Categoria | Hibrid

Viitorul hibrid a început

Publicat in 03 noiembrie 2009 de VOLVO

Unul dintre zgomotele cele mai cunoscute dis-de-dimineaţă din oraşe este cel produs de camioanele de gunoi şi motorul lor, care opresc şi pornesc des. Acesta este acompaniat de zgomotul de sticlă spartă din compactorul de gunoi.

Dar această latură a vieţii urbane va începe să se schimbe odată cu introducerea propulsiei hibride. La viteze mici, murmurul motorului diesel va fi înlocuit cu liniştea celui electric. Volvo FE Hybrid, ce va fi disponibil pentru camioanele de distribuţie, ca şi pentru cele de salubritate, va reprezenta un salt spectaculos în privinţa tehnologiilor prietenoase mediului. Concomitent cu reducerea considerabilă a zgomotului, hibridul va reduce emisiile de CO2 şi consumul de combustibil cu 15-20 % în funcţie de aplicaţie. Volvo a obţinut reduceri de până la 30% cu o suprastructură de compactare acţionată electric de la un set de baterii.

“Aceasta este soluţia de viitor pentru aplicaţiile stop-start din interiorul oraşelor,” declară Henrik Kloo, cel care coordonează proiectul Volvo FE Hybrid la Volvo Trucks. “Pe masură ce preţul petrolului creşte şi îngrijorarea cu privire la schimbările de climă sporeşte, cu toţii ne vom întreba ce putem face. Acesta este o parte a răspunsului.”

Chiar dacă Volvo FE reprezintă vârful tehnologiilor hibride, ideea de a combina un motor cu ardere interna cu un motor electric nu este nouă. Mai exact, primul patent pentru o propulsie hibridă a fost obţinut în 1899 de către un tânăr inventator pe nume Ferdinand Porsche. Volvo Trucks a fost implicat cu vehicule demonstrative şi studii teoretice ale unor hibride începând cu mijlocul anilor 1980 şi a testat diferite tehnologii, de la hibridele mecanice la cele hidraulice sau electrice.

In anul 2002 a fost iniţiat un proiect de inginerie avansată pentru a investiga ce tip de propulsie hibridă va putea oferi cea mai bună combinaţie între eficienţa consumului, robustete şi costuri.

“Am eliminat cateva configuraţii hibride deoarece erau prea scumpe şi ne-am oprit la ceea ce se numeşte sistemul hibrid paralel. Acesta foloseşte un motor electric şi o cutie de viteze mecanică automatizată,” declara Anders Kroon, director cu tehnologiile hibride la Volvo Powertrain, divizia producătoare de sisteme de propulsie din cadrul grupului Volvo.

Ca urmare a acestui proiect în anul 2006 a fost obţinut un camion hibrid FM9, primul test cu tehnologie hibridă paralelă. Spre deosebire de abordarea tradiţională a hibridelor în serie, la care doar motorul electric pune în mişcare roţile, iar motorul cu ardere internă doar încarcă bateriile, la hibridele în paralel propulsia poate fi asigurată pe rând sau simultan de ambele motoare, electric şi Diesel.

Motorul Diesel şi cutia de viteze sunt unele obişnuite, dar între ambreiaj şi cutia de viteze se interpune motorul electric. Este o construcţie eficientă ce permite utilizarea independentă a fiecaruia dintre ele.

„Cele două surse de putere sunt cuplate la acelaşi arbore al cutiei de viteze şi aşa sunt puse în mişcare roţile,” continuă Henrik Kloo. “Aceasta înseamnă că atunci când plecaţi de pe loc veţi cupla motorul electric deoarece este mai indicat la pornirile cu sarcini grele, datorită cuplului mare la turaţii joase. Apoi, pe masură ce viteza creşte motorul Diesel este pus în funcţiune, iar cele două acţionează împreună. Dacă sistemul de control consideră ca fiind soluţia optimă, atunci motorul Diesel va funcţiona singur. Când conduceţi la viteze mari, camionul se comportă ca unul obişnuit, dar la viteze mici se comportă ca un vehicul electric.” În timpul frânărilor, motorul electric preia funcţia frânei de motor, reducând uzura frânelor şi recuperând energia de frânare.

Chiar dacă Volvo Powertrain a proiectat zeci de motoare Diesel de-a lungul anilor, sarcina de a găsi soluţii pentru producţia la scară mare a propulsiilor hibride a adus un număr de provocări, câteva dintre ele referindu-se la baterii şi sistemul lor de control. Bateriile alese de Volvo pentru FE Hybrid sunt cu litiu ion, cu o formulă chimică identică ca cea folosita pentru telefonul mobil sau de laptop, dar mult mai mari – ele cântărind în jur de 200 kg.

“Bateriile sunt călcâiul lui Achile al tuturor vehiculelor hibride, din intreaga industrie auto,” continuă Kroon. „Chiar dacă au fost făcute progrese considerabile în domeniul bateriilor nichel metal, litiu ion sau al supercondensatorilor, mai este mult de realizat pana sa obtinem un sistem în intregime robust.”

Sistemul cu 600 V folosit de Volvo FE necesită sute de acumulatori litiu ion montaţi în serie. „Provocarea este modul în care controlăm totul pentru a funcţiona ca un sistem robust,” continua Kroon. “Pentru a manevra acest nivel de energie electrică am încorporat sisteme de protecţie care opresc şi izoleaza bateria de restul camionului în cazul unui accident sau dacă cineva lucrează necorespunzător la sistem.”

Rezultatul il reprezintă un sistem care analizează ceea ce se întamplă şi acţionează în consecinţă. „Totul trebuie să se întample instantaneu şi trebuie sa funcţioneze în orice situaţie,” mai spune Kroon. “Există o mulţime de echipamente de siguranţă în jurul bateriilor şi al sistemului de tensiune înaltă de la bordul camionului.”

Toţi cei care folosesc un telefon mobil sau un laptop vechi de trei ani pot confirma ca bateriile litiu ion au o durată de viaţă limitată. Dar Volvo se bazează pe o durată de viaţă a bateriilor de până la opt ani, în funcţie de condiţiile de utilizare. „Aceasta ar trebui să corespundă duratei de viaţă a camionului, poate eventual cu un singur schimb de baterii, „mai spune Henrik Kloo. “Aici este nevoie să existe o compensaţie între economia de combustibil şi durata de viaţă a bateriilor.”

După ce aspectele legate de baterii vor fi  rezolvate, următorul pas ar fi găsirea furnizorilor. “Această tehnologie nu este nouă doar pentru noi, dar şi pentru producătorii de baterii,” mărturisea Anders Kroon. Deoarece nu a existat o producţie la scară largă a acestor baterii, vor trebui sa fie construite noi fabrici. „provocarea majoră pe care trebuie să o rezolve industria producătoare de baterii este stabilirea producţiei în aceste noi fabrici, pentru a oferi un bun randament şi o bună productivitate ce se potriveşte cu sistemul integrator care ne furnizează energia necesară propulsiei.”

Volvo Trucks are în acest moment autocamioane hibride ce se află în teste reale la diferiţi clienţi. Deşi a fost realizat un progres considerabil din punct de vedere teoretic, criza globală financiară a afectat atât proiectarea, cât şi potenţialul de investiţii al industriei de transporturi, astfel încât producţia la scară mică a camionului hibrid Volvo FE Hybrid nu va incepe mai devrme de 2012. În acelasi timp, un hibrid pentru operatii de distribuţie pe distanţe lungi a fost investigat. Chiar dacă economia în procente nu este la fel de mare ca în cazul traficului urban, distanţele lungi ce trebuie parcurse înseamnă o cantitate mare de emisii şi posibilităţi mari de reducere a combustibililor.

Volvo FE Hybrid_1 Resized

Anders Kroon se declară extrem de încântat de proiectul Volvo FE Hybrid. „Din punctul de vedere al clienţilor rezultatul va fi extraordinar,” declara el. „De indată ce funcţionalitatea şi eficienţa fiind dovedite,  vom câştiga încrederea în noile tehnologii. Cred că Volvo Group va avea în viitor produse extraordinare.”

Iată cum funcţionează Volvo FE Hybrid

Volvo utilizează tehnologia hibrizilor în paralel, ceea ce înseamnă că motorul Diesel şi motorul electric pot lucra împreună sau separat. Motorul electric are trei funcţii: să propulseze camionul, să încarce bateriile atunci cand camionul frânează şi să pornească motorul. Energia de frânare este utilizată pentru a încărca bateriile. La urcarea pantelor, motorul electric intră în funcţiune pentru a ajuta motorul Diesel în furnizarea puterii necesare. Toate echipamentele auxiliare precum pompa hidraulică a sistemului de direcţie, compresorul de aer şi priza de putere, care la un camion tradiţional sunt antrenate de către motor, la hibrid sunt folosite o serie de mici motoare electrice. Astfel se crează o mai mare libertate de a poziţiona diverse componente, acestea consumând energie doar atunci cand sunt utilizate.

Date tehnice:


Motor Diesel: Volvo D7
Putere max.: 300-340 CP
Motor electric: sincron trifazic de 600 V
Putere max.: 120 kW
Cuplu max.: 800 Nm
Transmisie: I-Shift
Baterii: litiu ion 600 V


future_hybrid4

Descriere imagine

1. Motor DieselD7
2. Ambreiaj
3. Motor electric I-SAM (Integrated Starter Alternator Motor)
4. Transmisie I-Shift
5. Unitatea de control PMU (Powertrain Management Unit)
6. Baterii
7. Convertizor

Lasa un raspuns

*