لماذا السيارات الكهربائية ثقيلة جدًا؟

لو عرضتَ على مسافر عبر الزمن من القرن الثامن عشر سيارة كهربائية وأخرى تعمل بالبنزين، ثم سألته أن يخمن أيّهما أثقل، لربما أشار إلى سيارة البنزين. مركبة تعمل بالوقود، وتعتمد على الانفجارات، وتضم ملايين الأجزاء المعدنية المتحركة، مقابل مركبة أخرى تعمل بنفس المادة التي تُشغّل أجهزة الكمبيوتر الصغيرة في جيوب الجميع؟ بالطبع، السيارة التي تعمل بالوقود أثقل، أليس كذلك؟ خطأ.

كما يعلم معظم الناس، حتى أولئك المهتمين بالسيارات بشكل بسيط، فإن السيارات الكهربائية أثقل بكثير من نظيراتها التي تعمل بالبنزين. والسبب هو: البطاريات، البطاريات، ثم المزيد من البطاريات.

لكن ما هو مقدار زيادة وزن السيارات الكهربائية فعلاً؟ ما الذي يجعل البطاريات ثقيلة جدًا؟ وكيف يؤثر ذلك على ديناميكيات القيادة، والصيانة، والسلامة على الطرق؟ Motor101 هنا لتوضيح ذلك.

فرق وزن يصل إلى 1000 رطل

كما يعلم أي شخص سبق له حمل بطارية سيارة عادية في موقف سيارات أوتوزون أو حمل بطارية دوراسيل D بسيطة، فإن البطاريات أثقل بكثير مما تبدو عليه. فبطاريات الليثيوم أيون التي تُشغل السيارات الكهربائية، والتي تُركّب عادةً على قاعدة مسطحة كبيرة تُشبه لوح التزلج، تُشكّل الجزء السفلي من السيارة، ويُقدّر الفرق الشائع في وزن السيارة الكهربائية مقارنةً بسيارة البنزين المماثلة بحوالي 1000 رطل.

2024-bmw-i5-first-drive-review

الصورة بواسطة: Motor1.com

على سبيل المثال، تزن سيارة BMW 530i السيدان الحالية ذات الأربع أسطوانات 4041 رطلاً، بينما تزن نظيرتها الكهربائية، i5 eDrive40، 4916 رطلاً، أي بفارق 875 رطلاً. ويزداد هذا الفارق إلى 1089 رطلاً عند مقارنة السيارات ذات الدفع الرباعي.

في فئة السيارات الأثقل وزناً، أدّى هذا إلى ظهور شاحنات وسيارات دفع رباعي كهربائية تصدّرت عناوين الأخبار بسبب وزنها فقط. تزن سيارة GMC Hummer EV، وهي أشهر السيارات الكهربائية من حيث الوزن، أكثر من 9000 رطل، بينما تزن سيارات أخرى أكثر اعتدالًا مثل شاحنة Rivian R1T حوالي 7000 رطل. وللمقارنة، يقل وزن معظم فئات سيارة Chevrolet Suburban التي تعمل بالبنزين عن 6000 رطل.

"إنها بطاريات ليثيوم!"

قد يستغرق تحليل التركيب الكيميائي لبطارية الليثيوم أيون مقررًا دراسيًا كاملًا. ولكن بشكل عام، تُعزى ثقل البطاريات إلى ثلاثة أسباب: أولًا، أن العديد من المواد الفعالة داخل الكاثود، مثل النيكل والكوبالت والحديد، ثقيلة بطبيعتها؛ ثانيًا، زيادة كمية هذه المواد تعني عمومًا زيادة سعة الطاقة؛ ثالثًا، تخزين أكبر قدر ممكن من الطاقة في أصغر حجم ممكن هو الهدف الأساسي.

في حالة السيارات الكهربائية، يؤدي السعي لزيادة مدى القيادة إلى حلقة مفرغة. فلمعالجة مخاوف نفاد البطارية، تُزود شركات صناعة السيارات المركبات ببطاريات أكبر. ولكن كلما زاد عدد البطاريات، زادت كتلتها التي يجب تحريكها. علاوة على ذلك، لا يمكن لشركات صناعة السيارات ببساطة وضع مجموعة من الخلايا في أرضية السيارة والانتهاء من الأمر. لضمان سلامة السيارات الكهربائية وعدم قيادتها بشكل غير مريح، يجب تعديل الهياكل والأنظمة المحيطة بها لتلبية لوائح السلامة وتوقعات السائقين، مما قد يزيد من وزنها. تحتاج البطارية إلى غلاف يتحمل الصدمات ويمنع تسرب المواد الموجودة على مستوى الخلايا في حالة وقوع حادث. في الوقت نفسه، يجب أن تكون أجزاء نظام التعليق أكثر متانة لتحمل الأحمال المتزايدة.

وحتى مع ذلك، لا يمكن تجاوز قوانين الفيزياء إلى ما لا نهاية - فمن الانتقادات الشائعة للسيارات الكهربائية الشعور بثقل ملحوظ أثناء القيادة ومخاوف اشتعال البطارية، سواءً كان ذلك بسبب حادث أو غيره. في هذه النقطة الأخيرة، سيشير المتحمسون للسيارات الكهربائية إلى أن سيارات البنزين تشتعل فيها النيران أيضًا، لكن حرائق بطاريات السيارات الكهربائية أصعب بكثير في إخمادها.

لماذا يُعدّ الوزن مهمًا؟

لأن السيارات لا تعمل بمعزل عن غيرها، فهناك اعتبارات أخرى - حتى مع قبول المفاضلات - فيما يتعلق بتجربة قيادة السيارات الكهربائية والحد من مخاطر الحرائق. وبافتراض تساوي جميع العوامل الأخرى، فإن السيارة الأثقل تشكل ببساطة خطرًا أكبر على المشاة ومستخدمي الطريق الآخرين.

خلصت دراسة أجراها المكتب الوطني للبحوث الاقتصادية عام 2011 إلى أن "احتمالية الوفاة الأساسية" ترتفع بنسبة 47% لكل 1000 رطل إضافي في وزن السيارة التي تصطدم بها. وهذا يعني أن السيارات الكهربائية الأثقل، في المتوسط، قد تكون أكثر فتكًا.

وبافتراض تساوي جميع العوامل الأخرى، فإن السيارة الأثقل تشكل ببساطة خطرًا أكبر على المشاة ومستخدمي الطريق الآخرين.

في عام 2023، انهار مرآب سيارات في مانهاتن بُني عام 1925، مما أثار نقاشًا بين مسؤولي المدينة حول ما إذا كانت مواقف السيارات القديمة قادرة على استيعاب السيارات الكهربائية وسيارات الدفع الرباعي الحديثة بأعداد كبيرة بشكل آمن.

هناك أيضًا حقيقة أن السيارات الكهربائية تستهلك الإطارات أسرع من سيارات البنزين، وهو أمر فاجأ العديد من مالكيها، وفقًا لدراسة أجرتها مؤسسة جي دي باور عام 2024. وبالطبع، يُعدّ وزن السيارة المرتفع السبب الرئيسي، لكنّ الأمر يتفاقم بسبب عزم الدوران العالي الذي تتميز به السيارات الكهربائية.

هل ستصبح السيارات الكهربائية أخف وزنًا؟

في المجمل، لا تزال السيارات الكهربائية في مراحلها الأولى نسبيًا. ومن المتوقع أن تشهد تقنية السيارات الكهربائية تطورًا ملحوظًا، مع ترجيح أن يكون الإنجاز الكبير التالي هو بطاريات الحالة الصلبة. إضافةً إلى سرعة شحنها ومقاومتها العالية لدرجات الحرارة القصوى، يُقال إنها تتميز أيضًا بتوفير سعة أكبر ومدى قيادة أطول في تصميمات أصغر حجمًا وأخف وزنًا.

فعلى سبيل المثال، كشفت العلامة التجارية الفنلندية "دونات لابز" مؤخرًا عن بطارية صلبة تتميز بكثافة طاقة تبلغ 400 واط/ساعة لكل كيلوغرام، أي ما يعادل وحدة بسعة 100 كيلوواط/ساعة تزن حوالي 250 كيلوغرامًا - أي أخف بكثير من وزن البطاريات المستخدمة بتقنية الليثيوم أيون الحالية.

مع ذلك، لا تزال السيارات الكهربائية أثقل وزنًا بشكل ملحوظ من سيارات البنزين التقليدية، ويعود ذلك في الغالب إلى البطارية ومكوناتها الداعمة. ولا يزال هذا الوزن محسوسًا أثناء القيادة، على الرغم من جهود شركات صناعة السيارات، كما أن الآثار المترتبة على ذلك على الإطارات والبنية التحتية والسلامة العامة تستحق النقاش.

لكن إذا ما أصبحت البطاريات الصلبة شائعة الاستخدام، فمن المأمول أن تصبح هذه النقاشات من الماضي.

motore-a-ciambella-della-donut-lab

لماذا السيارات الكهربائية أثقل من سيارات البنزين؟

عادةً ما تكون السيارات الكهربائية أثقل وزنًا، ويعود ذلك بشكل رئيسي إلى بطارياتها. بطاريات الليثيوم أيون (المستخدمة في معظم السيارات الكهربائية) كثيفة وقد يصل وزنها إلى أكثر من 450-900 كيلوغرام. على سبيل المثال، تحتوي سيارة تسلا موديل إس على بطارية كبيرة تُساهم بشكل كبير في وزنها الإجمالي.

ما مقدار زيادة وزن السيارات الكهربائية مقارنةً بسيارات البنزين المماثلة؟

في المتوسط، قد تكون السيارات الكهربائية أثقل بنسبة 10-30% من سيارات محركات الاحتراق الداخلي المماثلة. على سبيل المثال، قد يكون وزن سيارة كهربائية صغيرة مماثلًا لوزن سيارة بنزين متوسطة الحجم.

هل يؤثر الوزن الزائد على الأداء؟

نعم، ولكن ليس بالضرورة سلبًا. المزايا: ثبات أفضل، مركز ثقل منخفض (عادةً ما تكون البطارية أسفل أرضية السيارة)، استقرار مُحسّن. العيوب: مسافة كبح أطول، زيادة تآكل الإطارات، وانخفاض طفيف في رشاقة السيارة عند المناورة في المنعطفات الضيقة.

هل يُقلل الوزن من مدى السيارة الكهربائية؟

قد يُقلل. تتطلب المركبات الأثقل طاقة أكبر للتحرك، مما قد يقلل من كفاءتها. مع ذلك، صُممت السيارات الكهربائية بنظام كبح متجدد ومحركات عالية الكفاءة لتعويض ذلك.

هل السيارات الكهربائية أكثر أمانًا لأنها أثقل وزنًا؟

في كثير من الحالات، نعم. توفر المركبات الأثقل حماية أفضل للركاب في حالة الاصطدام.

يُقلل مركز الثقل المنخفض من خطر الانقلاب. مع ذلك، قد يُشكل الوزن الزائد خطرًا أكبر على المركبات الأخف وزنًا أو المشاة في حالة الاصطدام.