Kóstolgatjuk a jövő, a jövő kóstolgat minket – valahogy így van ezt mostanság. „Ott, valahol fent”, már tudják, talán hosszabb távra is, hogy mi lesz a járművek jövője (ha a „mégfenntebbiek” bele nem szólnak…), nekünk azonban csak csepegtetik a tudni, vélni valókat. Konszernek építik jövőjüket, tesznek fel egy lapra szinte mindent.

Az odavezető út állomásairól napjainkban egyre másra rántják le a leplet, és kínálnak meg vele minket. A General Motors, nehéz évei után, miközben keményen fejlesztett, egy előttünk álló időszakra nézve a Voltec hajtásban látja a helyes utat, az üzleti sikert. Modelljei a Chevrolet Volt és az Opel Ampera.

A május 5-6-én a bécsi Hofburgban rendezett 32. Bécsi Motor szimpózium – mint minden eddigi – gazdag szakmai kiállítással is társult. A világ vezető motorgyártói, beszállítói, kutató-fejlesztő intézetei mutatják be itt termékeiket, munkáikat és kínálják szolgáltatásaikat. Idén, a Hofburg bejárata előtti téren, a General Motors kiállító sátorban mutatta be a jövő erőforrásait, tüzelő(anyag)cella fejlesztéseit. Mellette a Voltec soros hibrid hajtást. A próbaútra is elvihető Opel Ampera hangtalanul rótta a belvárosi próbaútjait. Az itt látott és hallott friss technikai információk alapján állítottuk össze, messze nem a teljességre törekvő cikkünket.

A Voltec hajtás a soros hibridek kategóriájába sorolandó. Ennél a hibridnél a belső égésű motornak nincs közvetlen kerékhajtási kapcsolata, csak –és azt is csak szükség szerint - áramfejlesztő generátort hajt. A gyár inkább a kiterjesztett hatótávú elektromos jármű megnevezést használja. Angol megnevezése Extended-Range Electric Vehicles (E-REV). A hibrid gépjárművek egy csoportja, mint a Volt/Ampera modellek, hálózati csatlakozóról is tölthetőek, ezek angol megnevezése a Plug-in Hybrid Electric Vehicles (PHEV).
A soros hibridek esetében, a belsőégésű motoros hajtás mértékét tekintve, tehetünk különbséget köztük. Amennyiben a belső égésű motor teljesítménye csekély, akkor csak vészüzemi funkcióhoz szánták, tehát az akkumulátor, mint elsődleges erőforrás, lemerülésekor teszi lehetővé – korlátozott menetteljesítménnyel - az autó további hajtását az első töltőhelyig. A Range-Extender hajtásról, például a Wankel hibrid Audi prototípus esetében, már beszámoltunk. Amennyiben a belső égésű motor teljesítménye akkora, hogy a villamos energiaátalakítási láncon át rendesen „viszi” az autót – ez aVolt/Ampera megoldása – akkor kiterjesztett hatótávolságú soros hibridről beszélünk. Az akkumulátor lemerülése setén még akceptálható, hosszú távú menet lehetséges. A Volt/Ampera hatótávolságát, mindig fenntartva egy minimális, az akkumulátor élettartama miatt szükséges töltöttséget, a gyár 500 km-ben határozta meg.
Az elsődleges cél azonban a villamos hajtás – a már unalomig ismételt kedvező környezeti hatásai miatt - elsősorban agglomerációs környezetben való közlekedésnél. Az energiafelvétel kívánatos módja a hálózati áramvételezés, a plug-in töltés.

A belső égésű motor

A hajtás belső égésű motorjával foglalkozunk először. A belső égésű motor kiválasztásánál (kezdetben dízelmotor volt!) azért esett a választás Otto-motorra, mert egy csendes erőforrás kellett, jó NVH jellemzőkkel, az emissziótechnikai rendszer egyszerűsége (csak egy redox katalizátor az Euro 5 teljesítéséhez) elhelyezési okokból is számított, szívó motort választottak, mert a turbótöltött levegővisszahűtésének nagy a beépítési térfogat igénye. Hűtő így is van az autóban szép számmal, a motor és klímahűtőn túl az akkumulátor hűtőtömbje is helyet kér. A soros hibrid kialakítás azonban feleslegessé teszi a hagyományos indítómotort és generátort.
A motor 80 Nm nyomaték leadásáig 1500 min-1 fordulatnál kisebb értéken jár, 110 Nm-ig pedig 1750 min-1 fordulat alatt üzemel. A motoradatokat táblázatba foglaltuk, a fotókon pedig a szerkezeti kialakítást követhetjük nyomon.

Motor    ECOTEC VVT (LUU)
Otto-motor,
soros, 4 henger, szívó, Al blokk és hengerfej
vezérlés    DOHC, 16 szelep; folyamatos szívó és kipufogó bütyköstengely fázisállítás
lökettérfogat    1398 cm3
löket/furat    73,4/82,6 mm
henger távolság    78 mm
hajtórúd hossz    130,3 mm
sűrítési viszony    10,5
névleges teljesítmény    63 kW /4800 min-1
max. forgatónyomaték    130 Nm / 4250 min-1
keverékképzés    MPFI
min. fajlagos tüzelőanyagfogyasztás    <240 g/kWh

Az akkumulátor

A „T” alakban elrendezett akkumulátorcsomag 1,67 m hosszú, 180 kg tömegű. A padlólemez integrált részeként a ”kardánalagútba” és a hátsó ülések alá helyezték. A „LiMn204” típusú lítium-ion akkumulátor 288 (prismatic) cellás, névleges feszültsége 360 Volt, névleges összkapacitása 16 kWh. A maximálisan kivehető teljesítmény 111 kW. A töltési határok között a kapacitás 65%-a használható ki az akkumulátor elérendő nagy élettartama végett. Az LG Chem Power Inc. fejlesztette terméket Detroit mellett (Brownstown Township, Mich.) gyártják. Az anód grafit, a katód mangán spinell (spinell – összetett oxidú ásvány - mangán-magnézium-alumínium oxid). Az elektródákat keramikus bevonatú SRS szeparátor választja el egymástól. A cellák polimer bevonatú alumínium házban vannak, Pouch vagy más néven Lipo cella kialakítású, függőleges elrendezésű, így rendezhető álló cellasorba.
Töltési ideje (például Európában) alig több mint 3 óra, 230 Volt feszültségen, 16 Amper árammal.
Az akkumulátorcsomag várható élettartama 10 év, illetve 240 ekm, garanciális 8 évig, illetve 160 ezer km-ig.
Mivel a Li-ion akkumulátor jó hatásfokkal csak a rá jellemző hőmérséklethatárok között működik, ezért folyadékos hűtő/fűtő modult – önálló thermo-management rendszert - kell alkalmazni. Ezzel elérték, hogy -25 C és +50 C külső hőmérséklet közötti tartományban biztonságos az üzemelés.

Volt Electric Drive Unit 4ET50

A Volt és az Ampera hajtóegysége, mely a gépjármű első kerekeit hajtja, valóban egy egységet képez, ez a Volt Electric Drive Unit 4ET50. A belsőégésű motor, a villamos gépek (motor és motorgenerátor), a tengelykapcsolók (C1, C2, C3), a bolygómű, a fogaskerekes hajtómű (sebességváltó nincs!), differenciálmű mechanikai egységben van. Erre épül a szükséges teljesítményelektronika.
A Voltec hajtásban egy hajtó villanymotor (111 kW) és egy motor/generátor van. Az elektromos egység generátora 54 kW-os, hatásfoka már 20 Nm-nél 92 Nm, nagyobb terhelésnél még ennél is jobb. A villamos gépek koaxiálisan építettek, állandó mágnesűek. A hajtóegységeket bolygóművel kötik össze.

Jellegzetes Hajtási üzemmódok:
Egy villanymotoros hajtás csak akkumulátoros üzem, egy villanymotor hajt (PTM - Primary Traction Motor), kis sebesség, kis terhelés, teljesen töltött akkumulátor, a belsőégésű motor áll, C2 és C3 tengelykapcsoló nyitva, C1 tengelykapcsoló zárva, ezzel a bolygómű gyűrűkerék áll.
Két villanymotoros hajtás csak akkumulátoros üzem, két villanymotor hajt (PTM + motorgenerátor), közepes sebesség, közepes terhelés, a bolygómű gyűrűkerék C2 tengelykapcsolóval a motorgenerátorhoz kapcsolt, rásegít; a PTM kisebb fordulattal jár, így jobb a hatásfoka.
Egy villanymotoros hajtás, belső égésű motoros töltéssel a belső égésű motor C3 zárásával hajtja a generátort, kis sebességnél a generátor tölti az akkut (szintentartás) és áramot ad a PTM-nek, a gépjárművet a PTM hajtja, C1 tengelykapcsoló zár, a gyűrűkereket blokkolja.
Kombinált hajtás nagy sebességű, nagy terhelésű üzem; C3 zár, a belső égésű motor forgatja a generátort, C2 tengelykapcsoló zárt, ezzel a gyűrűkerék a belső égésű motorral hajtott generátorral zár össze, ez a generátorhajtás egyrészről tölti az akkumulátort, táplálja a PTM-et és belső égésű motor a generátortengelyen keresztül, mechanikusan behajt a bolygókerékbe. Ez a bolygómű hajtás csak a PTM fordulatszámát módosítja úgy, hogy jó hatásfokú üzemállapotban (10-15% plusz) tudja hajtani a gépkocsit.

A GM/Opel Volt/Ampera gépjárműnek négy választható üzemmódja van.
Normál: nyugodt úr- és úrhölgy vezetői standard üzemmód.
Sport: gyors reagálás a gázpedál működtetésre, gyors nyomaték felépülés.
Hegy: változatos domborzati viszonyoknál az akkumulátor töltöttséget magasabb szinten tartja az energia menedzsment
Kapacitás-tartás: amennyiben a tisztán elektromos hajtás sokáig szükséges (pl. városi emissziós korlátozási zónákban), az energia menedzsment elektromos-energia kímélő üzemet állít be.

Jellemzők

A Volt/Ampera (azonos gyártósoron gyártják) csak az akkumulátorból nyert energiával (a belső égésű motor nem üzemel) 40-80 km tud megtenni. A hatótávolság nagyon függ a vezetési stílustól, a forgalmi viszonyoktól. A GM szerint ez a kapacitás általában elég Európában, ahol a városban, az agglomerációban közlekedők 80%-a naponta kevesebbet, mint 50 km-t tesznek meg.
Az Opel tájékoztatása szerint az Ampera benzinfogyasztása az UN ECE R101 vizsgálat szerinti 1,6 liter/100 km, CO2 kibocsátása 40 g/km.
A kedvező energiamérleghez a fékezési energia visszatáplálása is hozzájárul. A benzintartály térfogata 35,2 liter.
A Voltec hajtóegység maximális nyomatéka 370 Nm, a gépkocsi maximális sebessége 161 km/h, az autó körülbelül kilenc másodpercen belül gyorsul százra.

A Volt/Ampera gépkocsit egyelőre nem mint népautót tekintsük, ítéljük meg. Ára (van, nem kevés), vevőköre, szervize, szerviztapasztalatai, újrahasznosítása, alkatrész árai és még sok minden, szerteágazó és nagyon fontos kérdések, melyek javarészt nyitottak. A Volt és az Ampera megmérettetése most kezdődik.

Dr. Nagyszokolyai Iván
Forrás és cikk közlésének engedélye: Autotechnika.hu

•  

Küldés e-mail-ben: