Mahle wprowadza urządzenie rozszerzające zasięg dla ciężarówek elektrycznych
Podziel się z CleanTechnica swoim wsparciem poprzez subskrypcję na Substacku, Patreonie lub Stripe. Pomóż nam tworzyć wysokiej jakości, oryginalne treści, które publikujemy co tydzień, mimo wyzwań stawianych przez sztuczną inteligencję służącą do pobierania treści, antyspołeczne media, inflację i inne przeszkody.
W rzeczywistości dzisiejsze ciężarówki elektryczne na baterie mają niewystarczający zasięg do wielu zastosowań. Nawet potężna Tesla Semi (gdy w końcu stanie się powszechnie dostępna) będzie miała swoje ograniczenia. Bez względu na to, jak aerodynamiczny jest kształt kabiny czy jaka wielkość ma bateria, transport pełnie załadowanego przyczepa w górę do tunelu Eisenhowera w Górach Skalistych zawsze będzie wyzwaniem dla ciężarówek napędzanych na baterie. Mahle, dostawca pierwszego poziomu dla przemysłu motoryzacyjnego i transportowego, twierdzi, że ma na to rozwiązanie.
W komunikacie prasowym firma stwierdziła, że firmy transportowe muszą sprostać podwójnemu wyzwaniu: zmniejszenia emisji związanych z ich działalnością bez narażania na szwank swojej rentowności lub konkurencyjności. Niewystarczająca infrastruktura ładowania pojazdów komercyjnych w wielu regionach oraz ograniczony zasięg ciężarówek elektrycznych to dwa główne powody opóźnień w elektryfikacji ciężarówek służących do transportu towarów. Elastyczność i niezawodność są kluczowymi czynnikami sukcesu biznesowego w tym sektorze.
„Czas i energia to ograniczone, cenne zasoby, szczególnie w branży transportu drogowego. Tylko ci operatorzy, którzy działają efektywnie ekonomicznie, mogą przetrwać. Dzięki produktom związanym z elektryfikacją MAHLE może pomóc w uczynieniu ciężarówek bardziej wydajnymi i elastycznymi, jednocześnie obniżając koszty eksploatacji” – powiedział prezes Arnd Franz. „To właśnie pokażemy naszym klientom, międzynarodowym producentom pojazdów oraz operatorom flot na tegorocznym IAA Transportation.”
System rozszerzający zasięg Mahle
Na targach IAA Transportation w Hanowerze w Niemczech we wrześniu Mahle przedstawi nowy system rozszerzający zasięg dla ciężarówek. Firma twierdzi, że system ten zapewnia elastyczny zasięg bez żadnych kompromisów oraz wysoką efektywność bez ograniczeń. „Nasz system rozszerzający zasięgu to inteligentna ‚jednostka zasilania awaryjnego’, która zostaje uruchomiona dokładnie w odpowiednim momencie i znacznie zwiększa dostępny zasięg” – powiedział dr Marco Warth, wiceprezes ds. badań i zaawansowanej inżynierii.
Kluczem do nowego systemu jest wydajny generator wysokiego napięcia o ciągłej mocy 110 kilowatów oraz maksymalnej mocy sięgającej 130 kW, napędzany kompaktowym silnikiem spalinowym. Generator zapewnia niezawodne zasilanie dla systemu napędowego elektrycznego nawet podczas trudnych tras przy pełnym obciążeniu. Jego architektura może być łatwo dostosowana do wymagań wydajnościowych różnych zastosowań i rynków regionalnych. Dzięki nowo opracowanemu zaawansowanemu systemowi chłodzenia olejem generator ma gęstość mocy przekraczającą 7 kW na kilogram, co umożliwia wysoką moc przy mniejszej wadze i uproszczonych interfejsach, jak twierdzi firma.
Cały system mieści się w przestrzeni, gdzie zazwyczaj montuje się baterie w ciężarówkach elektrycznych, co oznacza, że można go łatwo zintegrować z istniejącymi platformami pojazdów elektrycznych na baterie. Zastępuje on około jednej trzeciej standardowej pojemności baterii, dzięki czemu ciężarówka może być wyposażona w mniejszą i tańszą baterię. To zmniejsza obciążenie tylnego osi o około 400 kg, a całkowitą masę pojazdu o około 600 kg. Ciężarówka wyposażona w system Mahle ma zasięg ponad 800 km – bateria zapewnia około 400 km, a urządzenie rozszerzające zasięg pozostałe 400 km.
80-procentowe zmniejszenie emisji węgla
W rzeczywistych warunkach eksploatacyjnych ciężarówka w trybie rozszerzania zasięgu emituje o około 80 procent mniej dwutlenku węgla niż ciężarówka z konwencjonalnym silnikiem diesla. Jeśli do zasilania systemu używa się paliw odnawialnych, takich jak bioodpalec HVO100, ciężarówka praktycznie w ogóle nie emituje dwutlenku węgla. Rozległy system zarządzania ciepłem o mocy chłodzenia 48 kW przy wysokich temperaturach i 15 kW przy niskich temperaturach zapewnia stabilną pracę systemu rozszerzania zasięgu w trudnych warunkach eksploatacyjnych.
„Nasz rozszerzacz zasięgu to klucz do oddzielenia tempa rozwijania się rynku ciężarówek elektrycznych od niewystarczającego tempa budowy infrastruktury” – powiedział Warth. „Jeśli stacja ładowania jest zajęta, lub z powodu warunków pogodowych lub korków konieczne są alternatywne trasy, a infrastruktura osiąga swoje granice, inne floty mogą zostać w tarapatach. Ciężarówka elektryczna z rozszerzaczem zasięgu może jechać dalej. Dostępność operacyjna jest zachowana nawet w warunkach szczytowych.”
Ciągłe dążenie
Pościg za pojazdami elektrycznymi z silnikami rozszerzającymi zasięg trwa od chwili, gdy pierwsze samochody i ciężarówki elektryczne weszły do produkcji seryjnej. Pierwotny model BMW i3 posiadał silnik rozszerzający zasięg – w zasadzie mały silnik motocyklowy – ale jego wydajność nie spełniała oczekiwań, szczególnie w Stanach Zjednoczonych, gdzie organy regulacyjne wymagały, aby nie był uruchamiany, dopóki poziom naładowania baterii nie spadnie do 5 procent. GM lepiej poradziło sobie ze swoim modelem Chevy Volt, hybrydowym samochodem elektrycznym z silnikiem spalinowym, który miał zasięg około 55 mil wyłącznie na baterii. Dla niektórych kierowców silnik ten był uruchamiany tak rzadko, że zgłaszali, iż kupowali zaledwie 10 galonów benzyny rocznie!
Ian Wright był jednym z pierwszych inżynierów w Tesla. Opuścił firmę po przybyciu Elona Muska, który zaczął narzucać swoją wolę Tesla Motors, jak wtedy nazywano tę firmę. Później Wright założył własną spółkę startupową o nazwie Wrightspeed, która specjalizowała się w elektryfikacji ciężarówek i autobusów. Opracował wysoce efektywną turbinę gazową, która napędzała generator służący do rozszerzenia zasięgu pojazdów. Inżynieria była doskonała, ale firma nie odniosła sukcesu.
Inni podążają tym samym marzeniem. Niedawno Horse Powertrain – wspólna inicjatywa Renault i Geely – przedstawił kompaktową kombinację silnika benzynowego i generatora, zaprojektowaną do montażu w istniejących pojazdach. W komunikacie prasowym firma stwierdziła: „C15 łączy w jednej jednostce silnik, generator i inwerter w tak kompaktowej formie, że można ją zainstalować w istniejących platformach pojazdów elektrycznych na baterie z niewielkimi lub żadnymi modyfikacjami. Dzięki temu producenci mogą łatwo i efektywnie przekształcić platformę pojazdu elektrycznego na baterie w pojazd z rozszerzonym zasięgiem, co umożliwia im rozbudowę oferty produktowej w celu spełnienia wymagań lokalnego rynku”. Na razie nie wiadomo, czy jakikolwiek producent skorzystał z oferty Horse Powertrain.
Motór Mahle Contactless Drive
Mahle bierze również udział w innych ulepszeniach dotyczących elektrycznych ciężarówek służbowych. W przyszłym miesiącu w Hanowerze przedstawi także swój nowy silnik elektryczny Contactless Transmitter (MCT), opracowany do zastosowania w osiach napędowych elektrycznych ciężkich pojazdów komercyjnych. Silnik ten nie jest wyposażony w trwałe magnesy, dlatego nie wymaga żadnych pierwiastków ziem rzadkich. W porównaniu z standardowymi silnikami synchronicznymi z trwałymi magnesami, silnik MCT pozwala zaoszczędzić do 3 kilogramów magnesów ziem rzadkich na pojazd, co przyczynia się do dalszego zmniejszenia śladu węglowego układu napędowego.
Motor MCT jest o 10 procent lżejszy i bardziej wydajny niż silniki elektryczne z trwałym wzbudzeniem i magnesami w rzeczywistych warunkach jazdy. Przewagą nad wariantem z trwałym wzbudzeniem jest wyższa efektywność w szerszym zakresie pracy i przy różnych warunkach jazdy. Ma maksymalną moc 370 kW oraz moment obrotowy przekraczający 900 Nm przy prędkości obrotowej 3 900 obr./min. Efektywność silnika w cyklu VECTO, narzędziu symulacyjnym Unii Europejskiej do określania zużycia paliwa nowych pojazdów, wynosi około 95 procent.
My w CleanTechnica lubimy mówić, że najlepsze technologie dla samochodów elektrycznych i ładowania pojazdów EV jeszcze nie zostały wynalezione. Te nowe produkty firmy Mahle mogą być anachronizmem za dwadzieścia lat, ale dziś mogą być dokładnie tym, czego potrzebujemy, aby przyspieszyć rozwój elektryfikacji ciężarówek.