Nissan Leaf - primul automobil electric competitiv

    Mobilitatea este unul din pilonii dezvoltării societății moderne, este o componentă fundamentală a vieții noastre. Comerțul internațional, libertatea de a călătorii aproape oriunde și oricând, relațiile umane sunt bazate pe mobilitate.

    Mai mult ca niciodată mobilitatea accesibila, ieftină începe să fie din ce în ce mai greu de obținut. Epoca combustibililor ieftini, obținuți din petrol se apropie de sfârșit. Petrolul devine din ce în ce mai rar și mai scump.

Costul petrolului

    Un regres al acestui trend de scumpire a petrolului a fost cauzată de criza economică de la sfârșitul anului 2008, începutul anului 2009. Acesta a redus simțitor prețul barilului de petrol de la aproximativ 140 $ la numai 40 $. Putem spune că industria automobilelor cu propulsie clasică, termică a primit „o gură de oxigen” datorită scăderii prețului petrolului.

Evoluția prețului barilului de petrol

Foto: Evoluția prețului barilului de petrol.
Sursa: nyse.tv

    Dezvoltarea economiei mondiale este strâns legată de creșterea prețului barilului de petrol. Astfel prețul petrolului a fost împins spre noi maxime atingându-se valoarea istorică de 140$ pe baril în anul 2008. După cum am mai precizat este evident că mobilitatea „ieftină” începe ușor ușor să fie scumpă.

    De asemenea impactul poluării asupra mediului cât și fenomenul de încălzire globală sunt din ce în ce mai evidente. Marile aglomerări urbane, metropolele moderne, datorită poluării încep să aibă un efect nociv asupra sănătății umane.

    Există o alternativa pentru aceste neajunsuri: mobilitatea electrică! Automobilele cu propulsie electrică sunt eficiente, cu zero emisii, având întreținere ușoară și ieftină, ce oferă o experiență plăcută conducătorului.

    Leaf, vehiculul electric de la Nissan, deschide porțile către era propulsiei electrice! Lansarea automobilului s-a făcut în Decembrie 2010 pe piețele din Japonia și SUA iar în Ianuarie 2011 pe piața europeană.

Nissan Leaf - exterior

Foto: Nissan Leaf - exterior
Sursa: Nissan

    Nissan Leaf este un hatchback de mărime medie, cu cinci locuri, bateriile Li-ion oferind o autonomie de aproximativ 160 km. Partea frontală a automobilului este caracterizată de un design în formă de V și conține blocuri optice cu LED-uri, optimizate pentru consumul de energie, ce reduc cu aproximativ 50% consumul de energie electrică comparativ cu soluțiile convenționale. Forma blocurilor optice mai au rolul și de a redirecționa curenții din jurul oglinzilor retrovizoare reducând astfel frecarea cu aerul și zgomotul din timpul rulării.

Nissan Leaf – aerodinamica

Foto: Nissan Leaf – aerodinamica
Sursa: Nissan

    Automobilul se caracterizează printr-o platformă și un sistem de propulsie cu zero emisii, având un preț atractiv și un design aparte. Pentru optimizarea consumului de energie electrică Leaf este conectat la un sistem central informațional (ICT) care-i oferă conducătorului auto informații referitoare la starea tehnică a automobilului, traficul rutier și amplasamentul stațiilor de încărcare a bateriilor.

Caracteristicile tehnice principale

Dimensiuni   
Lungime [mm] 4450
Lățime [mm] 1770
Înălțime [mm] 1550
Ampatament [mm] 2700
Organizare generală 5 locuri, motor dispus pe puntea din față, bateria dispusă central, tracțiune pe puntea față
Sistem electric  
Tip motor electric sincron pe curent alternativ
Putere / Cuplu [CP/Nm] 109 / 280
Tip baterie Li-ion cu module laminate
Putere / Capacitate baterie [CP / kWh] 122 / 24
Performanțe  
Viteză maximă [km/h] 140
Autonomie [km] 160
Alte caracteristici Recuperarea energiei de frânare, mod ECO

    Datorită propulsiei electrice răspunsul automobilului la accelerații este prompt, „plăcerea de a conduce” fiind unul din punctele forte ale automobilului. Autonomia de 160 km este peste media unei deplasări zilnice uzuale. Astfel posesorul unui Leaf își poate îndeplini obligațiile zilnice uzuale (deplasarea la locul de muncă, la instituții, cumpărături, etc.) deoarece distanța medie de deplasare se situează sub valoarea de 160 km.

Sistemul de propulsie electric

    Cu puține excepții un sistem electric de propulsie conține următoarele elemente: bateria (sursă de energie electrică), invertorul (unitatea de control a motorului electric), motorul electric și reductorul. Bateria este amplasată central pentru a echilibra distribuția maselor pe punți, ceea ce are un impact pozitiv asupra stabilității automobilului. Ansamblul invertor - motorul electric este dispus transversal pe puntea față legătura cu roțile fiind făcută prin intermediul unui reductor fix și a unui diferențial.

Componentele principale ale sistemului de propulsie

Foto: Componentele principale ale sistemului de propulsie
Sursa: Nissan

    Randamentul maxim al sistemului de propulsie electric este de 95%. Media randamentului în cazul unei utilizări normale se ridică în jurul valorii de 90%. Din acest punct de vedere sistemele cu propulsie electrica sunt net superioare celor cu motoare cu ardere internă, unde randamentele se situează de multe ori sub 30%.

Bateria

    Bateria Li-ion este compusă din mai multe module, fiecare modul conținând patru celule laminate. Celulele laminate au forme dreptunghiulare, plate, avantajul față de celulele clasice cilindrice fiind compactitatea, și dimensiunea redusă. Cele patru celule din fiecare modul sunt conectate câte două în paralele și apoi înseriate. Pachetul de baterii conține 48 de module, un calculator de monitorizare și control, o cutie de siguranțe și un întrerupător de service.

Baterie Nissan Leaf - celulăBaterie Nissan Leaf - modul

 

 

 

 

 

 

 

 Baterie Nissan Leaf

Foto: Baterie Nissan Leaf (celulă, modul, pachet baterii)
Sursa: Nissan

    Un alt avantaj al celulelor laminate este radiația termică emisă ce permite răcirea acestora cu flux de aer. De asemenea forma compactă a pachetului de baterii a permis montarea acestuia între punți (cu efect asupra echilibrării maselor) și utilizarea fluxului de aer de sub automobil pentru răcire.

Motorul şi reductorul

    Propulsia automobilului este asigurată de un motor electric sincron, cu magneți permanenți. Motorul este proiectat și fabricat de Nissan special pentru a echipa modelul Leaf. Compact, eficient, cu o putere specifică ridicată, motorul are un răspuns rapid la accelerații.

Nissan Leaf - motorul electric

Foto: Nissan Leaf - motorul electric
Sursa: Nissan

    Cuplu maxim este de 280 Nm între 0 și 2730 rot/min iar puterea maximă de 109 CP este ținută constantă între 2730 și 9800 rot/min. Turația maximă a motorului este limitată la valoarea de 10390 rot/min.

    Reductorul, care are rol de cutie de viteze cu o singură treaptă, a fost special proiectat pentru a reduce pierderile prin frecare. De asemenea pentru lubrifiere este utilizat un ulei cu vâscozitate scăzută pentru a minimiza pierderile prin frecare.

Invertorul

    Rolul principal al invertorului este de a controla cuplul motorului electric. Acesta este alimentat cu curent continuu de la baterie pe care-l transforma în curent alternativ pentru alimentarea motorului electric. Invertorul comunică cu restul de calculatoare de pe automobil utilizând protocolul de comunicație CAN.

Nissan Leaf – invertorul

Foto: Nissan Leaf – invertorul
Sursa: Nissan

    Datorită funcționării invertorului cu curenți electrici mari temperatura poate atinge valori de până la 340 °C. Pentru a menține temperatura invertorului la o valoare nominală de 65 °C acesta este răcit cu lichid.

Controlul vibraţiilor

    Capacitatea motoarelor electrice de a furniza cuplul maxim de la turație zero poate fi și un dezavantaj major în anumite cazuri. Când conducătorul automobilului cere cuplul motor maxim, prin apăsarea completă a pedalei de accelerație, fără un control precis al cuplului, în transmisie (reductor + diferențial) pot apărea vibrații torsionale ce au un efect negativ asupra confortului pasagerilor și a fiabilității componentelor.

Sistemul de încărcare al bateriilor

    Bateriile pot fi încărcate 80% din capacitatea nominală în aproximativ 30 de minute utilizând o sursă de curent continuu de 50kW. Durata încărcării complete (100%), de la o priză normală de 200V, este estimată la aproximativ 8 ore.

issan Leaf – sistemul de încărcare al bateriilor

Foto: Nissan Leaf – sistemul de încărcare al bateriilor
Sursa: Nissan

    La încărcării bateriilor de la o sursa convenționala de alimentare (200 – 240 V), de curent alternativ, curentul electric este trecut print-un convertor electric care-l transformă în curent continuu. Pentru a elimina căldura rezultată în urma transformării CA-CC convertorul este răcit cu apă.

Recuperarea energie de frânare

    În cazul unui automobil convențional, cu motor termic, energia cinetică acumulată în timpul deplasării este redusă de sistemul de frânare prin frecare și transformată în căldură, care ulterior este  disipată în mediul exterior.

    Pentru automobilele electrice acestă energie cinetică (mecanică) este transformată în energie electrică și stocată în baterii pentru o utilizare ulterioară. Posibilitatea transformării din energie mecanică în energie electrică se datorează motorului electric care trece în regim de generator. În acest mod de funcționare inerția automobilului este utilizată pentru a roti generatorul electric care produce energie. Calculatorul de control al sistemului de frânare comunică cu calculatorul de control al vehiculului (VCM) prin protocolului CAN și ajustează puterea de frânare a generatorului electric, în funcție de poziția pedalei de frână.

    Recuperarea energie de frânare și implicit trecerea motorului electric în regim de generator electric are loc atunci când conducătorul auto acționează pedala de frână. Peste un anumit nivel de apăsare al pedalei de frână, sistemul de frânare hidraulic este activat, deoarece cererea de forța de frânare este mai mare. De reținut ca tot acest proces nu este sesizat de către conducătorul auto, totul se petrece ca și cum frânarea s-ar face doar cu un sistem clasic hidraulic. Prin acest sistem de recuperare a energie de frânare s-a reușit extinderea autonomiei automobilului cu până la 25%.

Sistemul ICT (Information and Communication Technology)

    Posesorii de Nissan Leaf se pot conecta prin intermediul sistemului ICT la baza de date CARWINGS în orice moment. Conexiunea este realizată utilizând unitatea de control telematică (TCU) a sistemului de navigare aflat la bordul automobilului. Conectarea cu baza de date oferă conducătorului auto informații precum: starea bateriilor, starea tehnică generală a automobilului și o statistică a condițiilor de exploatare a automobilului (sarcină motor, viteză, etc.).

Serviciile aflate la bordul automobilului, prin intermediul ecranului multimedia, informează conducătorul auto cu privire la:

  • Autonomie: prin intermediul unei hărți digitale se conturează în jurul coordonatelor curente ale automobilului aria de acoperire maximă în funcție de starea de încărcare a bateriei;
  • Locația stațiilor de încărcare rapidă (vizualizare pe harta digitală)
  • Temporizatorul de încărcare: permite vizualizarea timpilor de încărcare memorați (programarea începerii încărcării bateriilor și durata de încărcare)
  • Descărcarea bateriei: când nivelul de încărcare al bateriei ajunge la o valoare minimă pe lângă atenționarea sonoră și vizuală a conducătorului, pe harta digitală se afișează cea mai apropiată stație de încărcare.

    O particularitate a versiunii Leaf este posibilitatea utilizării aplicațiilor de telefonie mobilă pentru a controla unele funcții ale automobilului precum încărcarea bateriilor sau oprirea/pornirea sistemului de aer condiționat.

    Nissan Leaf se dovedește a fi un automobil ce satisface nevoia zilnică de mobilitate prin utilizarea propulsiei electrice cu avantajele evidente legate de poluare si mediu. În plus este dotat cu o interfață om-mașină performantă cu tehnologie avansată. Prin utilizarea tehnologiilor multimedia, de telefonie mobilă, interacțiunea dintre conducător și automobil devine mai facilă si mai plăcută.

    Cu toate că face parte din prima generație de vehicule electrice destinate vânzării în masă, Nissan Leaf se află în fruntea clasamentului în ceea ce priveste avansul tehnologic al automobilelor și cu siguranță oferă satisfacție posesorilor!

Pentru a comenta articolul trebuie să vă înregistrați!

Comentarii

cosmin.raileanu
Duminică, 12 Februarie 2012 Votează 5 / 5Votează 5 / 5Votează 5 / 5Votează 5 / 5Votează 5 / 5
Imi place articolul tau, vine cu detalii tehnice interesante mai ales despre constructia bateriilor electrice . In plus despre Leaf, ar mai fi de zis ca s-a vandut in mai mult de 20 000 exemplare in U

Raportează comentariul

Login

Logo motorul anului