه إلى القمة، ستولّد I.D. R Pikes Peak بذاتها نحو 20 في المئة من الطاقة التي ستستهلكها بفضل استعادة الطاقة الناتجة عن الكبح، وهو ما سمح بضبط حجم البطارية وتكييفها مع احتياجات التخزين الفعلية عند الانطلاق. قدّر مهندسو مختلف الأقسام التقنية المشاركة في فولفسبورغ أن خُمس الطاقة التي ستُستخدم طوال السباق هو ما ستنتجه مختلف مراحل الكبح خلاله. ويجب أن تكون الحسابات دقيقة للغاية، لأن القدرة الهائلة التي تحتاجها السيارة أثناء الانطلاق لا يمكن أن تترك البطاريات في أي لحظة دون شحن كافٍ لمواصلة تقدمها القوي طوال السباق.

ينبغي لـ Volkswagen I.D. R Pikes Peak أن تحسّن الرقم 8 دقائق و57,118 ثانية الذي سجله Rhys Millen كأفضل زمن لسيارة كهربائية في صعوده إلى القمة الأسطورية عام 2016 بقيادة سيارته الكهربائية e0 PP10 برعاية Hyundai Project Ionic. يملك النموذج الأولي لـ Volkswagen لهذا الغرض قدرة تسارع مذهلة، إذ تسمح له حسب حالة سطح الانطلاق بالانتقال من 0 إلى 100 كم/س في 2,25 ثانية فقط، أسرع من أي طراز حالي يتنافس في الفورمولا 1 (2,6 ث) أو الفورمولا E (2,9 ث).

قبل المشاركة في السباق، ستعرض Volkswagen السيارة I.D. R Pikes Peak في بلدة آليس الفرنسية، ومن هناك ستبدأ الاختبارات والتجارب على مختلف الحلبات كتحضير للسباق. وسيقودها السائق الفرنسي المحنك رومان دوماس (39 عاماً)، الفائز ثلاث مرات في صعود بيكس بيك ومرتين في سباق 24 ساعة لو مان.

المواصفات التقنية لـ Volkswagen I.D. R Pikes Peak