مركز ابتكار فولكس فاجن يكشف عن بحوث لزيادة نطاق المركبات الكهربائية

يكشف مركز ابتكار فولكس فاجن في نوكسفيل عن اختراقات بحثية لزيادة نطاق المركبات الكهربائية وإعادة تدوير مواد السيارة.

تستفيد مجموعة فولكس فاجن الأمريكية (فولكس فاجن ) من أبحاثها الخاصة بالسيارات في الولايات المتحدة لزيادة تسريع التنقل الكهربائي وابتكار النقل المستدام.

تواصل الشركة تركيز مجالات البحث الاستراتيجية في وحدات تقنية مخصصة في جميع أنحاء البلاد، بالإضافة إلى تعزيز الابتكار المشترك مع الجامعات ومنشآت البحث الفيدرالية.

مركز الابتكار التابع لشركة فولكس فاجن في نوكسفيل يعمل على تطوير علم المواد التطبيقية بالتعاون مع جامعة تينيسي (UT) ومختبر أوكريدج الوطني (ORNL).

هناك، تقود الفرق المدمجة التقدم في مركبات السيارات خفيفة الوزن، والمواد الداخلية القابلة لإعادة التدوير، والشحن اللاسلكي للمركبات الكهربائية.

بحوث فولكس فاجن لزيادة نطاق المركبات الكهربائية

قال بابلو دي سي، الرئيس والمدير التنفيذي لشركة فولكس فاجن: "نحن نسرع ​​الابتكار داخل السيارات الكهربائية ونساهم في نقل أكثر استدامة في الولايات المتحدة من خلال تركيز جهودنا على بعض أبحاث السيارات الأكثر تحولاً التي تجري".

وتابع: "تعد فرق التكنولوجيا لدينا في تينيسي مثالاً رائعاً. هناك، نقوم بتسخير البراعة الأمريكية التي تدعمها مجموعة فولكس واجن الفريدة من الأبحاث الأكاديمية ذات المستوى العالمي والقدرات الرائدة في الصناعة ".

تم افتتاح مركز الابتكار التابع لشركة فولكس فاجن في عام 2020، ويقع في حديقة أبحاث جامعة تينيسي في مزرعة شيروكي في نوكسفيل، في منطقة تُعرف باسم "وادي المواد" نظراً لتركيز مرافق البحث.

وهذا يشمل ORNL، التي قامت فولكس فاجن أيضاً بتأسيس تعاون بحثي لها. يقوم باحثو فولكس فاجن وأعضاء هيئة التدريس وطلاب الدكتوراه في جامعة تكساس، بالإضافة إلى علماء ORNL، بشكل جماعي، بإدارة أبحاث المواد التطبيقية والابتكار المشترك.

أبحاث فولكس فاجن

تقود فرق Innovation Hub الأبحاث حول عدة مشاريع رئيسية من هياكل المواد المحسّنة للذكاء الاصطناعي لزيادة نطاق المركبات الكهربائية.

كما يعمل باحثو فولكس فاجن على هياكل مادية جديدة لتقليل وزن السيارة، مما يساعد على زيادة نطاق السيارات الكهربائية (EVs). بصفته السائق الأول، اختار الفريق الإطار الفولاذي الذي يحتوي على حزمة بطارية EV في السيارة ويحميها من الصدمات الجسدية.

من خلال تشغيل خوارزمية التعلم العميق (المبسطة: الذكاء الاصطناعي) مع ما يصل إلى ملايين من المعلمات على مجموعة الحوسبة عالية الأداء في UT، طور الفريق بنية تكرار معيارية على شكل أهرامات صغيرة.

يمكن طباعة هذه البنية ثلاثية الأبعاد من الراتنجات السائلة وتبلغ سعتها 30000 ضعف وزنها البالغ 0.15 رطل (68 جم). سيكون الإطار الذي تم إنشاؤه حديثاً أخف بنسبة تصل إلى 60%.

أظهرت اختبارات المتانة الفائقة أنه يتفوق على الإطار الفولاذي التقليدي في امتصاص الطاقة ويمكن أن يعمل كبديل خفيف الوزن ولكنه قوي للغاية.

مواد ورقية للتصميم الداخلي لسيارات فولكس فاجن

يعمل الفريق الأساسي في UT Renewable Carbon Center على تطوير بدائل قابلة لإعادة التدوير للأجزاء والأغطية البلاستيكية الداخلية للمركبة تركيزه الورق.

حصل الفريق على براءة اختراع طريقة لتشكيل اللدائن الحرارية المقواة بألياف السليلوز والضغط على الساخن في الأجزاء الداخلية المتينة التي يتوقعها العملاء.

هذه المركبات الورقية ليست قابلة لإعادة التدوير فحسب، بل يمكن أيضاً تحويلها إلى أشكال وأحجام داخلية مختلفة، بما في ذلك خيارات الإضاءة الخلفية والإضاءة المحيطة.

ابتكر الفريق أيضاً طرقاً لإضافة أنسجة وألوان مختلفة، مما يمنح المصممين الداخليين للمركبة المرونة والحرية الإبداعية.

تقوم علامة فولكس فاجن بالفعل بتقييم الفرص لتضمين هذه الأجزاء الداخلية المصنوعة من الورق في خطوط الطراز المستقبلية والعمل عليها لدعم الإنتاج على نطاق صناعي.

مركبات الألياف الجديدة لأجزاء المركبات الخفيفة

بدأ فريق فولكس فاجن بحثاً عن المواد خفيفة الوزن باستخدام UT من خلال إعادة إنشاء باب صندوق الأمتعة لسيارة فولكس فاجن أطلس 2020 باستخدام مركب تشكيل الألواح (SMC)، وهو نوع من البلاستيك المقوى بالألياف الزجاجية.

ثبت أن باب الرفع الجديد أخف بمقدار 13 رطلاً من الإصدار المعدني التقليدي ؛ توفير في الوزن بنسبة تزيد عن 35%، مما قد يساعد في زيادة نطاق السيارات الكهربائية وتلك التي تعمل بمحرك الاحتراق.

بالإضافة إلى ذلك، لا يتطلب الباب الخلفي المركب البديل أي تغييرات في تسلسل التجميع مقارنة بالإصدارات التقليدية، مما يعني أن هذه المكونات مناسبة للأحجام الكبيرة.

لقد وصل تقدم أبحاث الفريق بالفعل إلى إنتاج السيارة. اعتمدت بنتلي ولامبورغيني هذه المواد الجديدة والتشكيل لسيارة بنتلي كونتيننتال ولامبورغيني أفينتادور.

في الآونة الأخيرة، قام باحثو فولكس فاجن وجامعة تكساس بتحسين عمليات الصب وطرق تحسين المتانة والجودة وخيارات التصميم.

 يتمثل أحد الإجراءات المحددة في تحسين واجهة مصفوفة الألياف، وهي عملية تسمى "التحجيم"، والتي تخلق بشكل أساسي الطبقة الأكثر سلاسة والمتانة للألياف.

مفاهيم جديدة لشحن السيارات الكهربائية اللاسلكية عالية الطاقة

سجل فريق فولكس فاجن براءة اختراع تصميم فريد للملف ولوحة الشحن باستخدام مواد كربيد السيليكون لتحسين سرعة الشحن والسلامة.

هدفهم هو المساعدة في جعل شحن السيارة الكهربائية أمراً سهلاً ومريحاً مثل المشي في مرآب عادي.

في الاختبارات الأولية المبكرة باستخدام عاكس كربيد السيليكون، أظهر هذا النظام النموذجي كفاءة عالية.

باستخدام خبرة فولكس فاجن في إلكترونيات طاقة السيارة، وإمكانيات ORNL في الشحن اللاسلكي عالي الطاقة، ومعرفة UT بتحسين إلكترونيات الطاقة، تمكن فريق البحث من زيادة مستوى طاقة الشحن إلى 120 كيلو وات. مع هذا النموذج الأولي من 6.6 كيلو واط سابقاً النموذج المبدئي. بهدف مستقبلي قدره 300 كيلوواط.

يساهم مركز فولكس فاجن نوكسفيل للابتكار في أكبر نظام إيكولوجي للابتكار في مجموعة فولكس فاجن العالمية، بما في ذلك مراكز الابتكار في بلمونت، كاليفورنيا. فولفسبورغ، ألمانيا؛ وبكين، إلى جانب مراكز في سنغافورة وطوكيو.