Spaľovacie motory, hybridné pohony, elektromobily Bosch ukazuje pohony automobilov budúcnosti

, 30 septembra 2015, 9:56

Downsizing a elektromotory – pod kapotou budúcich automobilov sa toho v nasledujúcich rokoch veľa zmení. Downsizing čaká prechod z trendu na bežný štandard. Motory preplňované turbodúchadlom sú ponúkané už pre takmer všetky vozidlá, či už sa jedná o malé autá, SUV alebo výkonné športové vozidlá. Spaľovací motor, obdarený mnohými inovatívnymi technickými riešeniami, si po celom svete zachová svoje doterajšie postavenie. Za päť rokov bude ešte 98 percent všetkých nových vozidiel poháňané aspoň čiastočne fosílnymi palivami. To platí najmä pre trhy, ako sú USA a Čína. „Moderná technika spaľovacích motorov je základom hospodárnej mobility,“ hovorí Dr. Rolf Bulander, člen predstavenstva spoločnosti Robert Bosch GmbH a vedúci divízie Mobility Solutions.

Zároveň však bol zahájený prechod k elektrickej mobilite. Bosch počíta s tým, že v roku 2025 bude mať 15 percent všetkých celosvetovo vyrobených nových vozidiel elektrický pohon. V Európe potom bude dokonca viac než jedna tretina všetkých nových automobilov poháňaná aspoň z časti elektricky, väčšinou v rámci hybridného pohonu s možnosťou vonkajšieho nabíjania. Bulander je presvedčený o tom, že "vďaka elektrifikácii má spaľovací motor svoje najlepšie obdobie ešte pred sebou". Prídavný elektrický pohon totiž prinesie ešte vyššiu hospodárnosť, čistotu a radosť z jazdy.

Spaľovací motor je základom hospodárnej mobility
Moderné spaľovacie motory učinili v uplynulých rokoch veľké technické pokroky, ako ukazuje pohľad do Európy. Od roku 2000 sa znížili emisie CO2 európskeho osobného vozového parku o cca štvrtinu, hoci zároveň došlo k zvýšeniu výkonových parametrov a hmotnosti vozidiel. Pre vodičov to znamená nižšie prevádzkové náklady, pretože normovaná spotreba paliva kompaktných vozidiel s benzínovým motorom je v súčasnosti často pod hranicou siedmich litrov na 100 kilometrov, pri dieselových dokonca menej ako päť litrov na 100 kilometrov.

Avšak samotné hospodárne pohony už nepostačujú – v budúcnosti budú musieť byť ešte čistejšie. To ukazujú prísne limity emisných noriem, ako sú Euro6, China4 alebo americká LEV. Na zabezpečenie vysokej úrovne hospodárnosti a čistoty emisií je potrebná mimoriadne vycibrená technika. Bosch vystavuje na IAA 2015 niekoľko nových produktov z tejto oblasti. U naftových motorov zvyšuje Bosch vstrekovací tlak na 2700 barov. U benzínových motorov pracuje nová generácia priameho vstrekovania benzínu s tlakom 350 barov namiesto doterajších 200 barov. Pri vyššom tlaku je palivo jemnejšie rozprašované a spaľovanie zmesi je výrazne čistejšie.

Naftové motory: vývoj sa zameriava na emisie v reálnej prevádzke
Bosch kladie osobitný dôraz na zdokonaľovanie naftového motora. "Naftové motory sú kľúčové pre dosiahnutie „flotilových“ limitov emisií CO2 – najmä v Európe to bez naftových motorov nepôjde," hovorí Bulander. Dokonca aj najmodernejšie naftové motory môžu byť len v dôsledku vylepšenia svojej konštrukcie v nasledujúcich piatich rokoch až o 15 percent hospodárnejšie. V každodennej prevádzke bude možné dosahovať ešte nižšej spotreby paliva. Napríklad funkcia zotrvačnej jazdy, pri ktorej dôjde k vypnutiu motora dokonca aj pri jazde vysokou rýchlosťou, aby nespotreboval žiadne palivo.

Aj v oblasti emisií uvažujú vývojári spoločnosti Bosch prakticky. Európska únia diskutuje o zavedení skúšobnej metodiky "Real Driving Emission" (emisie za reálnej prevádzky) od roku 2017. U naftových motorov je táto metodika zameraná predovšetkým na emisie oxidov dusíka a oxidu uhoľnatého v reálnej prevádzke. Už dnes sú ponúkané sériovo vyrábané vozidlá, ktoré vykazujú najnižšie emisie i mimo rámec aktuálne platného homologizačného cyklu, teda aj pri intenzívnej akcelerácii alebo vo vysokých rýchlostiach. Úlohou je teraz vyvinúť cenovo 
dostupné technické riešenia, ktoré sa rýchlo rozšíria.

Hybridný pohon: spaľovací motor má vďaka elektrifikácii najlepšie obdobie ešte pred sebou
Pri ťažkých a veľkých vozidlách už samotná optimalizácia spaľovacích motorov nepostačuje. Podľa odhadov spoločnosti Bosch povedú ambiciózne ciele EÚ v oblasti "flotilových" emisií CO2 pre rok 2021 k tomu, že pre všetky SUV budú ponúkané hybridné pohony. Bosch preto investuje už dnes. Bosch vynakladá každoročne takmer 400 miliónov eur na vývoj elektrickej mobility. V súčasnosti je sériovo vyrábaných 30 modelov s technikou Bosch – v USA, Číne i nemeckými prémiovými výrobcami. Komponenty Bosch nachádzajú uplatnenie okrem iného v hybridných športových vozidlách Porsche, hybridných modeloch Mercedes-Benz alebo vo vozidlách, ako je BMW i3 so spaľovacím motorom na predĺženie dojazdu. Bosch vidí veľké šance na budúcom trhu najmä pre hybridné vozidlá s možnosťou vonkajšieho nabíjania. Už v roku 2020 má byť vyrobených viac ako 10,5 milióna vozidiel s týmto druhom pohonu.

"Elektrifikácia nekonkuruje spaľovaciemu motoru, ale ho dopĺňa," hovorí Bulander. Príkladom je nový systém Bosch BRS (Boost recuperation System), ktorý sa na trhu objaví od roku 2017. Základné hybridné riešenie s prevádzkovým napätím 48 V umožňuje znížiť emisie CO2 u kompaktných vozidiel o šesť percent v kombinovanom cykle, a to najmä rekuperáciou kinetickej energie. Úsporu paliva možno dokonca ešte zvýšiť funkciou zotrvačné jazdy. V tomto režime je motor vypínaný systémom Štart / Stop aj vo vysokých rýchlostiach. Hospodárna jazda je aj u základného hybridného riešenia s napätím 48 V spojená s radosťou z jazdy, ako ukazuje funkcia podpory spaľovacieho motora. Pri zošliapnutí pedálu plynu je totiž spaľovací motor podporovaný elektromotorom, ktorý poskytuje krútiaci moment až 150 Nm.

Elektrická mobilita: výkonné akumulátory, hospodárne vykurovanie
Ešte dynamickejšie sú vysokonapäťové systémy. Elektromotory totiž poskytujú maximálny krútiaci moment hneď od okamihu rozjazdu. Aby sa však elektromobily dostali v najbližších rokoch na výslnie, musí výrazne klesnúť ich cena. Kľúčom k úspechu sú akumulátory. Bosch pracuje na vývoji novej generácie lítium-iónových akumulátorov s firmami GS Yuasa a Mitsubishi Corporation v spoločnom podniku Lithium Energy and Power. Uvedení partneri sa vzájomne dopĺňajú svojimi silnými stránkami. Spoločnosť GS Yuasa prináša skúsenosti s optimalizáciou chemického zloženia článkov, aby mohla so spoločnosťou Bosch vyrábať akumulátory s vyššou hustotou energie. Bosch prispieva svojimi skúsenosťami v oblastiach komplexného riadenia akumulátora a systémovej integrácie.

Bosch navyše prevzal mladú americkú spoločnosť Seeo Inc., ktorá vyvinula článok z pevného materiálu s kovovou anódou. Táto technológia dopĺňa vývoj s japonskými partnermi. Predovšetkým však výrazne prekonáva skôr avizované vývojové možnosti. Doterajším cieľom bolo zvýšiť počas tohto desaťročia hustotu energie akumulátorov na dvojnásobok a znížiť ich náklady na polovicu. "Bosch vďaka svojej jedinečnej technológii očakáva do roku 2020 zvýšenie hustoty energie na trojnásobok za súčasného ešte väčšieho zníženia nákladov," hovorí Dr. Volkmar Denner, predseda predstavenstva spoločnosti Robert Bosch GmbH. "Tým napĺňame zásadný predpoklad pre prielom elektrickej mobility."

Akumulátor s vyššou kapacitou však nie je jedinou možnosťou, ako predĺžiť dojazd elektromobilu. Dojazd je totiž výrazne skracovaný používaním klimatizácie a kúrenia. Bosch teraz ponúka inteligentné riadenie klimatizácie, ktoré pracuje výrazne efektívnejšie, než doterajšie varianty a môže predĺžiť dojazd až o 25 percent. "So sieťovým prepojením v automobile začíname už pod kapotou motora," hovorí Bulander. Elektronicky riadené čerpadlá a ventily umožňujú prijímať teplo a chlad v miestach ich výskytu, teda napríklad vo výkonovej elektronike. Teplo, uvoľňované týmto komponentom, je možné potom využívať napríklad na vyhrievanie interiéru. Vďaka komplexnému tepelnému manažmentu je možné znížiť spotrebu energie vykurovacou sústavou v zime až o 60 percent.

Sieťovo prepojený elektromobil je najlepší elektromobil
Vhodnosť elektricky poháňaných vozidiel pre každodennú prevádzku ďalej zvýši ich rastúce prepojenie s internetom. "Sieťovo prepojený elektromobil je najlepší elektromobil," hovorí Bulander. Túto skutočnosť podčiarkuje nová aplikácia pre chytré telefóny od spoločnosti Bosch Software Innovations. Softvérový a systémový špecialista koncernu Bosch Group vyvinul aplikáciu, ktorá maximálne zjednodušuje rezervácie a úhrady služieb na nabíjacích staniciach rôznych dodávateľov. Doteraz potreboval zákazník špeciálnu zákaznícku kartu od každého dodávateľa. Pre nabíjanie od Berchtesgadene až po Flensburg postačuje teraz jeden chytrý telefón vrátane aplikácie a účet PayPal. 

Sieťové prepojenie elektrifikovaných pohonov ide dokonca ešte ďalej. Iba sieťovo prepojené vozidlá totiž kompletne využívajú potenciál elektrifikácie. "Bity a bajty zvyšujú hospodárnosť automobilu," hovorí Bulander. Príkladom je sieťovo prepojený elektronický horizont. Táto technológia Bosch bude poskytovať dôležité dopravné informácie o prechodných staveniskách, dopravných zápchach a nehodách v reálnom čase. Z toho profitujú spaľovacie motory aj elektrické pohony. Na základe veľmi presných dát je možné totiž ďalej zlepšovať existujúce funkcie, ako je napríklad zotrvačná jazda s funkciou Štart / Stop. Pri hybridných pohonoch s možnosťou vonkajšieho nabíjania je možné tým navyše realizovať predvídavé prevádzkovej stratégie. Tieto technické riešenia znižujú emisie CO2 dokonca aj u veľmi hospodárnych pohonov o dvojcifernú percentuálnu hodnotu.

Komentáre

Komentár musí byť dlhší ako 5 znakov!

Potvrďte pravidlá!

Ešte nikto nekomentoval tento článok. Buďte prvý!