Feature: Fremtidens hybrid er her

Transkript

1 Pressemelding Feature: Fremtidens hybrid er her Allerede på 1980-tallet påtok Volvo Trucks utfordringen om å konstruere en hybridmotor. Flere års forskning, utvikling og testing har resultert i toppmoderne Volvo FE Hybrid. Løsningen: parallellhybridteknologi med opp til 30 prosent lavere drivstofforbruk. En av alle byens lyder som vi har vendt oss til å høre tidlig om morgenen er den dieseldrevne renovasjonsbilen som stanser og kjører videre, og hvordan det i blant knaser i komprimatoren hvis glass har fulgt med i søppelet. Men i takt med hybridmotorens introduksjon på markedet vil lydbildet forandre seg. I stedet for en brommende diesel vil vi høre en svak surrende elektrisk lyd fra en hybridmotor. Volvo FE Hybrid, som kan leveres til distribusjonsbiler, bybusser så vel som til renovasjonsbiler, er et viktig skritt frem mot en miljøtilpasset motorteknologi. Foruten at hybridmotoren gir et sterkt senket støynivå reduserer den CO2-utslippene og drivstofforbruket med prosent, avhengig av bruksområde. Med et plugin-påbygg for avfallskomprimering har Volvo oppnådd reduksjoner på opp til 30 prosent. - Det er et stort fremskritt for stopp-start-kjøring i bymiljø. Når drivstoffprisene går opp og bevisstheten om klimaforandringer øker, spør alle seg selv hva de kan gjøre. Dette er en del av svaret, sier Henrik Kloo, prosjektansvarlig for Volvo FE Hybrid hos Volvo Trucks. Volvo FE ligger langt fremme i utviklingen av hybridteknologien i dag. Men egentlig er det intet nytt at man forsøker å kombinere en forbrenningsmotor med en elmotor. Faktisk ble det første patentet på en hybridmotor godkjent allerede i 1899 og ble bevilget til en ung oppfinner med navn Ferdinand Porsche. Siden midten av 1980-tallet har Volvo Trucks arbeidet med å konstruere en demohybridmotor og gjort teoretiske studier om hybridteknologi. Man har testet flere ulike teknologiske løsninger, alt fra mekaniske og hydrauliske hybrider til elhybrider. I 2002 ble et avansert teknologiprosjekt satt i gang hvis formål var å undersøke hvilken hybridløsning som på beste måte kombinerte drivstoffeffektvitet, stabilitet og kostnadseffektivitet.

2 - Vi utelukket en god del hybridkonfigurasjoner fordi de ble for dyre, og kom til slutt frem til et såkalt parallellhybridsystem, som besto av en elmotor og en automatgiret, mekansik girkasse, sier Anders Kroon, som er ansvarlig for hybridteknologi hos Volvo Powertrain, Volvokonsernets egen drivlinjeprodusent. I 2006 resulterte prosjektet i en FM9-hybridlastebil, den første testingen av en parallellhybrid. Ulik de mer tradisjonelle seriehybridene der hjulene bare drives med en elmotor og batteriene lades med en forbrenningsmotor, brukes i en parallellhybrid enten elmotoren eller forbrenningsmotoren - eller begge to. Systemet har en vanlig dieselmotor og en girkasse, men mellom koblingen og girkassen sitter en elmotor. Det er en pålitelig konstruksjon, og diesel- og elmotoren kan brukes uavhengig av hverandre. - Disse to kraftkildene arbeider på samme aksel gjennom girkassen som så driver hjulene, sier Henrik Kloo. - Det betyr at når du starter lastebilen fra stillestående er det altså elmotoren som går i gang, siden det er bedre når man skal starte med tunge lass fra null: høyt dreiemoment ved lave turtall. Når lastebilen er kommet opp i hastighet, aktiveres dieselmotoren og begge motorene brukes parallelt, hvis ikke styringssystemet kjenner av at det skulle være bedre bare med dieselmotoren. I høy hastighet oppfører den seg som en tradisjonell lastebil, men i lav hastighet oppfører den seg som en elbil. Under bremsing fungerer elmotoren som en motorbrems og minsker bremseslitasjen og gjenvinner bremseenergien. Volvo Powertrain har utviklet mange dieselmotorer gjennom årene, men å konstruere en hybridløsning for storskalaproduksjon var en oppgave som innebar en rekke utfordringer, hvorav flere var forbundet med batteriet og batteriets syresystem. Det batteri som Volvo har valgt å bruke i Volvo FE Hybrid er et litiumjonbatteri med samme kjemiske sammensetning som de batterier som finnes i mobiltelefoner og bærbare PCer, men betydelig mye større - det veier rundt 200 kg. - Batteriet har vært akilleshælen i alle hybridprosjekt innen kjøretøyindustien. Selv om utviklingen har vært enorm, med nikkelmetallhybridteknologi, litiumjonteknologi og superkondensatorer for energilagring, gjenstår mye arbeid innen vi har et fullstendig stabilt system, sier Kroon. 600-volt systemet som brukes i Volvo FE må ha hundretalls litiumjonceller i seriekobling.

3 - Utfordringen er å få et robust og stabilt system som fungerer. For å kunne håndtere elektrisk energi på dette nivået har vi integrerte beskyttelsessystem for å stenge batteriet og isolere det fra resten av kjøretøyet hvis det skulle inntreffe en ulykke eller at noen gjør noe galt under arbeide på systemet, sier Kroon. Resultatet er et avansert system som analyserer alt som hender og tar nødvendige forholdsregler. - Det må gå lynraskt og fungere i alle situasjoner. Det er mange sikkerhetssystem rundt batteriet og hele høyvoltsystemet i lastebilen, sier Kroon. Som alle med en treårgammel mobiltelefon eller bærbar PC kan bekrefte, har litiumjonbatterier begrenset levetid. Men Volvo tar sikte på en levetid på opp til åtte år for batteriene, avhengig av kjøresyklus. - Det skal tilsvare livslengden for en lastebil, eventuelt med et batteribytte. Her trenges litt av et kompromiss siden man får større drivstoffbesparelser hvis man gir avkall på batteriets livslengde, sier Henrik Kloo. Da man hadde løst problemet med batteriet, var neste trinn å finne en leverandør. - Denne teknologien er ny ikke bare for oss, uten også for våre leverandører, sier Anders Kroon. Siden det ikke hadde vært noen storskalaproduksjon av slike batterier tidligere, måtte nye fabrikker bygges. - Å stabilisere produksjonen mellom de nye fabrikkene, slik at den holder samme høye nivå i spørsmål om pålitelighet og produktivitet som systemintegreren som produserer eneriglagringssystemet, har vært en skikkelig utfordring for batteriindustrien. Volvo Trucks gjennomfører nå felttester med prøvehybrider i yrkestrafikk sammen med kunder. Til tross for at det teknisk sett er gjort store fremskritt, så har den globale finanskrisen påvirket så vel produktutvikling som transportselskapenes investeringsmuligheter, noe som gjør at en serieprodusjon i mindre skala av Volvo FE Hybrid antas å starte først i Samtidig undersøkes muligheten for å tilpasse hybridløsningen for langtransportbiler i fremtiden. Selv om de eventuelle prosentuelle drivstoffbesparelser ikke kan bli like store som ved bykjøring, utgjør de store avstandene at betydelige besparelser av utslipp- og drivstoff er mulig selv på landevei.

4 Anders Kroon er meget fornøyd med det resultat som Volvo FE Hybrid-prosjektet har gitt. - For kunden er dette et fantastisk resultat. Med en gang vi har bevist den nye teknologiens funksjonalitet og pålitelighet, kommer vi til å vinne tillit til den. Jeg tror at dette er et stort produkt som Volvokonsernet har på gang, sier han. FAKTA Slik fungerer Volvo FE Hybrid Volvos løsning utnytter parallellhybridteknologien, noe som innebærer at dieselmotoren og elmotoren kan brukes både sammen og hver for seg. Elmotoren har tre oppgaver: drive kjøretøyet, fungere som generator når kjøretøyet bremser og utgjøre startmotoren som drar i gang dieselmotoren. Bremseenergien brukes for å lade batteriene. I oppoverbakker kan elmotoren settes inn for å hjelpe dieselmotoren med å generere ekstra effekt. Utstyr som servopumpe, trykkluftkompressor og kraftuttak, som i en konvensjonell lastebil drives av motoren, kan i et hybridsystem bruke små elmotorer i stedet. Det gir større frihet ved plassering av relevante komponenter, og de forbruker energi bare når de virkelig er i bruk. Tekniske spesifikasjoner Dieselmotor: Volvo D7 Effekt: hk Elmotor: 3-fase permanent magnet synkron elmotor 600 volt Maks. effekt: 120 kw Maks. dreiemoment: 800 Nm Girkasse: I-Shift Batterier: Litiumjon 600 V Bilder future_hybrid1.jpg Bildetekst: Volvo FE Hybrid Foto: Volvo Trucks future_hybrid2.jpg Bildetekst: Volvo FE Hybrid vil leveres til bruk i distribusjonsbiler, bybusser og renovasjonsbiler.

5 Foto: Volvo Trucks future_hybrid3.jpg Bildetekst: Henrik Kloo, prosjektleder for Volvo FE Hybrid hos Volvo Trucks Foto: Nicke Johansson future_hybrid4.eps Bildetekst: 1. D7-dieselmotor 2. Kopling 3. Elmotor I-SAM (Integrated Starter Alternator Motor) 4. I-Shift-girkasse 5. PMU-enhet (Powertrain Management Unit) 6. Batterier 7. Energiomformer For referanseeksempel se bilde: future_hybrid4_example_eng.pdf 12. november, 2009 For ytterligere informasjon kontakt Volvo Truck Corporation Norway v/torstein Magelssen, telefon /Mobil , e-post