Η Nissan έκανε μια σημαντική ανακάλυψη για ττην απόδοση του κινητήρα που συγκροτεί το σύστημα  e-Power επόμενης γενιάς, φτάνοντας το 50% της θερμικής του απόδοσης. Το σύστημα χρησιμοποιεί έναν ενσωματωμένο βενζινοκινητήρα για την παροχή ηλεκτρικής ενέργειας στη μπαταρία του κινητήριου συνόλου e-powertrain.

Η τελευταία προσέγγιση της μάρκας στην ανάπτυξη κινητήρων έχει ανεβάσει τον πήχη σε κορυφαία επίπεδα παγκοσμίως, ξεπερνώντας τον ισχύοντα μέσο όρο της αυτοκινητοβιομηχανίας με 40% θερμική απόδοση και  καθιστώντας με αυτό τον τρόπο δυνατή την περαιτέρω μείωση των εκπομπών CO2 των οχημάτων.

Με στόχο την βέλτιστη απόδοση

Τα οχήματα με κινητήρα εσωτερικής καύσης (ICE) απαιτούν ισχύ και απόδοση από έναν κινητήρα, κάτω από ένα ευρύ φάσμα στροφών (RPM) και φορτίων. Αυτή η βασική προϋπόθεση σημαίνει ότι οι συμβατικοί κινητήρες δεν μπορούν να αποδίδουν με τη βέλτιστη απόδοσή, τους ανά πάσα στιγμή. Ωστόσο, το σύστημα e-Power χρησιμοποιεί έναν ενσωματωμένο κινητήρα ως αποκλειστική γεννήτρια ηλεκτρικής ενέργειας για το ηλεκτρικό κινητήριο σύστημα κίνησης.

Η λειτουργία του κινητήρα περιορίζεται στο πιο αποδοτικό εύρος στροφών λειτουργίας, διαχειρίζοντας κατάλληλα την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, αλλά και την ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας που είναι αποθηκευμένη στην μπαταρία. Με αυτήν την ειδική προσέγγιση και την εξέλιξη της τεχνολογίας της μπαταρίας και των τεχνικών διαχείρισης ενέργειας, έγινε εφικτή η βελτίωση της θερμικής απόδοσης πέρα από τα τρέχοντα επίπεδα.

STARC concept

Για να επιτύχει 50% θερμική απόδοση, η Ιαπωνική μάρκα ανέπτυξε ένα πρωτότυπο κινητήριο σύνολο που ονομάζεται “STARC” και επιτρέπει την βελτίωση της θερμικής απόδοσης ενισχύοντας την ροή του μίγματος αέρα – καυσίμου εντός του κυλίνδρου και την ανάφλεξη, καίγοντας με αξιόπιστο τρόπο ένα πιο αραιωμένο μείγμα αέρα-καυσίμου, σε υψηλό λόγο συμπίεσης.

Σε έναν συνηθισμένο κινητήρα, υπάρχουν περιορισμοί στον έλεγχο του επιπέδου αραίωσης του μείγματος αέρα-καυσίμου για την απόκριση στα μεταβαλλόμενα φορτία οδήγησης, με αρκετές αντισταθμίσεις μεταξύ διαφόρων συνθηκών λειτουργίας, όπως ροή μίγματος σε κύλινδρο, μέθοδος ανάφλεξης και αναλογία συμπίεσης,  που μπορούν να θυσιάσουν την  αποδοτικότητα για την παραγωγή ισχύος. Ωστόσο, ένας αποκλειστικός κινητήρας για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, που λειτουργεί με βέλτιστο εύρος στροφών και φορτίου, καθιστά δυνατή τη δραματική βελτίωση της θερμικής απόδοσης.

Σε εργαστηριακές δοκιμές, οι τεχνικοί πέτυχαν θερμική απόδοση 43% όταν χρησιμοποιούσαν τη μέθοδο αραίωσης EGR και 46% όταν χρησιμοποιούσαν λιτή καύση, με έναν πολυκύλινδρο κινητήρα. Ένα επίπεδο 50% επιτεύχθηκε με την λειτουργία του κινητήρα σε σταθερές στροφές ανά λεπτό και με φορτίο σε συνδυασμό με τεχνολογίες ανάκτησης θερμότητας.

Το e-Power κυκλοφόρησε για πρώτη φορά στην Ιαπωνία το 2016 με το Note. Στον πυρήνα της  η συγκεκριμένη τεχνολογία  είναι η ίδια με αυτή που χρησιμοποιείται στο αμιγώς ηλεκτρικό Leaf, προσφέροντας άμεση ροπή, ισχύ, απόδοση και ενθουσιασμό. Το σύστημα αποτελείται από έναν βενζινοκινητήρα με γεννήτρια ισχύος, μετατροπέα, μπαταρία και ηλεκτρικό κινητήρα. Σε αντίθεση με ένα συμβατικό υβριδικό σύστημα, το σύστημα επιτρέπει την χρήση του ενσωματωμένου κινητήρα αποκλειστικά για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, διαχωρίζοντας την έξοδο ισχύος του κινητήρα και την κινητήρια δύναμη στους τροχούς.

Νίκος Τσάδαρης