Newsletter

Regulamin

Reklama

Mechanika - Żródła napędu - silniki stosowane obecnie oraz w przyszłości

EOLAB projekt przyszłości - "NAPĘD HYBRYDOWY DLA WSZYSTKICH"

dokument
pobierz +

Z.E. HYBRID: DOSTĘPNA DLA WSZYSTKICH TECHNOLOGIA HYBRYDOWA Z MOŻLIWOŚCIĄ DOŁADOWANIA AKUMULATORÓW

Bardzo lekki i aerodynamiczny pojazd pokazowy idzie jeszcze dalej w poszukiwaniu wyjątkowo niskiego zużycia paliwa i energii dzięki hybrydowemu układowi napędowemu z możliwością ładowania „w 100% Renault”. Stał się on przedmiotem ponad 30 złożonych już wniosków patentowych. Połączenie silnika benzynowego i elektrycznego w samochodzie kompaktowym pozwoli na zwiększenie mobilności z zerową emisją na odcinku 60 km**, przy jednoczesnym uzyskaniu dużego zasięgu dzięki pomocniczemu działaniu silnika spalinowego. Silnik ten będzie można zastosować również w małych samochodach, a więc stanie się on dostępny dla szerokiej rzeszy klientów. Technologia ta zostanie wprowadzona do gamy samochodów przed 2020 rokiem.

Silnik elektryczny w sprzęgle

W prototypie EOLAB, część „spalinową” układu napędowego stanowi mały, 3 cylindrowy silnik benzynowy o pojemności skokowej 999 cm3, rozwijający moc 57 kW (75 KM) oraz moment obrotowy 95 Nm. Współpracuje on z bardzo innowacyjnym układem przeniesienia napędu bez sprzęgła, opartym na niewielkiej i oszczędnej 3-biegowej skrzyni, całkowicie wystarczającej do skutecznego działania we wszystkich zakresach prędkości samochodu. Jest to istotna zaleta w porównaniu do większości technologii hybrydowych dostępnych na rynku, w których stosowane są skrzynie typu CVT (Continuous Variable Transmission) lub DCT (Dual Clutch Transmission) – duże, ciężkie i drogie, co wyklucza je z oferowania w małych, ekonomicznych samochodach.

Kluczowy element tego rozwiązania znajduje się w obudowie sprzęgła, kryjącej w sobie silnik elektryczny z trwałymi magnesami (o przepływie osiowym w przypadku omawianego prototypu). Dzięki nowatorskiej technologii, ten niewielki i oszczędny silnik zapewnia przenoszenie wysokiego momentu obrotowego i ma przy tym zdolność do uzyskania szczytowej, chwilowej mocy 50 kW i momentu obrotowego 200 Nm.

Jest on zasilany akumulatorem o mocy 6,7 kWh i w zupełności wystarcza do napędzania samochodu w trybie elektrycznym. W tym przypadku również starania o zmniejszenie masy o każdy kilogram, prowadzone podczas prac konstrukcyjnych nadwozia, nabierają zasadniczego sensu, gdyż im lżejszy jest samochód, tym mniej energii elektrycznej potrzeba do jego napędzania. W konsekwencji możliwe jest też zastosowanie lżejszego i tańszego akumulatora.

Zmiany biegów obejmujące napęd elektryczny i spalinowy

W 3-biegowej skrzyni dwa pierwsze przełożenia są przeznaczone do napędu elektrycznego, a trzecie do silnika spalinowego. Te trzy biegi pozwalają uzyskać dziewięć kombinacji przełożeń w trybie elektrycznym i hybrydowym. Jedna z podstawowych innowacji projektu polega na sposobie zmiany biegów bez sprzęgła dzięki wdrożeniu inteligentnego systemu kontroli będącego owocem prac inżynierów Renault.

Akumulator dostosowany do pojazdu hybrydowego

Silnik elektryczny z trwałymi magnesami o przepływie osiowym, zastosowany w prototypie EOLAB, jest zasilany akumulatorem litowo-jonowym o mocy 6 kWh, odmiennym od tych, które montowane są w samochodach elektrycznych z gamy Z.E. Samochody z napędem w 100% elektrycznym wymagają jak największego zapasu zmagazynowanej energii, aby spełnić podstawowe kryterium ich funkcjonalności – zasięg. Natomiast samochody z napędem hybrydowym, takie jak EOLAB, muszą spełniać takie samo zapotrzebowanie na moc, przy jednoczesnym ograniczeniu zasobów energii elektrycznej. Stwarza to konieczność zastosowania odmiennych ogniw, o wyższym stosunku uzyskanej mocy do wykorzystania energii. Moduł akumulatora jest wynikiem owocnej współpracy Renault i CEA. Najistotniejszym wyzwaniem było opracowanie pomysłowych rozwiązań do zbudowania modułu gromadzącego maksymalne zasoby energii w jak najmniejszych gabarytach i przy zmniejszonej masie.

Z.E. Hybrid: jeden tryb działania w tygodniu, inny tryb pracy na weekend

Kierowca ma do wyboru dwa tryby działania.

- Tryb działania w tygodniu, wykorzystujący maksymalnie napęd elektryczny w codziennych przejazdach, na przykład z domu do pracy, aby jak najbardziej zbliżyć się do „zerowej emisji oraz „zerowego zużycia paliwa”. Samochód ma wystarczający zasięg, by pokonać dystans 60 km w trybie wyłącznie napędu elektrycznego. W tym trybie pracy sekwencja działania pojazdu jest następująca: ruszamy zawsze na napędzie elektrycznym. Pierwszy bieg w trybie napędu elektrycznego pozwala osiągnąć prędkość do 60/70 km/h. Powyżej tej prędkości system automatycznie włącza drugi bieg, korzystając nadal z napędu elektrycznego – do prędkości 120 km/h. Kiedy jedziemy szybciej, następuje automatycznie uruchomienie i włączenie do napędu silnika spalinowego i przejście na tryb napędu hybrydowego przy użyciu trzeciego biegu.

- Tryb działania na weekend, który wykorzystuje naprzemiennie oba rodzaje napędu, by zapewnić maksymalny zasięg pojazdu i pokonywanie dłuższych dystansów. Ruszanie następuje również wyłącznie na napędzie elektrycznym, lecz tym razem silnik spalinowy uruchamia się przy niskiej prędkości. Od tej chwili oba rodzaje napędu łączą się w działaniu, co oczywiście pozwala na zmniejszenie zużycia paliwa i energii, ale także na uzyskanie większej mocy dzięki współpracy silnika spalinowego o mocy 90 kW i silnika elektrycznego o mocy 50 kW. W tym trybie działania akumulator doładowuje się w trakcie zwalniania i hamowania (funkcja range saver). Hybrydowy tryb pracy pozwala na uzyskanie maksymalnej prędkości samochodu.

Jest to zasadnicza cecha całej koncepcji, która wyznacza kierunek prac konstrukcyjnych dla wszystkich przyszłych samochodów z napędem hybrydowym z naszej gamy. Dziś większość hybryd na rynku to samochody segmentów wyższych, których cena sprzedaży przekracza 40 000 EUR. Rozwiązania zastosowane w samochodzie EOLAB są znacznie bardziej oszczędne i pozwalają przewidywać wdrożenie napędu hybrydowego w małych samochodach na znacznie większą skalę. Naszym celem jest skonstruowanie samochodu z dwoma silnikami w cenie pojazdu z jednym silnikiem – podkreśla Jean-Pierre Fouquet, szef projektu Z.E. Hybrid.

inf/zdjęcia/film RENAULT

Zasoby powiązane


Reklama