- Η συνολική ενεργειακή απόδοση θα ξεπερνά το 60%, όταν στα συμβατικά μεσαία οχήματα δεν ξεπερνά το 30%
- Ο ηλεκτροκινητήρας θα έχει μέση απόδοση μεγαλύτερη του 80% με μέγιστη τιμή άνω του 90% στο σημείο βέλτιστης λειτουργίας.
- Η λειτουργία του κλιματιστικού αναμένεται να επιβαρύνει σημαντικά την ενεργειακή απόδοση. Στόχος είναι η βελτιστοποίηση του για την ελαχιστοποίηση της επιβάρυνσης που προκαλεί στο συγκεκριμένο όχημα.
- Η χρήση ηλεκτροκινητήρα μονίμων μαγνητών και μάλιστα πολύ μικρού διακένου.
- Η αξιοποίηση δύο (2) πηγών ηλεκτρικής ενέργειας για τη φόρτιση των συσσωρευτών (ηλεκτρικό δίκτυο, αναγεννητική πέδηση και ενδεχομένως κυψέλη καυσίμου) σε μεσαίου μήκους όχημα.
- Η ανάπτυξη καλωδιώσεων με ενισχυμένη θωράκιση (blindage) για αποτροπή παρεμβολών ηλεκτρομαγνητικής παρενόχλησης (EMC).
- Μόνιμοι μαγνήτες Νεοδυμίου (Sintered NdFeB)
- Σίδηροπυρήνας χαμηλών απωλειών
- Λεπτό διάκενο κινητήρα (~0.5mm)
- Ελαφριά κατασκευή από αλουμίνιο
- Εξαιρετικός βαθμός απόδοσης σε μεγάλο εύρος λειτουργίας
- Δυνατότητα προσωρινής υπέρβασης ροπής (Torque Boost) η οποία ενδείκνυται για εφαρμογή ηλεκτροκίνησης
Το συγκεκριμένο έργο αφορά την μελέτη, σχεδίαση και κατασκευή ενός αμιγώς ηλεκτροκίνητου οχήματος μεταφοράς προσωπικού 10-15 ατόμων με ενδεικτικό μήκος 5 μέτρα, μεικτό βάρος 3 τόνους και ισχύ κινητήρα τεχνολογίας μονίμων μαγνητών 60 kW. Το όχημα αναμένεται να έχει επιδόσεις ανάλογες των σημερινών συμβατικών, δεν θα εκπέμπει καθόλου ρύπους αφού δεν θα έχει σύστημα καύσης και θα επιτυγχάνει τη μέγιστη ενεργειακή απόδοση της χρησιμοποιούμενης ενέργειας. Σαν ενεργειακές είσοδοι (inputs) λαμβάνονται το ηλεκτρικό δίκτυο και η αναγεννητική πέδηση που θα υποστηρίζει ο ηλεκτροκινητήρας.
Η ενέργεια αυτή θα αποθηκεύεται σε συσσωρευτές βαθέως κύκλου φόρτισης με ονομαστικά μεγέθη που εξασφαλίζουν την επαρκή αυτονομία του οχήματος και τη συμβατότητα του εξοπλισμού. Η σύσταση του ηλεκτρολύτη θα διερευνηθεί στα πλαίσια του έργου με πιο πιθανή επιλογή τα στοιχεία τεχνολογίας λιθίου, που είναι η σημερινή εξελισσόμενη τεχνολογία. Ο αναμενόμενος χρόνος πλήρους φόρτισης θα είναι μικρότερος της ώρας (υπολογίζεται στη μισή ώρα) και η παρεχόμενη ενέργεια τουλάχιστον 40kWh. Το επίπεδο της τάσης θα οριστεί κατά το στάδιο της ΒΙΕ στο εύρος 48-150V. Η κατανάλωση του οχήματος θα είναι άμεσα μετρήσιμη από το σύστημα απεικόνισης και μετρήσεων.
Συνεπώς, η ενεργειακή απόδοση, η αυτονομία, ο χρόνος φόρτισης, οι επιδόσεις του οχήματος και τα ηλεκτρικά μεγέθη των υποσυστημάτων θα είναι όλα μετρήσιμα και συνεπώς απόλυτα συγκρίσιμα και αξιολογήσιμα. Εκτιμάται ότι:
Τα παραπάνω μεγέθη, εφόσον επαληθευτούν από τις μετρήσεις κατά τη δοκιμαστική κυκλοφορία του υβριδικού minibus, θα αποτελούν αυτόματα απόδειξη για την εμπορική προοπτική του προϊόντος σας σύνολο. Πρόκειται για επιδόσεις που, σε συνδυασμό με τη μηδενική εκπομπή ρύπων και σε αντιδιαστολή με τις σαφώς μικρότερες τιμές για τα συμβατικά οχήματα, καθιστούν την συγκεκριμένη τεχνολογία ως την βέλτιστη λύση σε αυτή την κατηγορία οχημάτων. Οι εμπορικές δυνατότητες για το τελικό παραδοτέο ενισχύονται από την έλλειψη στην παγκόσμια αγορά εταιριών που δραστηριοποιούνται σε υβριδικά αμιγώς ηλεκτροκίνητα οχήματα μέσου μήκους.
Ενώ υπάρχει έντονη κινητικότητα στην αγορά των μικρών αυτοκινήτων (ΙΧ) και αναπτύσσονται μεγάλα λεωφορεία στα πλαίσια ευρωπαϊκών προγραμμάτων, το τμήμα των οχημάτων με μήκος από 5 έως 10 μέτρα εμφανίζει σχεδόν μηδενική κινητικότητα. Όσον αφορά την ελληνική αγορά, υπάρχουν δύο σαφή πλεονεκτήματα για την επιλογή του συγκεκριμένου τύπου οχήματος. Αφενός, λόγω του οικιστικού χαρακτήρα των μεγάλων αστικών κέντρων τα μεσαία οχήματα μεταφοράς εμπορευμάτων και προσωπικού κρίνονται ως η ιδανική επιλογή. Αφετέρου, ήδη χρησιμοποιούνται από πολλούς δημόσιους φορείς τέτοια οχήματα, ενώ πρόκειται για ένα ρυπογόνο και γερασμένο στόλο. Με τα παραδοτέα του προγράμματος είναι δυνατή η μετατροπή τους σε σύγχρονα, μηδενικών ρύπων και με ισοδύναμες επιδόσεις. Ταυτόχρονα, το κόστος θα διατηρηθεί χαμηλό αφού θα γίνουν μόνο μετατροπές στο παλιό αμάξωμα.
Επιπλέον, από το έργο θα προκύψει χρήσιμη γνώση για τον έλεγχο και την πιστοποίηση αυτών των οχημάτων τόσο χρησιμοποιώντας καινούργια όσο και μετασκευάζοντας υφιστάμενα αμαξώματα σε καλή κατάσταση. Επειδή θα είναι οργανωμένη και καταγεγραμμένη σε ειδικό οδηγό θα αποτελεί από μόνη της αξιοποιήσιμο εμπορικά αγαθό.
Τελική επιδίωξη σε μεσοπρόθεσμο χρονικό διάστημα για όλους τους φορείς αποτελεί η διείσδυση τους στην συγκεκριμένη αγορά πριν τον πλήρη σχηματισμό της και την ανάπτυξη διεθνούς ανταγωνισμού ώστε να αποτελέσουν πρωτοπόρους, και σαν σύνολο μέσω του τελικού οχήματος και μέσω της προώθησης των προϊόντων και υπηρεσιών που η κάθε επιχείρηση - φορέας θα αναπτύξει. Κύριο στόχο αποτελεί η κάλυψη του 40% της συγκεκριμένης εγχώριας αγοράς που ισοδυναμεί σε τουλάχιστον 2.000 τέτοιου τύπου οχήματα. Επιδίωξη είναι και η κάλυψη του 5-10% της ευρωπαϊκής αγοράς.
Η τεχνογνωσία και τα συστήματα που θα προκύψουν από το παρόν σχέδιο θα έχουν στο τέλος των 36 μηνών ένα πολύ συγκεκριμένο πλεονέκτημα. Θα έχουν δοκιμαστεί και ρυθμιστεί σε δοκιμές σε σχεδόν πραγματικές συνθήκες (πίστα δοκιμών ΕΛΒΟ). Λόγω της υψηλής τεχνολογικής στάθμης σε ορισμένα από αυτά είναι πιθανό να προσελκύσουν το ενδιαφέρον σημαντικών εταιριών του κλάδου των οδικών μεταφορών.
Πρόοδος πέραν της «Τεχνολογικής στάθμισης» (state-of-the-art)
Οι πτυχές του έργου που θεωρούνται καινοτόμες και αναμένεται να διαδραματίσουν σημαντικό ρόλο στην επίτευξη των υψηλών στόχων της πρότασης είναι οι εξής:
Τεχνολογία Μονίμων Μαγνητών Μικρού Διακένου
Πιο συγκεκριμένα, η τεχνολογία μονίμων μαγνητών συγκεντρώνει έντονο ενδιαφέρον λόγω των πολύ χαμηλών απωλειών. Οι μόνιμοι μαγνήτες, που εδράζονται στον δρομέα δημιουργούν μαγνητική ροή η οποία εσωτερικά κλείνει μέσω του πυρήνα του δρομέα και εξωτερικά μέσω του πυρήνα του στάτη. Ο στάτης, ο οποίος περιβάλλει το δρομέα, αφήνει διάκενο αέρα μέσα στο οποίο μπορεί και περιστρέφεται ο δρομέας. Ο στάτης φέρει αύλακες με τυλίγματα χαλκού, στα οποία εφαρμόζονται ρεύματα μέσω κατάλληλου ελέγχου από τα ηλεκτρονικά ισχύος. Αυτά τα ρεύματα προκαλούν επιπλέον μαγνητική ροή η οποία αλληλεπιδρά με τη ροή που επιβάλλουν οι μόνιμοι μαγνήτες του δρομέα. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα τη δημιουργία εφαπτομενικής πίεσης στο διάκενο αέρα η οποία μεταφράζεται ως ροπή στρέψης. Ο συγχρονισμός των ρευμάτων του στάτη, ο οποίος στην ουσία συγχρονίζει τη μαγνητική ροή του στάτη, η οποία αλληλεπιδρά με αυτή των μονίμων μαγνητών του δρομέα, οδηγεί στην κινητήρια λειτουργία της Σύγχρονης Μηχανής Μονίμων Μαγνητών (ΣΜΜΜ). Άλλου τύπου κινητήρες απαιτούν ίδρυση του πεδίου του δρομέα μέσω δαπάνης ενέργειας. Στην περίπτωση της ΣΜΜΜ η εκμετάλλευση της ενέργειας των μονίμων μαγνητών οδηγεί σε βαθμό απόδοσης που ξεπερνά το 95%, αφήνοντας ένα μεγάλο πλεονέκτημα ως προς τις λοιπές τεχνολογίες. Επιπλέον, η πυκνότητα κατά βάρος και κατ’ όγκο είναι πολύ υψηλή. Ο κινητήρας που θα αναπτυχθεί στα πλαίσια του προγράμματος δεν αναμένεται να ξεπερνά σημαντικά τις διαστάσεις του συμβατικού διευκολύνοντας έτσι την προσαρμογή του στο υφιστάμενο αμάξωμα. Η κατασκευή του θα περιλαμβάνει τα εξής καινοτόμα χαρακτηριστικά:
Η σχεδίαση του θα βασιστεί εξ’ ολοκλήρου στην προσομοίωση του με πεπερασμένα στοιχεία και την τρισδιάστατη απεικόνιση. Σαν επιπρόσθετη καινοτόμος παράμετρος μπορεί να θεωρηθεί το γεγονός ότι συνολικά ένας κινητήρας μεγάλης ισχύος θα σχεδιασθεί και θα κατασκευασθεί στην Ελλάδα.
Την υλοποίηση των ηλεκτρονικών υποσυστημάτων έχει αναλάβει η εταιρία υψηλής τεχνολογίας και ειδικών εφαρμογών υψηλών απαιτήσεων “Miltech Hellas”. Η διαδικασία, ο εξοπλισμός και τα υλικά που θα χρησιμοποιηθούν θα πληρούν όλα τις αντίστοιχες προδιαγραφές για τις οποίες η εταιρία είναι πιστοποιημένη. Δεν αποτελεί η μεθοδολογία κατασκευής καινοτομία, αλλά η εφαρμογή της σε ένα όχημα δρόμου που προορίζεται για χρήση από το επιβατικό κοινό. Ως πολύ σημαντικά στοιχεία για τη συγκεκριμένη εφαρμογή κρίνονται οι ειδικές αντικραδασμικές κολλήσεις και η υψηλή ανοχή στις επικαθήσεις (σκόνη, ρύποι). Οι πλακέτες θα εμβαπτισθούν σε ειδικό βερνίκι ώστε να αδιαβροχοποιηθούν. Για τις κολλήσεις θα χρησιμοποιηθεί ειδική εποξική ρητίνη (potting compound) για τον πλήρη εγκιβωτισμό της πλακέτας και των ηλεκτρονικών της εξαρτημάτων σε καλούπι και την αντοχή σε επιβραδύνσεις (σύγκρουση) μεγαλύτερες των 4g. Οι παράγοντες αυτοί θα αυξήσουν σημαντικά την αξιοπιστία των ηλεκτρονικών υποσυστημάτων τα οποία είναι πιθανό να αποτελέσουν και μεμονωμένα εμπορικά αξιοποιήσιμα παραδοτέα.
Δύο είσοδοι φόρτισης
Η δυνατότητα χρήσης περισσότερων από μία διαφορετικών εισόδων ενέργειας δημιουργεί υψηλές απαιτήσεις και ως προς τη διαχείριση των ροών φορτίου και ως προς την ασφάλεια. Για το λόγο αυτό δεν έχουν ενσωματωθεί μέχρι σήμερα σε εμπορικά πολλά οχήματα, ενώ όλες οι πειραματικές προσπάθειες στοχεύουν στην μεγάλη αγορά των ιδιωτικών μικρών οχημάτων. Συνεπώς πρόκειται για ένα απόλυτα καινοτόμο προϊόν για αγορά στην οποία απευθύνεται. Η τεχνολογική στάθμη του προτεινόμενου παραδοτέου εκτιμάται ότι θα είναι πλήρως ανταγωνιστική για εφαρμογή στο μέλλον σε μέσα μαζικής μεταφοράς.
Ηλεκτρομαγνητική Θωράκιση καλωδίων
Μία από τις μεγαλύτερες προκλήσεις για την ηλεκτρική αυτοκίνηση είναι ο περιορισμός της επίδρασης της ακτινοβολίας που παράγεται από τα ηλεκτρονικά κυκλώματα οδήγησης του κινητήρα (drive) και τις καλωδιώσεις στα υπόλοιπα ηλεκτρονικά υποσυστήματα και πιθανώς τον άνθρωπο. H «Miltech A.E.» διαθέτοντας εμπειρία από εφαρμογές με υψηλές προδιαγραφές χαμηλών ακτινοβολιών και όντας κατάλληλα εξοπλισμένη θα μελετήσει την απαίτηση για τη θωράκιση των χρησιμοποιούμενων καλωδίων (blindage). Λόγω της σημασίας του θέματος για την ασφάλεια οχημάτων και επιβατών, τυχόν επιτυχής εφαρμογή θα προσελκύσει παγκόσμιο ενδιαφέρον.
Οδηγός Μετατροπών Συμβατικών Οχημάτων
Τέλος, και το εγχειρίδιο παρόμοιων οχημάτων ανεξαρτήτους μεγέθους αποτελεί ένα απολύτως καινοτόμο προϊόν. Λόγω του υψηλού ανταγωνισμού των αυτοκινητοβιομηχανιών η πληροφορία αυτή δεν είναι δημοσιευμένη. Η αγορά στην οποία θα απευθύνεται αναμένεται να είναι σημαντικά διευρυμένη βάσει της πρόβλεψης για έντονο ενδιαφέρον για τις μετατροπές συμβατικών σε ηλεκτροκίνητα οχήματα. Ταυτόχρονα, η συγκεκριμένη τεχνογνωσία μπορεί να λειτουργήσει και ως καινοτόμος υπηρεσία για τον συμβουλευτικό κλάδο στον οποίο δραστηριοποιείται η εταιρία «OPUS A.E.».