Blog

Οι αυστηρές προδιαγραφές εκπομπής CO2 αλλάζουν το τοπίο στην αυτοκινητοβιομηχανία. Τα ηλεκτρικά μοντέλα αυξάνονται συνεχώς, ενώ τα συμβατικά, με κινητήρα εσωτερικής καύσης, αρχίζουν να αποκτούν ήπια υβριδικά συστήματα 48V.

Από το 2021 ο μέσος όρος εκπομπής CO2 του στόλου κάθε κατασκευαστή δε θα πρέπει να υπερβαίνει τα 95 g/km (με πρόστιμο 95 ευρώ για κάθε επιπλέον g/km), ενώ μέχρι το 2030 κάθε κατασκευαστής θα πρέπει να έχει μειώσει κατά 37,5% το μέσο όρου του. Για να αντεπεξέλθουν στις αυστηρές προδιαγραφές οι περισσότερες εταιρείες έχουν ήδη ανακοινώσει τον εξηλεκτρισμό της γκάμας τους από το 2022, διαθέτοντας στην αγορά αμιγώς ηλεκτρικά μοντέλα, υβριδικά και ήπια υβριδικά 48V. Τα τελευταία φαίνεται να αποτελούν μονόδρομο όσον αφορά στην επιβίωση του κινητήρα εσωτερικής καύσης, αφού υπολογίζεται πως προσφέρουν το 50%-70% των κερδών των συμβατικών υβριδικών σε οικονομία καυσίμου, στο 30% του κόστους.

Το σύστημα 48V αναλαμβάνει όλες τις ηλεκτρικές λειτουργίες που στα συμβατικά οχήματα καλείται να επιτελέσει ο κινητήρας. Κλιματισμός, αντλίες, σύστημα πολυμέσων, ηλεκτρονικά συστήματα υποβοήθησης και όλα τα άλλα περιφερειακά συνεπάγονται αυξημένες απαιτήσεις ρεύματος, τριβές και μεγαλύτερη κατανάλωση καυσίμου. Ένα σύστημα 48V είναι εύκολο στην τοποθέτηση (παράλληλα με το κλασικό σύστημα 12V), απαιτεί λεπτότερες και ελαφρύτερες καλωδιώσεις, ενώ επιτρέπει στα περιφερειακά, π.χ αντλίες και ανεμιστήρες, να λειτουργούν αποδοτικότερα, λόγω υψηλότερης τάσης. Προσφέρει, μάλιστα, σημαντικά πλεονεκτήματα στο χρόνο απόκρισης στο start-stop, αυξημένη δυνατότητα ανάκτησης ενέργειας και άμεση υποβοήθηση του κινητήρα. Επιπλέον ανοίγει το δρόμο για νέες καινοτομίες μείωσης κατανάλωσης καυσίμου, που δε θα μπορούσαν καν να λειτουργήσουν σε ηλεκτρικό σύστημα 12V, όπως το ηλεκτρικό τούρμπο, οι ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες, το brake-by-wire κ.α.

Πώς λειτουργεί όμως το σύστημα; Ένα τυπικό ήπιο υβριδικό σύστημα 48V αποτελείται από τρία κύρια τμήματα: τη γεννήτρια MGU (Motor Generator Unit), ένα μετατροπέα τάσης 12V σε 48V και μία μπαταρία ιόντων-λιθίου 48V (μικρότερη της 1kWh). Η υδρόψυκτη γεννήτρια αντικαθιστά το παραδοσιακό δυναμό (συνδέεται δηλαδή μέσω ιμάντα με το στροφαλοφόρο) και συνδυάζεται με ειδικούς εντατήρες που της επιτρέπουν να προσφέρει ή να απορροφά ροπή. Στην πρώτη περίπτωση δρα ως πρόσθετο μοτέρ που μπορεί να εκκινεί τον κινητήρα μέσω του ιμάντα και να παρέχει επιπλέον ροπή (περίπου 100 Νm). Επηρεάζοντας, βέβαια, άμεσα το φορτίο του κινητήρα, τον βοηθά να βρεθεί σε μια ευνοϊκότερη -για την αποδοτικότητά του- περιοχή λειτουργίας. Από την άλλη, το μοτέρ λειτουργεί ως γεννήτρια φορτίζοντας την μπαταρία 48V όχι μόνο όταν παίρνει κίνηση από τον κινητήρα (όπως ένα συμβατικό δυναμό), αλλά και όταν ο κινητήρας είναι απενεργοποιημένος και το αυτοκίνητο κινείται με σταθερή ταχύτητα (coasting) ή επιβραδύνει.

Τα συστήματα που έχουν θέσει ήδη στην παραγωγή εταιρείες όπως η Audi, Mercedes και Renault δεν μπορούν να κινήσουν αμιγώς ηλεκτρικά το αυτοκίνητο, έστω και για λίγα χιλιόμετρα, όπως τα κλασικά, πλήρως υβριδικά συστήματα, αφού παρέχουν ισχύ μόλις 10-12 kW (13-16 PS). Πρόσφατα, όμως, η Continental -ένας από τους μεγαλύτερους προμηθευτές της αυτοκινητοβιομηχανίας- ανακοίνωσε πως με τη σχεδίαση μιας υψηλού βαθμού απόδοσης, υδρόψυκτης γεννήτριας MGU κατάφερε να φτάσει την απόδοση ισχύος 40 PS.