Τα ήπια υβριδικά συστήματα ενσωματώνονται στις τεχνολογίες των βαρέων φορτηγών. Σημαντικές δυνατότητες για μείωση της κατανάλωσης καυσίμου που φτάνει έως και 8%.
Λόγω της εφαρμογής τεχνολογιών που μπορούν να ανταλλάσσονται στην αυτοκινητοβιομηχανία και του μεγάλου όγκου παραγωγής των, το πρόσθετο κόστος ήπιων υβριδικών συστημάτων είναι σχετικά χαμηλότερο από ένα πλήρες υβριδικό σύστημα.
Σημαντικές δυνατότητες βελτίωσης σε συμβατικούς κινητήρες έχουν επιτευχθεί τα τελευταία χρόνια με την χρήση ήπιων υβριδικών συστημάτων. Τα ήπια υβριδικά συστήματα είναι βοηθητικά συστήματα εξοικονόμησης και ανάκτησης ενέργειας των οχημάτων. Ανάλογες τεχνολογίες έχουν εφαρμοσθεί και εφαρμόζονται από τους κατασκευαστές επιβατικών οχημάτων, όμως η εφαρμογή τους στα βαρέα οχήματα προσφέρει μεγαλύτερα οφέλη.
Αν και ένας μεγάλος αριθμός πλήρως υβριδικών οχημάτων έχουν τεθεί σε κυκλοφορία, φορτηγά, λεωφορεία και ειδικά οχήματα διανομής προϊόντων σε εφαρμογές πόλης, η απόσβεση αυτών των συστημάτων δεν είναι βραχυχρόνια εφικτή.
Για τα φορτηγά μεγάλων αποστάσεων, πλήρως υβριδικά συστήματα προσφέρουν σημαντικές δυνατότητες για μείωση της κατανάλωσης καυσίμου που φτάνει έως και 8%. Ωστόσο, για να ικανοποιήσουν την απαιτούμενη απόδοση-απόσβεση επένδυσης σε μέγιστη περίοδο δύο ετών, το κόστος του υβριδικού συστήματος θα πρέπει να μειωθεί σημαντικά, πράγμα που δεν είναι δυνατόν να προβλεφθεί στο εγγύς μέλλον.
Ήπια υβριδικά συστήματα
Έτσι, οι κατασκευαστές έχουν στραφεί στην ανάπτυξη ήπιων υβριδικών συστημάτων. Τα ήπια υβριδικά συστήματα για εμπορικά οχήματα, συνήθως λειτουργούν σε ένα μέτριο επίπεδο τάσης 48-V, με στόχο να αυξήσουν την εξοικονόμηση ενέργειας από τον κινητήρα. Μερικές τέτοιες εφαρμογές σε βαρέα οχήματα είναι:
- Η ανάκτηση της ενέργειας πέδησης εξακολουθεί να παρέχει ένα μέτριο επίπεδο εξοικονόμησης από την ενέργεια πέδησης. Σε ένα όχημα η δύναμη πέδησης μπορεί εν μέρει να μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια μέσω ενός κινητήρα-γεννήτρια. Η ανακτηθείσα ενέργεια αποθηκεύεται και επαναχρησιμοποιείται σε κάθε ζήτηση για τη λειτουργία των επιμέρους βοηθητικών συστημάτων.
- Με την ανάλυση λειτουργίας των βοηθητικών συστημάτων σε κινητήρες εμπορικών οχημάτων η αντλία του υποβοηθούμενου συστήματος διεύθυνσης, μπορεί να παρέχει επιπλέον δυνατότητες ηλεκτροδότησης σε ένα ήπιο υβριδικό σύστημα. Κατά την διερεύνηση του ποσοστού εξοικονόμησης καυσίμου από ένα ηλεκτροϋδραυλικό σύστημα διεύθυνσης (EHPS), η εταιρεία AVL, βελτιώνοντας την χαρτογράφηση του συστήματος και ελέγχοντας το φορτίο του κινητήρα και τη γωνία του τιμονιού, πέτυχε σε προσομοίωση EHPS ποσοστό εξοικονόμησης καυσίμων 0,82%.
- Μερικοί κατασκευαστές έχουν ήδη αναπτύξει εφαρμογές για μεταβλητές αντλίες ψυκτικού. Ο ανεμιστήρας ψύξης του κινητήρα μπορεί να ελεγχθεί ανάλογα με την απαίτηση θερμικού φορτίου μειώνοντας τις απώλειες ενεργειας.
- Ο συμπιεστής αέρα μπορεί να αποσυνδεθεί μέσω ενός συμπλέκτη για να αποφευχθούν περιττές απώλειες ενέργειας κατά την λειτουργία του κινητήρα στο ρελαντί. Προσομοιώσεις για την ACEA, σε κύκλο μεγάλων αποστάσεων σε φορτηγό όχημα έδειξαν εξοικονόμηση καυσίμου 0,45% με τη χρήση ενός συμπιεστή αέρα με ένα ηλεκτρονικά ελεγχόμενο συμπλέκτη σε συνδυασμό με την ανάκτηση ενέργειας.
Συμπεράσματα
- Για να μειωθεί το κόστος ενός ήπιου υβριδικού συστήματος, τα συστήματα των 48-V μπορούν να ενσωματωθούν στο ηλεκτρικό σύστημα του οχήματος των 24-V και να έχουν εφαρμογή σε κάθε απαίτηση ηλεκτρικής κατανάλωσης.
- Επίσης οι απαιτήσεις ασφαλείας υψηλής τάσης είναι σημαντικά λιγότερα αυστηρές για τα ήπια υβριδικά συστήματα που λειτουργούν σε ονομαστικό επίπεδο τάσης των 48 V, σε σύγκριση με ένα σύστημα υψηλής τάσης πλήρως υβριδικό που μπορεί να λειτουργεί στα 400 V ή περισσότερο.
- Σε σύγκριση με ένα πλήρες υβριδικό σύστημα όπου η εξοικονόμηση κατανάλωσης καυσίμου μπορεί να φτάσει το 8%, ένα ήπιο υβριδικό σύστημα μπορεί να προσφέρει συνολκή απόδοση εξοικονόμησης καυσίμου 2-4% .
Για την αξιοποίηση του συνόλου του δυναμικού εξοικονόμησης ενέργειας ενός ήπιου υβριδικού συστήματος σε επαγγελματικά οχήματα σήμερα η AVL, αλλά και άλλοι κατασκευαστές εργάζονται σε ειδικές πλατφόρμες προσομοίωσης για την βελτίωση εξοικονόμησης ενέργειας και κόστους παραγωγής.
