A fedélzeti motorfejlesztés eléri az 50%-os termikus hatásfokot
YOKOHAMA, Japán – A Nissan áttörést jelentett be a motorhatékonyságot illetően a mai napon, ugyanis 50% termikus hatásfokot értek el a fejlesztési félben lévő következő generációs e-POWER rendszerükkel.
A Nissan e-POWER rendszere egy beépített benzinmotor segítségével látja el az e-POWER hajtáslánc akkumulátor csomagját elektromos energiával. A Nissan legújabb motorfejlesztést illető megközelítése világvezető szintre emelte a mércét, maga mögött hagyva a jelenlegi autóipari átlag 40 százalékos termikus hatásfokát, ezáltal lehetővé téve a jármű szén-dioxid kibocsátás további csökkentését.
„A 2050-re kitűzött, teljes termékéletciklusra vonatkozó karbonsemlegességre való törekvéssel a Nissan célja, hogy a kulcspiacokon kínált új gépjárművek 100%-át elektromosítsa 2030 elejéig.” – mondta Toshihiro Hirai, a Hajtáslánc és az Elektromos Autó Mérnöki Divízió Szenior Alelnöke. „A Nissan elektromosítási stratégiája előmozdítja az e-hajtásláncok és az elektromos járművek számára készült nagy-teljesítményű akkumulátorok fejlesztését, melyben az e-POWER egy másik fontos, stratégiai pillért képvisel.”
Egy elhivatott hozzáállás a megnövelt hatékonyság irányába
A hagyományos belsőégésű motorral rendelkező járművek erőt és teljesítményt igényelnek egy olyan motortól, mely a terhelés és sebesség (fordulatszám) széles skáláján dolgozik.
Ez az alapvető követelmény azt jelenti, hogy a hagyományos motorok nem képesek folyamatosan az optimális hatékonyságukkal teljesíteni. A Nissan e-POWER rendszer azonban egy beépített elektromotort használ, melyet kizárólag egy generátor üzemmódban működő belsőégésű motor hajt. A belsőégésű motor csak a leghatékonyabb tartományában működik, és menedzseli az elektromos áram termelését, illetve az akkumulátor töltöttségét.
Ezen koncepció mentén, valamint az akkumulátor technológia és az energiamenedzsment technikák fejlődésével a Nissan képes volt a termikus hatásfok jelenlegi szinteken túlmutató tökéletesítésére. A következő generációs e-POWER rendszer kifejlesztése a hatékonyságnak ezen útján halad tovább.
A STARC koncepció
Ahhoz, hogy az 50%-os termikus hatásfokot elérjék, a Nissan kifejlesztett egy ’STARC’ nevű elképzelést. Ez az angol Strong, Tumble and Appropriately stretched Robust ignition Channel szavakból ered, ami magyarul erős, forgó-mozgó és megfelelően túlhúzott, robusztus gyújtócsatornát jelent.
Az elképzelés lehetővé teszi a termikus hatásfok javítását a hengeren belüli üzemanyagáramlás (a levegő-üzemanyag keverék áramlása, ami a hengerbe szívódik) megerősítése és a gyújtás által, megbízhatóan elégetve egy jobban higított levegő-üzemanyag keveréket magas sűrítési aránynál.
Egy hagyományos motor esetében számos korlátozás létezik a levegő-üzemanyag keverék hígítási szintjének a változó vezérlési terhelésre adott válaszának kontrollálását illetően, olyan különböző működési feltételek közötti kompromisszumokkal, mint a hengeren belüli üzemanyagáramlás, a gyújtás módja és a sűrítési arány, mely feláldozhatja a hatékonyságot a teljesítmény oltárán.
Azonban egy optimális fordulatszámmal és terheléssel működő elektromos áram előállítására hangolt motor lehetővé teszi a termikus hatásfok drámai javulását.
A belső tesztelések során a Nissan 43%-os termikus hatásfokot ért el az EGR1 hígítási módszert használva és 46%-ot hagyományos belső égés2 esetén egy többhengeres motor alkalmazásával. Az 50%-os szintet a motor rögzített fordulatszám és terhelés alatti működése esetén érték el, hőveszteség újrahasznosító technológiákkal kombinálva.
A Nissan e-POWER Rendszer
Az e-POWER rendszert először 2016-ban, Japánban mutatták be a Nissan Note-tal. Alapját a Nissan LEAF-ben is használt, tisztán elektromos motor hajtotta technológia adja, melyet az azonnali nyomaték-leadás, magas hatékonyság és izgalmas vezetési élmény jellemez. A rendszer magában foglal egy benzinmotort áramgenerátorral, egy invertert, egy akkumulátort és egy elektromotort.
A hagyományos hibrid rendszerekkel ellentétben az e-POWER a beépített belsőégésű motor elektromos áram előállítására való kizárólagos használatát teszi lehetővé. A kerekek meghajtását kizárólag az elektromotor látja el.
2020. december végén a Nissan bemutatta a teljesen új Note-ot a japán piacon. A vadonatúj Note kizárólag az e-POWER rendszerrel elérhető és máris 20.000 darabot rendeltek belőle az ügyfelek.
Az e-POWER Európában a vadonatúj Qashqaiban debütál egy másik, szintén hatékony Mild Hibrid rendszerrel kiegészítve a motorpalettát.
1). Olyan technológia, mely a gyújtás utáni kipufogógázok egy részét visszavezeti az égéstérbe.
2). Égés olyan levegő-üzemanyag keverék aránnyal, mely több levegőt tartalmaz, mint az elméleti levegő-üzemanyag arány (amikor az üzemanyag és az oxigén reakciója tökéletes arányban van; ez jelenti a teljesen elégetett levegő/üzemanyag arányát.) Az égés λ = 2 levegőfelesleg aránnyal számolva.
