في عالم السيارات الكهربائية، مشكلة فشل المحرك أو نظام العاكس (inverter) في المركبات ذات المحرك الكهربائي الواحد تعد تحديًا تقنيًا حقيقيًا. ففي غالبية السيارات الكهربائية الحالية، إذا تعرّض هذا المحرك أو العاكس لعطل كهربائي داخلي، يتوقف المحرك تمامًا لأن النظام لا يستطيع الاستمرار في الدفع. هذا يعني أن السائق قد يجد نفسه على جانب الطريق بلا حركة حتى تصل المساعدة أو يتم السحب. لكن تويوتا تفكر بطريقة مختلفة لجعل هذه التجربة أقل خطورة وأكثر أمانًا. في براءة اختراع جديدة قدمتها تويوتا إلى مكتب براءات الاختراع والعلامات التجارية الأمريكية (USPTO)، كشفت الشركة عن نظام يمكنه اكتشاف الأعطال الداخلية ثم الاستمرار في تشغيل المحرك الكهربائي حتى لو كانت أجزاء منه معطّلة. بنفس فكرة ما يعرف في السيارات التقليدية باسم Limp Mode للسيارات الكهربائية أو “وضع السحب للمنازل (Limp Home Mode)”.
ما هو “Limp Mode” في السيارات بوجه عام؟
قبل أن نتعمّق في ابتكار تويوتا، دعنا نفهم ما يعنيه “Limp Mode” في السيارات بأنواعها. بشكل مبسّط، هو وضع أمان يُفعَّل عندما يلاحظ النظام حدوث مشكلة في أجزاء حرجة مثل المحرك أو ناقل الحركة أو المستشعرات. بمجرد تفعيله، يتم تقليل قدرة المحرك وسرعته القصوى، وقد تتوقف الوظائف غير الضرورية مثل نظام التكييف لتقليل الضغط على النظام بالكامل، لكن السيارة تظل قابلة للحركة ببطء.
في السيارات التقليدية، هذا الوضع مفيد لأنه يسمح للسائق بالوصول إلى مكان آمن أو ورشة صيانة بدلاً من التعرّض لتعطل مفاجئ قد يسبب ضررًا أكبر. وهي آلية حماية أكثر من كونها حلًّا للمشكلة نفسها.
التحدي في السيارات الكهربائية ذات المحرك الواحد
في السيارات الكهربائية الحديثة التي تعتمد على محرك كهربائي واحد فقط، لا توجد نسخة احتياطية من المحرك كما في السيارات ذات المحركين (مثل بعض طرازات تسلا). إذا توقّف المحرك أو حدث خلل في العاكس، فإن السيارة عادةً تتوقف مباشرة ولا تكون هناك قدرة على الحركة.
هذا يعني أن السائق قد يجد نفسه عالقًا حتى لو كان العطل غير كبير بما يكفي لخطر جسيم—فقط لأن النظام الكهربي لا يستطيع أن يعيد توزيع الطاقة أو الاستمرار في الدفع. هذا الوضع مختلف عن السيارات ذات المحركين التي يمكن أن تغلق المحرك المعطل وتستمر بالمحرك الثاني.
كيف تريد تويوتا تغيير هذا؟
براءة اختراع تويوتا التي تم الكشف عنها تصف نظامًا متقدمًا يستشعر الأعطال الداخلية في العاكس أو دائرة المحرك، ثم يقوم بـ:
- عزل الجزء المعطَّل في دائرة المحرك أو العاكس،
- إعادة برمجة خوارزمية التحكم في الكهرباء لتوزيع الطاقة على الأجزاء المتبقية من المحرك،
- السماح للمحرك بالاستمرار في الدوران—حتى لو بأداء منخفض جدًا.
النظام لا يعطي السيارة أداءً طبيعيًا، ولن تستطيع الوصول إلى السرعة أو التسارع المعتاد. لكنه يسمح لها بالحركة على الأقل لتصل إلى مكان آمن أو إلى إصلاح بسيط بدلاً من التوقف الكامل. هذا ليس مجرد تقليل للسرعة عبر برنامج استخدام الطاقة المنخفضة، بل قدرة فعلية على الإبقاء على المحرك يدور من الناحية الميكانيكية بعد عطل جزئي.
لماذا هذا مهم؟
الفكرة بسيطة لكنها مهمة جدًا من ناحية السلامة وثقة المستخدم في السيارات الكهربائية:
- الأمان: بدلًا من التوقف الكامل في منتصف الطريق أو في مكان خطير، يمكن للسائق الدفع بالسيارة إلى الرصيف أو إلى أقرب ورشة.
- راحة البال: المستخدم لا يشعر بأن سيارته “انتهت فجأة”، بل يمكنه إدارة العطل التدريجي.
- التصميم البسيط: تويوتا لا تحتاج لإضافة محرك احتياطي فقط لتوفير الاستمرارية—النظام المبني على البرمجيات والعتاد يمكن أن يعوّض بشكل جزئي.
ومن المهم أن نذكر هنا أن هذا طرح في براءة اختراع، وليس ميزة موجودة في السيارات حاليًا. براءات الاختراع كثيرًا ما تعبر عن اتجاه تفكير الشركات وقد لا تصل جميعها إلى الإنتاج التجاري. لكن هذه الخطوة تُظهر أن تويوتا تفكر بعمق في تحسين تجربة قيادة السيارات الكهربائية حتى في حالة الأعطال.
مقارنة مع السيارات ذات المحرك المزدوج
في السيارات الكهربائية ذات المحركين، مثل بعض موديلات تسلا، إذا تعطّل أحد المحركين، النظام ببساطة يوقف المحرك المعطّل ويستمر في التشغيل عبر المحرك الآخر بطاقة أقل، لكنها حركة كافية.
أما السيارة ذات المحرك الواحد، فلا تمتلك هذا البديل الافتراضي. لذا يقدّم هذا النظام الجديد من تويوتا مرونة أكبر في التعامل مع الأعطال الداخلية دون الحاجة لمعدات إضافية معقدة أو هياكل محرك مضاعف.
ما الذي يعنيه هذا للمستخدم في الحياة اليومية؟
لو تم اعتماد هذا النظام في سيارات تويوتا الكهربائية القادمة:
- السائق لن يتفاجأ بتوقف مفاجئ عند أول خلل.
- يمكن للسيارة أن تبقى قابلة للحركة حتى لو فقدت جزءًا من كفاءتها.
- سيكون من الأسهل الوصول إلى مركز الخدمة دون الحاجة لسحب السيارة.
- حتى الأعطال الكهربائية البسيطة يمكن أن تُدار بشكل تلقائي دون تدخل فوري.
هل هناك حدود لنظام Limp Mode للسيارات الكهربائية ؟
نعم، فإن الحفاظ على الحركة يكون بقوة أقل وكفاءة أقل من الوضع الطبيعي. السيارة لن تعمل بالأداء العادي، ولن يكون هذا النظام علاجًا للأعطال الكبيرة. الفكرة الأساسية هي الحد من خطر التوقف المفاجئ ومنح السائق فرصة لإعادة السيارة إلى موقف آمن أو إلى أقرب مركز صيانة.
الخلاصة
تويوتا تعمل على نظام جديد يضيف نوعًا من وضع “Limp Mode” المتطور للسيارات الكهربائية ذات محرك واحد. بحيث يمكن للمركبة أن تستمر في الحركة ولو بشكل محدود حتى بعد حدوث عطل كهربائي داخل المحرك أو العاكس.
الفكرة تركز على السلامة والموثوقية، وتجعل من تجربة القيادة الكهربائية أقل قلقًا في حال الأعطال المفاجئة. خصوصًا في المركبات التي لا تمتلك محرك احتياطي. هذا يعكس أن شركات السيارات لا تترك تجربة المستخدم في السيارات الكهربائية مجرد انتقال كهربائي. بل تعمل على حلول عملية لضمان استمرار الحركة والسلامة في مواقف الأعطال.
تويوتا تقترب من إطلاق SUV كهربائية كبيرة: منافسة قوية في فئة السيارات العائلية الكهربائية