Ibride con batterie al piombo

Ibride con batterie al piombo

27 apr, 2013

Il sistema a 48 volt di LC Super Hybrid fa il suo debutto mondiale al principale evento del powertrain per veicoli

Fonte:

23 aprile 2013. L’ (ALABC) ed il (CPT) saranno al centro della scena con la messa in mostra del loro sistema per avere energia a prezzi accessibili ed a basse emissioni di carbonio, un sistema di 48 volt sviluppato da LC Super Hybrid che sarà presente all’International Vienna Motor Symposium, che vedrà la partecipazione in questa settimana da alcuni dei veicoli più importanti dei principali produttori mondiali.

Impiegando convenientemente la bassa tensione la tecnologia micro ibrida di LC Super Hybrid, che si basa sul motore da 1.4 litri della berlina famigliare VW Passat, farà il suo debutto mondiale alla 34° conferenza annuale powertrain dell’Austria. Il ben conosciuto simposio di Vienna include molte chiavi della presentazione ai direttori dei servizi tecnici e ingegneri di elevato livello – tra cui ad esempio il Prof. Dr. Martin Winterkorn, Presidente del Consiglio di Volkswagen AG.

La versione a 48 volt del LC Super Hybrid sviluppato dal vincitore del premio britannico Winning Low Carbon Vehicle Champions integra il loro attuale dimostratore tecnologico da 12 volt svelato al Salone di Ginevra nel 2012. Il più potente dimostratore da 48 volt offre una significativa funzionalità aggiuntiva compresa una maggior coppia per assistere il motore a benzina in avviamento ed in accelerazione transitoria dalle basse velocità, consumo di carburante ottimizzato in condizioni ideali di crociera e autostradale con assistenza elettrica ‘load point moving’ e una calibrazione più magra di carburante, con capacità di raccogliere maggior quantità di energia cinetica nella frenata rigenerativa. Esso combina sapientemente il costo effettivo delle batterie avanzate al piombo-carbonio, con la produzione pronta di CPT ed il sistema versatile SpeedStart ® di motore-generatore.

Il veicolo comprende anche la versione pronta per la produzione della tecnologia elettrica “boost” commercializzata dallo sviluppatore di tecnologia CPT per il principale fornitore Valeo con sede in Francia. Altre compagnie internazionali coinvolte sono lo sviluppatore e integratore di sistemi powertrain con sede in Germania, la trasmissione a cinghia dello specialista anche dalla Germania e , uno dei maggiori esperti in sistemi di gestione della batteria, con sede nel Regno Unito.

L’Advanced Lead-Acid Battery Consortium (ALABC) e la tecnologia CPT di motore-generatore a riluttanza variabile, che sono state sviluppate nel corso degli anni, sono ora a un elevato livello di tecnologia e di prontezza di fabbricazione. Si prevede che le tecnologie appariranno nella prossima generazione di automobili a partire dal 2015, quando sono imposti limiti più severi sulle emissioni di CO2. Il sistema 48V LC Super Hybrid si propone di dimostrare emissioni di 120g/km nel ciclo combinato con un impressionante valore di accelerazione da 0 a 100 km/h in meno di nove secondi, con una grande macchina di famiglia.

“Il nostro dimostratore a 48 volt assisterà le case automobilistiche mondiali nelle loro esigenze, nella validazione tecnologica dovuta e nell’industrializzazione dei futuri veicoli micro-ibridi sulla base di 48V-di tensione che gli automobilisti potranno acquistare”, dice Nick Pascoe Chief Executive, “in particolare per la rapida maturazione che sono in atto nelle definizioni dell’architettura a 48 volt sulla quale puntano importanti case automobilistiche internazionali, supportate dal livello di base globale di prima fornitura e dalle sempre più diversificate applicazioni del powertrain nei veicoli presenti sul mercato. Ci aspettiamo di ottenere un ulteriore 4-8 per cento di miglioramento dell’economia di carburante oltre i 1.450 kg di peso con il 12 volt LC SuperHybrid, che raggiunge già 50mpg (42mpg USA e 5.6l/100km) e 130g/km sul nuovo ciclo europeo e significativamente più miglia per gallone in condizioni reali di guida – offrendo allo stesso tempo le prestazioni e la guidabilità di un veicolo di classe 2 litri “.

“L’elettrificazione della catena cinematica Mild necessita più di 12 volt, ma mantenendolo in valore sicuro inferiore a 60 volt, in combinazione con batterie avanzate di nuova generazione al piombo carbonio, che offrono densità di energia e includono elettrodi negativi capacitivi con carbone aggiunto, che hanno dimostrato di tollerare il carico e lo scarico in questa applicazione micro ibrida, sarà un fattore importante nella fornitura alle case automobilistiche con l’efficienza e la convenienza energetica necessaria”, dice Allan Cooper coordinatore europeo progetti al piombo dell’Advanced Battery Consortium, commentando la capacità delle batterie al piombo carbonio per assorbire una potenza molto elevata (alta corrente), gli impulsi di carica di energia frenante e di fornire alti impulsi di corrente di scarica nei frequenti avviamento e la coppia necessaria per assistere il motore assistere”. Ancor più significativa questa tecnologia micro ibrida a bassa tensione con batterie da 1kWh nominali incluse che può essere raggiunta con un quarto dei costi aggiuntivi sostenuti in genere da un veicolo full ibrido o full elettrico”.

Sulla scia del successo della loro tecnologia del dimostratore a 12 volt, ALABC e CPT sono stati all’avanguardia degli sviluppi dei veicoli 48 volt nominali proposti inizialmente da costruttori di veicoli tedeschi, ma sempre più spesso considerato dalle case automobilistiche a livello globale. Le normative emergenti per l’elettrificazione dei veicoli ibridi a bassa tensione, sotto il VDA tedesco, ma con veicoli OEM e variazioni definite, rappresentano la soluzione ideale per ridurre le emissioni di CO2, senza compromettere le prestazioni o l’aggiunta significativa dei costi di produzione. Il nuovo standard di 48 volt, quindi, contribuirà allo sviluppo di una nuova generazione di vetture a basse emissioni di carbonio abbordabili che mantengono i motori benzina e diesel, anche se con propulsori radicalmente ridimensionati, che potrebbero anche funzionare su una nuova generazione di idrocarburi ecocompatibili.

Con gli obiettivi di emissioni globali dall’UE che rapidamente convergono su 130g/km entro il 2015 e 95g/km entro il 2020, il presidente Obama segnala come obiettivo dell’industria automobilistica degli Stati Uniti è di 70-80 g/km entro il 2025 e con 60-70 g/km come possibile obiettivo UE per il 2025 o il 2030, l’industria automobilistica deve raggiungere continue riduzioni significative, mettendo pressione sulle case automobilistiche a sviluppare soluzioni tecniche sempre più innovative e convenienti.

“Gran parte di questa legislazione può essere ospitata a costo efficace attraverso l’ibridazione con batterie a bassa tensione e benzina e diesel avanzati supportati da un efficiente recupero di energia cinetica e termica”, dice Pascoe. “Anche la tecnologia della batteria dei veicoli esclusivamente elettrici producono l’equivalente di 130g/km di emissioni di anidride carbonica, se l’energia elettrica è fornita da centrali elettriche alimentate a carbone, che forniscono tuttora la fonte principale di energia elettrica nel mondo”.

Pascoe dice che l’industria automobilistica ha calcolato il costo aggiuntivo per l’automobilista in una soluzione micro ibrida a 48 Volt per raggiungere un 30 per cento di riduzione delle emissioni di CO2 può essere non più di £ 1.000 (1.500 dollari) per la prestazione equivalente di una berlina di famiglia da 2 litri a seconda delle specifiche del veicolo di base e dell’architettura elettrica applicata. Questo è significativamente inferiore alle 5.000 £ degli incentivi nel Regno Unito per veicoli plug-in, dei 7000 Euro di sovvenzione del governo francese, e degli incentivi fiscali analoghi offerti da molti altri Stati membri dell’Unione europea, degli incentivi fino a 60.000 yuan (9.700 dollari) in Cina e fino a 7500 dollari statunitensi di sussidi federali con specifici incentivi ed esenzioni fiscali per BEV e PHEV in un certo numero di stati americani, un costo per i veicoli elettrici che sembra rimanere inevitabile a meno che non vi sia un significativo passo avanti della chimica per ridurre il costo e la complessità dei criteri di gestione elettronica e termica delle batterie ad alta densità energetica agli ioni di litio necessarie per i veicoli ibridi ed elettrici plug-in.

Il veicolo a 12V di LC Super Hybrid è stato ormai ampiamente testato e guidato da molti costruttori di veicoli e giornalisti automobilistici con risposte entusiaste. ALABC e CPT prevedono di rilasciare dati completi delle prestazioni in materia di risparmio di carburante del veicolo 48V e la gestione dell’energia nel corso dell’anno, dopo che entrambi i veicoli saranno disponibili per la valutazione e il confronto di back-to-back.

Organizzato dalla (Österreichischer Verein für Kraftfahrzeugtechnik o OVK) e l’Istituto per i propulsori e tecnologia automobilistica dell’University of Technology di Vienna, il prestigioso  International Vienna Motor Symposium, fornisce un forum globale di alto livello per lo scambio di idee sui futuri sistemi di propulsione.

Il Prof. dell’Università Dr. , presidente della Società Austriaca di Automotive Engineers, e principale ospite del convegno di Vienna, presiederà la sessione plenaria di apertura il giovedi 25 aprile, che comprende tre discorsi programmatici dal Dr. , presidente del consiglio di gestione Robert Bosch GmbH; Toshiaki Tanaka, responsabile dello sviluppo motori avanzati e ricerca energetica, Toyota Motor Corporation e il Prof. Dr.-Ing. , CTO Schaeffler AG.

Il Professore Lenz terrà anche il discorso di chiusura a seguito della sua presidenza della sessione plenaria finale di venerdì 26 aprile, che comprende tre presentazioni principali con lo sguardo nelle soluzioni di mobilità future dal Prof. Dr. Thomas Weber, membro del consiglio di amministrazione, Gruppo di Ricerca e Mercedes-Benz Cars Development, Daimler AG; Dr.-Ing. , membro del consiglio di gestione, sviluppo, BMW AG e il Prof. Dr. Martin Winterkorn, presidente del consiglio, Volkswagen AG.

La tecnologia Super Hybrid LC

Il programma LC Super Hybrid è stato concepito da ALABC e CPT per dimostrare che una significativa riduzione di CO2 può essere ottenuta attraverso l’ibridazione elettrica a bassa tensione (12-48 volt) accompagnata dal grande passo avanti della densità di energia delle batterie avanzate al piombo carbonio ad alta potenza.

La gamma di tecnologia offre a 12-48 volt il potenziale di un mercato di massa, a benzina, per le grande auto di famiglia con superba guidabilità, prestazioni impressionanti ed eccellente economia di carburante ottenute a costi sostanzialmente inferiori rispetto un diesel equivalente o ad un’brida ad alta tensione (200 a 600 volt). La tecnologia a basso voltaggio e relativamente basso costo permette un aggressivo ridimensionamento a breve termine dei motori avanzati a benzina.

La tecnologia LC Super Hybrid, che è sostenuta da più di 10 anni di continuo sviluppo per la tecnologia a riluttanza del motore-generatore e 20 anni di ricerca per realizzare la svolta della batteria al piombo-carbonio, ha ingegnosamente consegnato una efficace riduzione dei costi, delle emissioni di CO2 e del consumo di carburante senza distruggere il divertimento da guidare.

Altamente controllabili, i motogeneratore a riluttanza commutata aiutati da elettronica di potenza a bassa tensione e sofisticato software di controllo non sono ancora attualmente impiegati dall’industria automobilistica nella produzione di massa. I motori sono di semplice e robusta costruzione in acciaio, alluminio e rame ed evitando l’uso dei magneti permanenti forniscono una conveniente soluzione innovativa al problema crescente di materiali di terre rare insufficienti e sempre più costosi.

Controlled Power Technologies (CPT) è una premiata azienda tecnologica indipendente, specializzata nello sviluppo di misure di riduzione di CO2 con buon rapporto costo-efficienza per il settore automobilistico globale che permette evitare la riprogettazione dell’impianto elettrico del motopropulsore o del veicolo. Le sue competenze principali sono l’elettronica a bassa tensione di alimentazione, il software di controllo avanzato e l’applicazione di propulsori elettrici a bassa tensione per veicoli.

La squadra d’ingegneri del CPT è attualmente focalizzata a portare la tecnologia ci commutazione di tre riluttanze nel settore automobilistico e di renderla applicabile sul mercato. Cobra è un potente compressore elettrico raffreddato ad acqua per veicoli commerciali e applicazioni autostradali. SpeedStart è un potente motorino d’avviamento raffreddato ad acqua e anche generatore in grado di fornire una coppia per assistere il motore e il recupero di energia cinetica. Inoltre è in sviluppo la tecnologia CPT nota come tigri, che è un sistema di turbina a gas di scarico raffreddata ad acqua integrato con il sistema di recupero energetico.

Attualmente vengono assunti ingegneri per aumentare il team di ingegneri inglesi da 35 a 50 persone, CPT sta lavorando a stretto contatto con i principali costruttori di veicoli in Europa, Stati Uniti e Asia, importanti università e ingegneri consulenti indipendenti leader per sviluppare una gamma tecnologie automobilistiche di punta concentrate sull’ibridazione a bassa tensione ed il recupero energetico.

La società è un brand del team di sviluppo avanzato di powertrain stabilito nel Regno Unito più di 10 anni fa da Visteon, già costola di Ford, quando le applicazioni della tecnologia del motore elettrico a riluttanza a commutazione di sovralimentazione sono state messe in discussione, e il suo partner di sviluppo tecnologico Emerson Corporation, la cui attività nel settore del motore da allora è stata acquisita da Nidec. CPT è stata istituita nel 2007 come un management buy-in finanziata da Venture Capital per acquisire questo business avanzato del powertrain.

L’azienda dispone di un team di grande esperienza di ingegneri automobilistici ed è sostenuta da un certo numero di importanti investitori specializzati nei settori dell’energia e dell’ambiente.

L’Advanced Lead-Acid Battery Consortium (ALABC) è un consorzio internazionale di ricerca istituito nel 1992 per promuovere le capacità della batteria al piombo regolate a valvola al fine di aiutare i veicoli elettrici elettrici e ibridi a diventare una realtà. Le risorse di ricerca del mondo di appartenenza ALABC sono messe in comune per realizzare un ampio programma di ricerca e sviluppo che non sarebbe altrimenti possibile. Il ALABC è gestito dalla Organizzazione Internazionale di Ricerca Piombo Zinco (ILZRO) con sede in North Carolina. L’International Piombo Association (ILA), che è responsabile di dirigere le attività di lead-correlate di ILZRO, ha sede a Londra.

ALABC è attualmente costituita da oltre 70 organizzazioni, in continua espansione e quest’anno entra in una nuova fase della sua ricerca e sviluppo. I dettagli del nuovo programma di ricerca sono stati presentati alla celebrazione del 20° anniversario del Consorzio tenutasi presso la Conferenza europea batterie al piombo a Parigi nel mese di settembre.

Foto:

Pic 1 – LC Super dimostratori di tecnologia ibrida LC 12 V e 48 V nella foto nello stabilimento AVL prima della spedizione al Simposio di Vienna. Entrambi sono basati su una VW Passat 1.4 litri TSI.
 
Fig. 2 – 12V e 48V LC Super manifestanti ibridi caratterizzati da un compressore elettrico sviluppato da CPT e acquisita da Valeo per la produzione ad alto volume
 
Pic 3 – 12V e 48V LC Super dimostratori di tecnologia Hybrid dispongono di brevetto multiplo del CPT protetto da SpeedStart, tecnologia del generatore del motore (in alto a destra) e tendicinghia Mubea
 
Pic 4 – 12V e 48V LC Super Hybrid entrambe dotate di batterie Exide Orbital avanzate al piombo-carbonio. L’immagine mostra l’installazione del sistema 12V con apparecchiature di prova, che viene eliminata in una vettura di serie.
 

 

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