A Ford megtalálta a megoldást a villanyautó hatótávolságnövelésére

Amint otthonaink fűtésszámlái meredeken emelkednek, sokakban felmerül a kérdés: mi a leginkább energiatakarékos módja annak, hogy melegben legyünk? A Ford mérnökeinek ugyanerre a kérdésre kellett megtalálniuk a választ egy projektben, amelynek célja az elektromos járművek (EV-k) hatótávolságának növelése.

Az elektromos autók fűtésének alapja jelenleg a kabinba meleg levegőt fújó klímarendszer – pedig helyette az utastér felületeit is fűthetnénk. Itt részben azokról a felületekről van szó, amelyekkel az utasok közvetlenül kapcsolatba kerülnek, részben pedig azokról, amelyek továbbsugározzák a hőt az autóban ülők felé.

Mindegyik megoldás közös jellemzője, hogy az akkumulátorról működnek, de a mérnökök rájöttek, hogy a felületek melegítése 13 százalékkal kevesebb energiát igényel, mint a szokványos légkondicionálás¹. Ezzel a megoldással egy tipikus feltöltésből öt százalékkal nagyobb hatótávolság hozható ki, ami egy év alatt már extra kilométerek százait jelentheti.

“Köztudott, hogy ha hideg időben nyitogatjuk az ajtókat és az ablakokat, az autóban gyorsan csökken a hőmérséklet. Különösen igaz ez a kézbesítést végző áruszállítókra, amelyekből gyakran száll ki és be a sofőr, így a klímarendszerrel megtermelt hő még gyorsabban elillan, viszont a fűtött felületek továbbra is melegek maradnak,” mondta el Markus Espig, a Ford Kutatási és Innovációs Európai Központjának hajtásrendszer-mérnöke. “Az energia-felhasználás mérséklésével nemcsak a hatótávolság növelhető, hanem a költségeken is spórolhatunk, ráadásul maga az autózás is fenntarthatóbbá válik.”

A kutatás az Európai Bizottság Mindennapos Használatra, Értékteremtésre, Hatékonyságra és Hatótávolságra Optimalizált, Hálózatba Kapcsolható Elektromos Járművek (CEVOLVER) 2018 októbere és 2020 októbere között futó projektjének keretében zajlott². A projekt célja annak tanulmányozása volt, hogyan kellene megtervezni az új elektromos autókat, illetve hogy szoftverfrissítések születhessenek a már meglévő EV-khez. A fűtéssel kapcsolatos tesztek eredményeit a Ford felhasználta jövőbeli modelljeinek fejlesztéséhez.

A Ford azt tervezi, hogy 2026-ra évente 600.000 elektromos autót értékesít Európában, ami hozzájárul másik célkitűzéséhez, vagyis hogy ugyancsak 2026-ra évente több mint 2.000.000 EV-t gyártson világszerte.

Hogyan folyt a tesztelés?

A mérnökök felszereltek egy Ford E-Transitot fűtött kartámaszokkal, padlószőnyegekkel, ajtópanelekkel, napellenzőkkel, valamint egy kormánykerék mögé beépített panellel³. A tesztek során leképezték egy csomagkézbesítő, egy speciális termékeket szállító fuvarozó és egy iparos 350 kilométert felölelő munkanapját Kölnben és a város környékén. A teszteket egyaránt elvégezték télen és nyáron, száraz és vizes utakon, tűző napfényben és heves esőzésben, leképezve minden körülményt, amelyekkel a Ford áruszállítók felhasználói szembesülnek.

A kutatás során azokat az (időjárási, közlekedési és útviszony) változásokat is figyelembe vették, amelyek hatással lehetnek a jármű hatótávolságára, mert ha ezek az adatok is szerepelnek a várható futásteljesítmény kiszámításában, akkor sokkal pontosabb valós idejű eredmény születik. A haszonjárművekben ezek az összesített vezetési adatok ‘flotta hatótávolság-előrejelzőként’ használhatók, és segítségükkel előre felmérhető egy adott útvonal energiaigénye.

A Ford mérnökei más technológiákat is teszteltek, amelyekkel jelentős energia- és idő-megtakarítás érhető el:

• A hőcserélő az elektromos hajtásláncból kinyert hulladékhőt a kabin és/vagy az akkumulátorcsomag fűtésére használja fel
• Az akkumulátor hűtőrendszereképes lehűteni és előmelegíteni az akkumulátorcsomagot
• A gazdaságos útvonaltervezés és agarantált töltés segít az optimális útvonal és a töltéshez szükséges megállók kiszámításában, hogy a felhasználók a lehető legjobban kihasználhassák a jármű hatótávolságát
• Az intelligens gyorstöltés már előre lehűti vagy felmelegíti az akkumulátort a következő gyorstöltés előtt
• A hajtáslánc-kondicionálás segítségével energetikai szempontból optimális hőmérsékleten tarthatók az elektromos hajtáslánc részegységei

A Ford már a CEVOLVER projekt előtt is mélyrehatóan vizsgálta, hogyan csökkenthető az EV-k energiafogyasztása, például olyan belső világítás használatával, amely hűvösebb vagy melegebb hatást kelt a kabinban. A Ford elektromos autóiban hamarosan újabb energiatakarékos technológiák jelennek majd meg; jó példa erre az új, tisztán elektromos hajtású Ford E-Transit Custom gőzbefecskendezéses hőszivattyú-rendszere. ⁴

A jövőbeli hatótávolság-növelő technológiák fejlesztése mellett a Ford már ma is számos hasznos megoldást kínál, amelyek hatékonyabbá teszik jelenlegi elektromos autóinak működését. A Mustang Mach-E és az E-Transit modellek Előre Ütemezett Kondicionálása révén távirányítással, már az indulás előtti feltöltés ideje alatt is bekapcsolható a kabin és az akkumulátor előzetes felfűtése vagy lehűtése. A jármű a külső hőmérséklet adatai alapján felméri, mennyi energia szükséges ahhoz, hogy a tulajdonos által előre megadott indulási időre minden optimális hőmérsékletű legyen. A Ford számításai szerint 0° Celsius külső hőmérséklet mellett egy félig megterhelt E-Transit hatótávolságának 75 százaléka használható ki, ha a járművet előmelegítik; enélkül azonban ugyanez az érték csak 66 százalék lesz. A Ford elektromos autóiban többféle üzemmód is kiválasztható⁵, amelyekkel csökkenthető az energia-felhasználás – és így növelhető a hatótávolság –, emellett pedig ezek a járművek a fékezés energiáját is képesek visszanyerni.