Hybridní revoluce – léta výzkumu a vývoje

V červnu 2011 dodala společnost Volvo Trucks zákazníkovi své první hybridní nákladní vozidlo. V současné době je v provozu více než 50 hybridů Volvo FE. Společnost Volvo Trucks strávila výzkumem a vývojem spojeným s výrobou tohoto vozidla celá léta. Teď její hybridní technologie odhaluj slibnou budoucnost.

Hybridní motor od společnosti Volvo Trucks

Vůbec poprvé začala společnost Volvo Trucks zkoumat možnosti hybridního hnacího ústrojí už v roce 1985. Naplno se výzkum rozběhl ale až v roce 2005.

Abychom docenili význam vozidla Volvo FE Hybrid, musíme si uvědomit, kolik výzkumné a vývojové práce tento projekt obnáší. Ačkoli to široká veřejnost tak nevnímá, koncept používání elektrických strojů není nový. Skupina Volvo začala poprvé zkoumat hybridní hnací ústrojí už v roce 1985, nicméně tyto projekty nikdy nepokročily dál, než do fáze prototypů a předváděcích modelů.

Anders Kroon

Anders Kroon, viceprezident pro energetickou efektivitu a ochranu životního prostředí, společnost Volvo Trucks

„Tenkrát byly tyto projekty víceméně pojistkou pro případ, že by se nám úplně nepodařilo překonat předpisy pro emisní limity,“ říká Anders Kroon, viceprezident pro energetickou efektivitu a ochranu životního prostředí ve společnosti Volvo Trucks, který na projektu vývoje hybridního pohonu více než deset let spolupracoval. „Jejich vývoj vůbec neprobíhal se zřetelem na finanční stránku trhu ani na komerční životaschopnost produktu.“ 

Tohle všechno se změnilo v roce 2001, kdy byl Kroon požádán, aby zahájil studii na téma paliva budoucnosti, a výsledky byly překvapivé.

„Bylo jasné, že konec éry snadno dostupné ropy není jen hypotetická záležitost, ale že nastane relativně brzy,“ vzpomíná. „Velmi brzy jsme přišli na to, že budeme potřebovat alternativy k fosilním palivům, a pokud máme být připraveni, musíme začít něco dělat hned.“ 

Od roku 2002, kdy se rozhodli, že elektrická energie je díky vysoké účinnosti převodu na mechanickou energii nejschůdnějším alternativním pohonem, začali Anders Kroon a jeho spolupracovníci zkoumat různé kombinace elektrických a spalovacích systémů. To je nasměrovalo k vývoji paralelního hybridu. Díky finanční podpoře od švédské vlády a amerického ministerstva obrany spolu s fondy od Volvo Group byl tým schopen postavit paralelní hybridní systém, který byl koncem roku 2005 připraven k předvedení. 

Potřebnou technologii už v zásadě máme, jen se ji snažíme zdokonalit.

Mats Alaküla, divize Global Advanced Engineering společnosti Volvo Trucks

Pak přišel podstatný bod zlomu: Poté, co viděl hybrid při interním předvedení Leif Johansson, výkonný ředitel Volvo Group, učinil veřejné prohlášení, ve kterém slíbil, že Volvo Group uvede na trh hybridní hnací ústrojí do tří let.

Miguel Hallgren

Miguel Hallgren, manažer pro specifikaci produktů ve společnosti Volvo Trucks

„Pracovali jsme na tom jen tři roky a neměli jsme žádnou organizační organizaci,“ říká Kroon. „Vše jsme řešili za pochodu, nicméně za dva a půl roku jsme vytvořili hnací ústrojí, které bylo připraveno pro výrobu.“

Pro společnost Volvo Trucks je výsledkem úsilí týmu model Volvo FE Hybrid, který byl oficiálně představen v roce 2009. V červnu 2011 bylo první vozidlo dodáno zákazníkovi a v době psaní tohoto článku je v provozu přes 50 hybridů. 

„Jde o největší sériově vyráběné hybridní nákladní vozidlo dostupné pro komerční účely,“ říká Miguel Hallgren, manažer pro specifikaci produktů ve společnosti Volvo Trucks. „Před společností Volvo Trucks žádný jiný výrobce 26tunové nákladní vozidlo s hybridním pohonem nevyrobil.“

Pokud používá pouze elektromotor, pohybuje se Volvo FE Hybrid tiše. Jakmile vozidlo zrychlí nad 20 km/h, aktivuje se vznětový motor. Automatizovaná převodovka přitom zajišťuje optimální rozložení zátěže mezi oba hnací agregáty a pomáhá tak vyvarovat se jejich provozu s nízkou účinností. Rekuperovanou energií vygenerovanou při brzdění se dobíjí akumulátor, čímž se omezuje plýtvání energií na minimum.

Protože Volvo FE Hybrid při nízkých rychlostech nespotřebovává palivo a využívá energii rekuperovanou během brzdění, hodí se nejlépe pro jízdu s častým zastavováním a rozjížděním. Díky tomu dosáhly nejvyšších úspor vozy pro svoz odpadu, které spotřebovávají až o 20 % méně paliva. Při použití elektrické lisovací jednotky mohou celkové energetické úspory vozidla dosáhnout až 30 procent. Městská rozvozová nákladní vozidla mohou také ušetřit až 15 procent.

Před společností Volvo Trucks žádný jiný výrobce 26tunové nákladní vozidlo s hybridním pohonem nevyrobil.

Miguel Hallgren, manažer pro specifikaci produktů ve společnosti Volvo Trucks

Do dnešního dne jsou ohlasy zákazníků na model Volvo FE Hybrid v naprosté většině pozitivní. Nepřináší jen slibované úspory paliva a sníženou hlučnost, ale i dlouhou provozuschopnost a vysokou produktivitu.

„Největší rozdíl mezi vozidlem Volvo FE Hybrid a jinými hybridními nákladními vozidly je, že jde o náš vlastní optimalizovaný systém Volvo,“ dodává Hallgren. „Celý systém jsme od počátku pojali jako integrovaný a optimalizovali jsme všechny jeho komponenty tak, aby vzájemně spolupracovaly. Zaručuje to vysokou úroveň kvality a vyšší výkonnost.“

Mats Alaküla

Mats Alaküla, divize Global Advanced Engineering společnosti Volvo Trucks

I sám vývojový tým je překvapen, jak dobře si model Volvo FE Hybrid doposud vedl.

„Výsledkem je velmi spolehlivé vozidlo,“ říká Mats Alaküla z divize Global Advanced Engineering společnosti Volvo Trucks. „V provedení pro londýnskou autobusovou dopravu dosahovalo delší provozuschopnosti než nehybridní verze stejného typu vozidla. To, myslím, stojí za povšimnutí. Je to velmi přesvědčivý důkaz kvalitně odvedené práce.“ 

„Technika je jako atletika: Když jste první, jste vidět a je o vás slyšet,“ dodává Anders Kroon. „Když se podíváte na trh za dva tři roky, uvidíte víceméně kopie toho, co my máme teď.“

Takže co bude dál? Je Volvo FE Hybrid konečná, nebo jen začátek? „Hybridní pohon je dobrý začátek, protože snižuje spotřebu paliva. Palivo ale stále používáme, tedy problém to neřeší,“ říká Alaküla. „Dalším krokem bude přechod od nafty k alternativnímu zdroji, v tomto případě k elektřině jako hlavnímu zdroji energie.“

V krátkodobém horizontu se zaměříme na zdokonalení hybridního pohonu zvýšením kapacity akumulátoru, aby bylo možné hybridní hnací ústrojí použít pro další modely nákladních vozidel a způsoby jejich využití. Zatím ale funguje jen rekuperace brzdné energie. Aby bylo možné uskutečnit přechod na plně elektrický režim, bude nutné implementovat určitá přídavná řešení. Proto je do budoucna prioritou najít způsoby připojení k elektrické síti, aniž by to mělo vliv na jízdní cykly vozidla, například dobíjení v době, kdy je vozidlo v klidu. Pokud se podaří nalézt rychlé a pohodlné způsoby připojení, největší využití to může mít u autobusů, a to díky tomu, že mají pravidelné a předvídatelné zastávky na předem určených místech. Mohla by z toho ale těžit i městská rozvozová nákladní vozidla.

Potřebnou technologii už v zásadě máme, jen se ji snažíme zdokonalit.

Mats Alaküla, divize Global Advanced Engineering společnosti Volvo Trucks

„Pokud se rozvozové vozidlo zastaví desetkrát za den, pokaždé na pět až deset minut, a bude mít přístup k dostatečně výkonné elektrické zásuvce, bude to mnohdy stačit,“ vysvětluje Alaküla. „Tato vozidla budou moci jezdit většinu dne na elektřinu, což je dobré pro životní prostředí a navíc je to ekonomické. Potřebnou technologii už v zásadě máme, jen se ji snažíme zdokonalit.“

I když je vzrušující to poslouchat, pořád to má svá omezení. Spoléhá se totiž na časté zastávky vozidla, což je naprosto nepraktické například pro dálkovou dopravu. Co kdyby ale bylo možné dobíjet akumulátor za jízdy? Koncept elektrifikovaných silnic, kde by vozidla byla nepřetržitě připojena k elektrické síti, zní sice trochu jako sci-fi, ale jedná se o myšlenku, kterou se dnes ve světě vážně zabývají. „Takové zkušební dráhy se právě teď staví v USA, Asii a v Evropě,“ říká Anders Kroon. 

„Dobíjení je klíčovým problémem,“ uzavírá Mats Alaküla. „Kdybychom byli schopni spolehlivým, bezpečným a pohodlným způsobem poskytovat levnou elektrickou energii, všechno by se tím úplně změnilo. Jestli se to podaří, všechny limity vezmou za své.“
 

Hybridní hnací ústrojí společnosti Volvo

Hybridní hnací ústrojí společnosti Volvo Trucks se osvědčilo jako velice spolehlivé. Hybridní autobusy londýnské dopravy měly například vyšší hodnoty provozuschopnosti než identické modely s konvenčním pohonem.

Související obsah

Zařaďte ještě nižší rychlostní stupně

Představujeme nového člena rodiny převodovek I-Shift: převodovku I-Shift s plazivými stupni. Nově přidané stupně umožňují rozjezd z klidového stavu i s nákladem o hmotnosti až 325 tun....

Dynamické řízení Volvo a jeho přínos pro řidiče

Dokonalá stabilita ve vysokých rychlostech, absolutně přesné ovládání v těch nízkých a značná úleva od namáhání svalů i kloubů. Průlomový systém Volvo Dynamic Steering (VDS) byl představen v roce 2013 a od té doby už od základu změnil jízdní styl ...

Ten správný pocit – jak probíhal vývoj IFS

Úkol byl jasný: vyvinout systém odpružení, který z nákladních vozů Volvo učiní lídra v oblasti ovladatelnosti a pohodlí. Dosáhnout tohoto cíle už tak jednoduché nebylo....

Filtrovat články

5 true 5