UkÅ‚ad e-POWER wykorzystuje silnik spalinowy wyÅ‚Ä…cznie do Å‚adowania akumulatora trakcyjnego. Wyniki prowadzonych przez Nissana badaÅ„ nad konstrukcjÄ… silnika oznaczajÄ… pokonanie kolejnej bariery technicznej. Obecnie bÄ™dzie możliwe skonstruowanie silnika o sprawnoÅ›ci przekraczajÄ…cej aktualny Å›redni poziom sprawnoÅ›ci cieplnej silników spalinowych wynoszÄ…cy 40%, co w konsekwencji przyniesie także dalsze ograniczenie emisji CO2.
„Dążąc do osiÄ…gniÄ™cia neutralnoÅ›ci wÄ™glowej w caÅ‚ym cyklu życia naszych produktów do roku 2050, Nissan stawia sobie za cel elektryfikacjÄ™ wszystkich nowych modeli wprowadzanych na najważniejsze rynki do poczÄ…tku lat trzydziestych" – powiedziaÅ‚ Toshihiro Hirai, wiceprezes ds. ukÅ‚adów napÄ™dowych i pojazdów elektrycznych. „Strategia Nissana w zakresie elektryfikacji zakÅ‚ada rozwój elektrycznego ukÅ‚adu napÄ™dowego i akumulatorów o dużej wydajnoÅ›ci na potrzeby pojazdów elektrycznych, a ukÅ‚ad e-POWER stanowi kolejny ważny filar tej strategii”.
Podejście ukierunkowane na zwiększenie sprawności silnika
Pojazdy z konwencjonalnym silnikiem o spalaniu wewnÄ™trznym wymagajÄ… od silnika mocy i osiÄ…gów w szerokim zakresie prÄ™dkoÅ›ci obrotowych i obciążeÅ„. W efekcie konwencjonalne silniki nie mogÄ… pracować przez caÅ‚y czas z optymalnÄ… sprawnoÅ›ciÄ…. Należy jednak pamiÄ™tać, że w ukÅ‚adzie e-POWER silnik spalinowy jest wykorzystywany tylko do generowania energii elektrycznej dla elektrycznego ukÅ‚adu napÄ™dowego. DziÄ™ki temu e‑POWER wykorzystuje najbardziej korzystny zakres parametrów pracy silnika spalinowego, a to pozwala na zoptymalizowanie warunków generowania energii elektrycznej na potrzeby Å‚adowania akumulatora.
StosujÄ…c takie podejÅ›cie, dziÄ™ki rozwojowi technologii akumulatorów oraz technik zarzÄ…dzania energiÄ…, Nissanowi udaÅ‚o siÄ™ osiÄ…gnąć sprawność cieplnÄ… silnika przekraczajÄ…cÄ… poziom osiÄ…gany przez aktualnie produkowane spalinowe jednostki napÄ™dowe. Prace nad koncepcjÄ… ukÅ‚adu e-POWER nastÄ™pnej generacji, obejmujÄ…ce projekt jednostki napÄ™dowej przeznaczonej do tego ukÅ‚adu, stanowiÄ… kontynuacjÄ™ dziaÅ‚aÅ„, które majÄ… na celu dalsze zwiÄ™kszenie sprawnoÅ›ci silnika.
Koncepcja STARC
Aby osiÄ…gnąć sprawność cieplnÄ… na poziomie 50%, Nissan rozwinÄ…Å‚ koncepcjÄ™ o nazwie „STARC" od pierwszych liter kluczowych cech: Strong, Tumble and Appropriately stretched Robust ignition Channel. Koncepcja ta zakÅ‚ada poprawÄ™ sprawnoÅ›ci cieplnej poprzez zintensyfikowanie przepÅ‚ywu gazu w cylindrze (przepÅ‚ywu zasysanej mieszanki paliwowo‑powietrznej) i zapÅ‚onu, co umożliwi efektywne spalanie uboższej mieszanki paliwowo-powietrznej przy wysokim stopniu sprężania.
W tradycyjnym silniku spalinowym, ze wzglÄ™du na bardzo zróżnicowane warunki pracy (przepÅ‚yw gazu w cylindrze, metoda zapÅ‚onu i stopieÅ„ sprężania), nie jest możliwe precyzyjne kontrolowanie stopnia rozrzedzenia mieszanki paliwowo-powietrznej, co przy koniecznoÅ›ci zapewnienia wysokich osiÄ…gów ma negatywny wpÅ‚yw na sprawność cieplnÄ….
Jednakże w specjalnej jednostce, pracującej wyłącznie na potrzeby wytwarzania energii elektrycznej w optymalnym zakresie prędkości obrotowej i obciążenia, możliwe jest uzyskanie radykalnej poprawy sprawności cieplnej.
W przeprowadzonych testach wewnętrznych Nissan osiągnął sprawność cieplną na poziomie 43% przy zastosowaniu układu recyrkulacji spalin EGR1 oraz 46% przy zastosowaniu ubogiej mieszanki2 w silniku wielocylindrowym. Poziom 50% osiągnięto dzięki dostosowaniu jednostki do pracy przy stałej prędkości obrotowej i stałym obciążeniu oraz dzięki odzyskiwaniu części energii cieplnej.
Układ Nissan e-POWER
e-POWER zostaÅ‚ zastosowany po raz pierwszy na rynku japoÅ„skim w 2016 r. w Nissanie Note. W zasadzie jest to ta sama technologia w peÅ‚ni elektrycznego napÄ™du (silnik elektryczny), która zastosowana w modelu LEAF zapewnia natychmiast dostÄ™pny moment obrotowy, moc, sprawność i wysokÄ… dynamikÄ™ jazdy. RóżnicÄ™ stanowi zastosowanie dodatkowo silnika benzynowego z generatorem energii elektrycznej, falownika oraz akumulatora dostarczajÄ…cego energiÄ™ do silnika elektrycznego.
W odróżnieniu od konwencjonalnego ukÅ‚adu hybrydowego, e-POWER wykorzystuje silnik spalinowy wyÅ‚Ä…cznie do wytwarzania energii elektrycznej, zatem silnik spalinowy nie przekazuje siÅ‚y napÄ™dowej na koÅ‚a.
Pod koniec grudnia 2020 r. Nissan wprowadziÅ‚ na rynek japoÅ„ski nowego Nissana Note. Nowy model jest dostÄ™pny wyÅ‚Ä…cznie w wersji z napÄ™dem e-POWER. Do chwili obecnej zostaÅ‚ zamówiony w liczbie ponad 20 000 sztuk. Jako najlepiej sprzedajÄ…cy siÄ™ model marki na rodzimym rynku, Note odgrywa kluczowÄ… rolÄ™ w globalnym planie transformacji Nissan NEXT.