Hibridna revolucija – leta raziskav in razvoja

Junija 2011 so pri Volvo Trucks kupcu predali svoje prvo hibridno tovorno vozilo. Danes je v uporabi že več kot 50 tovornjakov Volvo FE Hybrid. Pri Volvo Trucks so v ta tovorna vozila vložili več let raziskav in razvoja; hibridne tehnologije čaka obetavna prihodnost.

Hibridni motor Volvo Trucks

V skupini Volvo so hibridne pogonske sklope začeli raziskovati že leta 1985, toda resnično napredovali so šele leta 2005.

Da bi lahko v celoti dojeli pomen modela Volvo FE Hybrid, nam mora biti jasno, koliko raziskav in razvoja je bilo vloženih v ta projekt. V nasprotju z uveljavljenim mnenjem uporaba električnega pogona ni nova zamisel in v skupini Volvo so hibridne pogonske sklope začeli raziskovati že leta 1985. Vendar takratni projekti niso napredovali dlje od faz prototipov in predstavitvenih modelov.

Anders Kroon

Anders Kroon, podpredsednik za energetsko učinkovitost in okolje pri Volvo Trucks

„V tistih časih so bili omenjeni projekti zastavljeni bolj kot rezervna rešitev, če nam ne bi uspelo v celoti izpolniti zahtev predpisov o emisijah,“ pravi Anders Kroon, podpredsednik za energetsko učinkovitost in okolje pri Volvo Trucks, ki je že več kot deset let intenzivno vključen v projekt hibridnega pogona. „Projekti se niso toliko ukvarjali s tržno-finančnimi vidiki ali vidiki izdelave tržno uspešnega izdelka.“ 

To se je spremenilo leta 2001, ko je Kroon dobil nalogo, naj opravi raziskavo goriv prihodnosti, ugotovitve te raziskave pa so bile osupljive.

„Jasno se je pokazalo, da se bo obdobje lahko dostopne nafte končalo, pa tudi, da se bo to zgodilo prav kmalu,“ se spominja. „Spoznali smo, da bomo potrebovali alternativo fosilnim gorivom in da se moramo na prehod pripravljati že danes.“ 

Od leta 2002, po ugotovitvi, da je glede na visok izkoristek pretvorbe v mehansko energijo elektrika najprimernejši alternativni vir pogonske energije, Anders Kroon in njegova skupina raziskujejo različne kombinacije električnih agregatov in agregatov z notranjim zgorevanjem, te raziskave pa so jih pripeljale do razvoja vzporednega hibridnega pogona. S skupnimi finančnimi sredstvi švedske vlade, obrambnega ministrstva ZDA in skupine Volvo je razvojni skupini do konca leta 2005 uspelo izdelati vzporedni hibridni sistem na ravni demonstracijskega modela. 

Tehnologijo imamo v bistvu že pripravljeno – zdaj jo samo še izpopolnjujemo.

Mats Alaküla, Global Advanced Engineering pri Volvo Trucks

Nato se je zgodil veliki preobrat: po internem prikazu hibridnega sistema je takratni glavni direktor skupine Volvo Leif Johansson javno napovedal, da bo skupina Volvo v treh letih uvedla proizvodnjo hibridnega pogonskega sklopa.

Miguel Hallgren

Miguel Hallgren, vodja področja za zahteve za izdelke pri Volvo Trucks

„Na tem področju smo delali šele tri leta in sploh še nismo bili formalno organizirani,“ pravi Kroon. „Mudilo se nam je zbrati vse potrebno znanje. Vendar nam je v dveh letih in pol vendarle uspelo pripraviti pogonski sistem za proizvodnjo.“

Pri Volvo Trucks je rezultat njihovega dela Volvo FE Hybrid, ki je bil uradno predstavljen leta 2009. Junija 2011 je bilo prvo vozilo predano kupcu, v času, ko to pišemo, pa je v uporabi že več kot 50 hibridnih vozil. 

„To je največja serija hibridnih tovornjakov, izdelana za trg,“ pravi Miguel Hallgren, vodja področja za zahteve za izdelke pri Volvo Trucks. „Volvo Trucks je prvi proizvajalec na svetu, ki je izdelal 26-tonski tovornjak s hibridnim pogonom.“

Kadar ga poganja samo elektromotor, Volvo FE Hybrid vozi povsem tiho. Ko vozilo preseže hitrost 20 km/h, se zažene dizelski motor, samodejni menjalnik pa skrbi za optimalno razmerje med motorjema in preprečuje delovanje v neučinkovitih območjih. Akumulator se polni z energijo, pridobljeno med zaviranjem, tako da so izgube energije kar najmanjše.

Ker pri nizkih hitrostih ne porablja goriva in izkorišča tudi energijo zaviranja, se Volvo FE Hybrid najbolj izkaže pri vožnjah s pogostimi postanki in speljevanji. Zato največje prihranke goriva, do 20 odstotkov, dosegajo smetarski tovornjaki. Če tak tovornjak uporablja tudi stiskalnico za odpadke na električni pogon, lahko doseže skupne prihranke do 30 odstotkov. Prihranki v mestni distribuciji znašajo do 15 odstotkov.

Volvo Trucks je prvi proizvajalec na svetu, ki je izdelal 26-tonsko tovorno vozilo s hibridnim pogonom.

Mats Franzen, vodja področja za zahteve za izdelke pri Volvo Trucks

Dosedanje izkušnje z Volvom FE Hybrid in njegove ocene so izrazito pozitivne. Poleg obljubljenih prihrankov goriva in tišjega delovanja ga odlikujeta tudi visoka razpoložljivost in učinkovitost.

„Velika razlika med Volvom FE Hybrid in drugimi hibridnimi tovornimi vozili je ta, da smo mi optimizirali celotni sistem,“ doda Hallgren. „Sami smo integrirali celotni sistem od vsega začetka in optimizirali vse njegove dele za skupno delovanje, kar zagotavlja tudi visoko kakovost in večje zmogljivosti.“

Mats Alaküla

Mats Alaküla, Global Advanced Engineering pri Volvo Trucks

Še razvojno skupino preseneča, kako dobro se obnese Volvo FE Hybrid.

„Naredili smo zelo zanesljivo vozilo,“ pravi Mats Alaküla iz oddelka Global Advanced Engineering pri Volvo Trucks. „Avtobusna izvedba, ki vozi po Londonu, ima višjo raven razpoložljivosti kot nehibridna različica enakega vozila, kar je po mojem mnenju sijajno. Je prepričljiv dokaz, kako dobro smo opravili svoje delo.“ 

„Tehnika je podobna atletiki – opazimo in zapomnimo si samo prvake,“ doda Anders Kroon. „Čez dve ali tri leta bomo na trgu videli bolj ali manj samo kopije tega, kar imamo mi že danes.“

Kakšni pa so naslednji koraki? Ali je Volvo FE Hybrid zaključek ali šele začetek? „Uvajanje hibridnih pogonov je prvi korak v pravo smer, saj zmanjšuje porabo goriva, ker pa nekaj goriva še vedno porabimo, problema nismo rešili v celoti,“ meni Alaküla. „Naslednji korak je prehod z dizla na alternativni vir, v našem primeru elektriko, kot glavni vir energije.“

Kratkoročno je pozornost usmerjena na izpopolnjevanje hibridnega pogona s povečevanjem zmogljivosti akumulatorjev, tako da bo hibridni pogon primeren za več vrst prevozov in več modelov tovornjakov. Pridobivanje energije pri zaviranju bo rešilo le del problemov. Za prehod na popolnoma električni pogon bo treba razviti rešitve za preprostejše polnjenje. V prihodnje bo torej težišče na iskanju rešitev za priključitev na električno omrežje brez poseganja v urnik voženj vozila, denimo za polnjenje, ko vozilo tako ali tako miruje. Če bo mogoče razviti postopke za hitro polnjenje iz omrežja, so največje možnosti uporabe pri avtobusih, saj imajo ti redne, predvidljive postanke na znanih postajah, rešitve pa bi se obnesle tudi pri tovornjakih za mestno distribucijo.

Tehnologijo imamo v bistvu že pripravljeno – zdaj jo samo še izpopolnjujemo.

Mats Alaküla, Global Advanced Engineering pri Volvo Trucks

„Če se distribucijski tovornjak ustavi desetkrat na dan po 5 do 10 minut in ima takrat dostop do sorazmerno zmogljivega polnilnega priključka, bi to v večini primerov zadoščalo,“ razloži Alaküla. „Taki tovornjaki bi lahko večino dnevnih voženj opravili na električni pogon, kar bi koristilo okolju in ekonomiki. Tehnologijo imamo v bistvu že pripravljeno – zdaj jo samo še izpopolnjujemo.“

Sliši se vabljivo, vendar ima rešitev še omejitve, saj so potrebni pogosti postanki vozila, kar je pri nekaterih prevozih, denimo pri distribuciji na večje razdalje, popolnoma nepriročno. Kaj pa, če bi bilo mogoče akumulator polniti med vožnjo? Zamisel o električnih cestah, na katerih bi bila vozila ves čas priključena na električno omrežje, zveni futuristično, vendar se z njo resno ukvarjajo. „V ZDA, Aziji in Evropi že zdaj gradijo preskusne odseke takih cest,“ pravi Anders Kroon. 

„Ključ je polnjenje,“ sklene Mats Alaküla. „Če bi nam uspelo zagotoviti poceni vir električne energije ter robustno, varno in priročno rešitev za polnjenje, bi se stvari popolnoma obrnile. Če uredimo to, ni več nobene omejitve.“
 

Volvov hibridni pogon

Volvov hibridni pogon v avtobusih se je izkazal za tako zanesljivega, da ima v Londonu višjo raven razpoložljivosti kot nehibridna različica enakega vozila.

Povezana vsebina

Prestavljanje v nižje prestave

Predstavljen je bil nov član družine I-Shift: I-Shift s prestavami za počasno vožnjo. Nove prestave omogočajo speljevanje z mesta s tovori do 325 ton....

Prednosti Volvovega dinamičnega krmilnega sistema za voznike

Popolna stabilnost pri visokih hitrostih, popoln nadzor pri nizkih hitrostih ter znatno zmanjšanje obremenitve mišic in sklepov. Revolucionarni Volvov dinamični krmilni sistem (VDS), ki je bil predstavljen leta 2013, je občutno spremenil slog vožnje ...

Pravi občutek – razvoj sistema IFS

Naloga je bila opredeljena jasno: razviti sistem vzmetenja, ki bo postavil Volvove tovornjake na prvo mesto na svetu glede voznih lastnosti in udobja. Uresničitev tega cilja pa je bila precejšen izziv....

Filtriraj članke

5 true 5