Pogonski sustav: Balans snage i kilometraže
Razni moderni pogoni danas još tek pronalaze svoje idealno mjesto na tržištu te svaka verzija ima svoje prednosti i mane.
Piše: Mario Šešlek, Ivor Stojevski
Električni auti sve su češća tema, no zajedno sa širenjem njihove popularnosti uviđaju se i nedostaci oko infrastrukture za održavanje velikog broja takvih automobila napunjenima, pogotovo na našim cestama. Za sada su u većini slučajeva hibridi bolja opcija ako se krećete igdje van grada, no i oni imaju limite, s obzirom na to da se smanjuje dostupan prostor u automobilu.
Alternativa postoji u pogonu na vodik, no velik broj proizvođača odbija razvijati te tehnologije radi kompliciranog i energetski zahtjevnog postupka dobivanja vodika, s obzirom na to da se dobiva elektrolizom prirodnih plinova, a da ne pričamo o infrastrukturi raznašanja i punjenja vodika u aute, u kojima se proces ponovno mora započinjati korištenjem električne energije.
Neki brendovi poput Toyote i dalje razvijaju tehnologiju, no cijena auta, kao i samog vodika, trenutno je značajno skuplja i od standardnih izvora energije.
Sveti gral novih istraživanja - izrada upravljačkih algoritama
Teorije upravljanja (control engineering) nisu nove, postoje već dosta godina, no u današnje vrijeme procesori su hardverski dosta snažni za “vrtjeti” neki napredan algoritam koji je bolji od klasičnih PID regulatora ili njihovih izvedenica (P, PI, PD). Kod upravljanja PMSM (sinkroni motor s permanentnim magnetima) često se koristi takozvano vektorsko upravljanje (eng. field oriented control) pomoću kojeg se odvojeno upravlja momentom i magnetskim tokom motora.
U takvom upravljanju inače se koriste PI regulatori struje (i brzine vrtnje). Iako su PI regulatori dosta jednostavni za izvedbu i parametriranje, odzivi su zadovoljavajući, ali ne i optimalni. Za bolje (čitaj; brže odzive) može se koristiti nekakav “fancy” regulator koji je matematički zahtjevniji jer koristi algoritam optimizacije.
Opcije vožnje: Svaki automobil na testu nudi više načina vožnje, prilagođenih navikama i preferencijama različitih profila vozača
Tako se npr. može poboljšati upravljanje elektromotorom u vozilima, što će rezultirati bržim odzivom s obzirom na referencu. No, važno je napomenuti kao je uvijek bitan kompromis; jednostavna izvedba i zadovoljavajući odziv ili kompleksna izvedba i optimalan odziv. Složiti ćemo se kako je u električnim automobila ipak bitniji optimalan odziv (bolje ubrzanje vozila).
“Nabrijavanje” hardverskog dijela vozila, tj. elektromotora ili pretvarača ne mora striktno predstavljati jedinu opciju poboljšanja dinamike vozila, važno je znati kako je upravljački algoritam također bitan i to je nešto na čemu sada grozničavo rade svi koji žele ugrađivati napredne električne pogonske sklopove u automobilima u napraviti razliku od konkurentskih rješenja.
Tako da možemo reći kako živimo na prekretnici razvoja većeg broja tehnologija i standarda koji će prije ili kasnije nadvladati isplativost fosilnih goriva, ako ne cijenom, onda zbog visokih trošarina. No, pogledajmo kakve sustave implementiraju naši trenutni automobili koje smo imali prilike provozati te kako pogon funkcionira kod njih.
Gradska vožnja troši jako puno goriva radi start/stop načina vožnje kroz grad pa bi tom logikom idealan hibridni sustav pokretao automobil do neke granice kada bi vožnju nastavio standardan motor. Tako se minimizira potrošnja goriva, a baterija električnog pogona neće trebati konstantno punjenje. Povrh toga, može ju se dopuniti kočenjem.
Ovisno o bateriji koju ugrađuju, proizvođači automobila imaju i druge ideje, pa pogledajmo detaljnije što smo naučili. Prva stvar je svakako da kod punjenja, kako smo to stalno govorili i za mobitele, proizvođači imaju neke... prijedloge kojih bi se bilo idealno držati. Kako smo i sami napomenuli, litij-ionske baterije ne podnose dobro konstantno punjenje do 100%, niti pražnjenje do nule.
Puni kada treba: Baterija se puni kada sustav nije pod opterećenjem, a kada je potreban boost, elektromotor se aktivira
Takvih punjenja baterija može izdržati oko 500 prije značajnog gubitka mogućnosti pohranjivanja energije. No, ako bateriju punite od 20% do 80%, baterija može tako biti punjenja tisuće puta prije nego joj prođe životni vijek. Taj detalj svakako imajte na umu pri kupnji električnog vozila.
Cupra Formentor
Ovaj model standardno dolazi samo s benzinskim motorom, no može se nabaviti i kao hibrid. Hibridna verzija žrtvuje nešto snage te dobiva umjetne auspuhe, dok naš model ima četiri prava auspuha, no ne dolazi u hibridnom izdanju. Ipak, ima dedicirani gumb za različite načine vožnje, koji direktno utječu na pogonski sustav.
Na odabir imate Comfort, Sport, Cupra, Off-Road i Individual. Sami nazivi govore za sebe, a komforni mod vožnje držat će okretaje niskima za ugodnu vožnju bez previše naglih pokreta uz tih rad i mekanu suspenziju. Sport i Cupra modovi ubrzavaju reakciju automobila i na lagane pritiske pedale te sustav drži motor na višim okretajima za bržu responzivnost.
Umjetan zvuk motora preko zvučnika očit je ako lagano pritišćete papučicu gasa, no vožnju čini uzbudljivijom.
Subaru Forester e-boxer
Ovaj model je hibrid s manjom baterijom koja nema opciju vanjskog punjenja te se puni ekskluzivno vožnjom. Forester koristi električni pogon za kretanje u niskim brzinama kao i boost kada mu je to najpotrebnije, a ostatak vremena puni bateriju kako bi uvijek bila spremna za akciju.
Rad sustava lagano je pratiti, s obzirom na to da se jedan cijeli ekran posvećuje animaciji prijenosa energije električnog i benzinskog motora na kotače, ili punjenje baterije kada vožnja to dopusti. Različiti modovi vožnje imat će i različit način korištenja električne energije, no zvuk rada motora čut ćete u gotovo svakom slučaju.
Električni motor pomaže pri startu na semaforu, što pomaže kontrolirati potrošnju ovog SUV-a. I-mod fokusira se na manju potrošnju goriva, dok S-mod ipak fokus stavlja na responzivnost automobila, što rezultira zabavnijom vožnjom. Tu je i X-mod kojem možete pristupiti i direktno s centralne konzole, a služi za off-road vožnju u veoma zahtjevnim uvjetima.
Mercedes A250e
Ova limuzina dolazi u plug-in hibridnoj izvedbi pogona, a električni motor samostalno može ponuditi do 60 kilometara vožnje na struju. Za vrijeme naše vožnje lagano smo došli i do 80 km/h bez paljenja benzinskog motora, a ovisno o načinu vožnje, auto će preferirati prvo trošenje baterije prije prijelaza na klasičan pogon. Postoji više modova te svi koriste i električni pogon.
Kombiniranje: Auto preferira električni pogon prije benzinskog u većini slučajeva dok god brzina ne prijeđe određenu granicu, nakon čega se aktivira benzinski motor
Sportski ga koristi za dodatno ubrzanje, komforni će preferirati struju kad god je to moguće, a ima i način vožnje za grad koji koristi isključivo bateriju. “Battery mode”, s druge strane, preferira punjenje baterije, iako će ju koristiti u ključnim trenucima za smanjenje potrošnje benzina.
Baterija se puni maksimalnom brzinom od 8 ampera, što znači višesatno punjenje, a može vratiti energiju kočenjem. Ovo je idealna opcija kada je upaljen cruise control, jer umjesto agresivnog trošenja kočnica na nizbrdicama da očuva maksimalnu postavljenu brzinu, auto sam značajno puni bateriju, tako da smo od Vrata Jadrana do unutarnje Istre vratili oko 10% baterije u Battery Mode vožnji.
Porsche Taycan
Prvi potpuno električni Porsche dovodi električne aute u sportski ring te su dojmovi uistinu impresivni. Auto u niskom startu zalijepi putnike za sjedala te nudi uistinu zabavnu vožnju. Mi smo vozili Taycan Plus verziju koja možda nema najjači motor, no kontrola energije pokazala se impresivnom, a Taycan puni bateriju svakom prilikom kod usporavanja.
Porsche Taycan: Kontrola energije pokazala se impresivnom, a Taycan puni bateriju svakom prilikom kod usporavanja
To mijenja doživljaj pa regeneraciju možete i isključiti, no utjecat će na vaš domet. Kao i ostali, ima više modova vožnje, a ogromna baterija fokusirana je na snagu, s dometom malo iznad 300 km u verziji koju smo vozili. Zato Porsche nudi vrlo brzo punjenje, ovisno naravno o punionici, gdje auto možete napuniti i značajno ispod sat vremena, uz upozorenje da konstantno brzo punjenje, kao ni punjenje do vrha, nisu poželjni.
Taycan sam računa domet preostale baterije te vam može prikazati i kartu s podatkom koliko daleko možete stići kojom cestom kao i gdje možete nadopuniti bateriju za što bezbrižniju vožnju.
Volkswagen ID.4
U idealnom svijetu, ovaj potpuno električni SUV može prijeći oko 400 km, ako pazite na način vožnje s 52 kWh baterijom. Ovisno o bateriji mijenjaju se i specifikacije rada, a manja baterija ima dva stupnja prijenosa, onaj s više snage te drugi koji je štedljiviji.
Brzi punjači: Porsche Taycan podržava više brzina punjenja, ovisno o dostupnim punjačima. Najbrži DC punjač snage 800 V može ga napuniti u svega 22,5 minute
Jači model s baterijom od 77 kWh tako i ubrzava u svega 8,5 sekundi (ipak je to SUV), a svi modeli električno su limitirani na max. brzinu od 160 km/h. Baterija se puni kočenjem, a auto ima mogućnost brzog punjenja, ovisno, naravno, o verziji pogona kojeg odaberete.
Opcije brzog punjenja su od 50 kW do 100 kW (125 kW na jačoj bateriji) koji u najboljem slučaju bateriju u pola sata napune za preko 300 km dometa. Pogon je na stražnjim kotačima te se tamo nalazi i električni motor.
