In 1996 verscheen de EV-1 elektrische auto van General Motors in de Saturn-showrooms in Californië en Arizona. In de komende zeven jaar werden meer dan 1.000 modellen verhuurd aan chauffeurs die zich wilden verplaatsen zonder benzine in hun auto te hoeven tanken. GM besloot uiteindelijk echter dat de vraag van de consument en de batterijtechnologie niet helemaal op peil waren, en de meeste van die auto's kwamen terecht in een breekinstallatie.
Sinds de jaren negentig is de brandstofprijs omhooggeschoten en is de batterijtechnologie aanzienlijk vooruitgegaan, dus GM heeft besloten dat het tijd is om de elektrische auto nog eens goed onder de loep te nemen. Deze keer doen ze het echter een beetje anders.
Het E-Flex aandrijfsysteem is een geheel nieuw platform van GM dat naar verwachting de basis zal vormen voor de langverwachte Chevrolet Volt sedan, die eind 2010 in de showrooms zal verschijnen. Het systeem geeft wat ingenieurs noemen een revolutionaire draai aan de elektrische auto - een die wordt aangedreven door elektrische kan honderden kilometers rijden met behulp van een verbrandingsmotor.
"[E-Flex-voertuigen hebben] geen ondersteuning van een gasmotor nodig om te werken, in tegenstelling tot een hybride, die niet zonder de motor kan werken", zei GM-woordvoerder Dave Darovitz. "Onze motor is niet rechtstreeks verbonden met de wielen en gaat alleen aan als de batterij leeg is, en fungeert als een stationaire generator aan boord om extra elektriciteit op te wekken om de batterij op te laden en de auto van stroom te voorzien." In tegenstelling tot hybride auto's zoals de Toyota Prius - die een kleine elektromotor gebruikt voor het rijden bij lage snelheden en overschakelt op een verbrandingsmotor voor acceleratie en sneller rijden - beschouwt GM auto's die op het E-Flex-platform zijn gebouwd, eerder als elektrische auto's. dan plug-in hybrides.
Na een nacht opladen (elk stopcontact is voldoende), worden de wielen van de auto uitsluitend aangedreven door elektrische stroom uit het batterijpakket. De benzinemotor wordt alleen gebruikt om de batterij op te laden als deze leeg is.
Als alles bij GM volgens plan verloopt, kunnen auto's die worden aangedreven door E-Flex tot 64 kilometer op alleen elektrische stroom rijden, zonder een druppel benzine te gebruiken. Na 64 kilometer is de oorspronkelijke batterijlading van de auto leeg en de verbrandingsmotor -- een zogenaamde range extender -- treedt naadloos in werking en bedient een generator die de batterij oplaadt en de auto op elektrische stroom houdt.
In het volgende gedeelte zullen we kijken naar het hart van het E-Flex-platform -- de batterij -- en hoeveel geld u zou besparen met een auto die erop rijdt.
Inhoud
De E-Flex-batterij is een geavanceerde lithium-ionbatterij van 400 pond (181 kilogram) die tot 16 kilowattuur elektriciteit genereert.
De vorderingen in batterijtechnologie die dit soort apparaten de afgelopen jaren mogelijk hebben gemaakt, verklaren waarom een auto op het E-Flex-platform kan doen wat hij doet. De EV-1 gebruikte bijvoorbeeld een loodzuuraccu die hetzelfde vermogen had als een E-Flex-aangedreven voertuig, maar ongeveer 998 kilogram meer woog.
De E-Flex-batterij is ook plat, in tegenstelling tot de cilindrische lithium-ionbatterijen die door de meeste auto's in zijn soort worden gebruikt. Platte cellen nemen minder ruimte in beslag dan cilindrische cellen, waardoor er meer energie kan worden opgeslagen in het accupakket van de auto. Deze cellen zijn ook gemakkelijker te koelen en te conditioneren, omdat vloeistof gemakkelijk over een plat oppervlak kan stromen.
In tegenstelling tot conventionele accu's die eenvoudig in de motorruimte van een auto worden geplaatst, is de E-Flex-accu zo groot dat deze eigenlijk in de auto zelf wordt ingebouwd. De T-vormige batterij loopt door het midden van het voertuig tussen de voor- en achterwielen, met de bovenkant van de "T" onder de passagiersstoel achter. Dit houdt de batterij veilig in het geval van een ongeluk.
Toch zorgt het unieke karakter van het platform voor uitdagingen waar GM mee te maken krijgt.
"Het hart en de ziel van [het E-Flex-platform] is de batterij, met daarop een voertuig", zegt Tony Posawatz, de Vehicle Line Director voor de Chevrolet Volt. Ingenieurs weten hoe ze voertuigen moeten ontwerpen en bouwen, zei hij. "Maar de montage van het batterijpakket, verwarming en koeling, de gebruikte materialen... dat is allemaal niet bekend."
In tegenstelling tot waterstofbrandstofcellen, is de technologie er een waar we niet op hoeven te wachten. "De infrastructuur voor elektrische voertuigen is al aanwezig", zei Posawatz. "Elektriciteit kost nu een of twee cent per mijl, tegenover 10 cent per mijl voor gas op dit moment."
De E-Flex-accu is verbonden met een elektromotor die de voorwielen van het voertuig aandrijft. Het is volkomen stil in deze modus en het enige dat een bestuurder hoort is het lawaai van de weg.
Deze motor produceert ongeveer 120 kilowatt vermogen, wat ongeveer overeenkomt met ongeveer 160 pk op een verbrandingsmotor. Omdat elektromotoren echter direct koppel leveren - u hoeft de motor niet te laten draaien om het volledige vermogen te ervaren - biedt de Chevrolet Volt aanzienlijk betere prestaties.
De Volt zal naar verwachting in minder dan 9 seconden van 0 naar 60 mph (97 kilometer per uur) gaan. Het is echter het gevoel van het lanceren van de auto dat echt indruk zal maken op prestatiegekke bestuurders. De acceleratie zal meer aanvoelen als die van een sportieve auto met een V-6-motor dan een kleine zuinige auto. De auto maakt ook gebruik van regeneratief remmen , wat betekent dat de auto kinetische energie verzamelt terwijl hij uitrolt of remt, en deze energie gebruikt om zijn batterij op te laden. De accu onderin de auto betekent ook een laag zwaartepunt.
De lithium-ionbatterijen die worden gebruikt in auto's met E-Flex-aandrijving zijn dezelfde als die voor mobiele telefoons en laptops, alleen veel groter. Om de batterij op te laden, steekt u de auto gewoon in een 110 volt stopcontact - elk standaard huishoudelijk stopcontact werkt. GM verwacht dat de meeste klanten de auto 's nachts in hun garage zullen opladen, een proces dat ongeveer zes uur in beslag neemt. Op een circuit van 220 volt hebben bestuurders drie tot vier uur nodig om de batterij op te laden.
De ingenieurs van GM proberen een auto te bouwen die iedereen kan besturen. Hoewel de vele componenten van E-Flex-voertuigen ingewikkeld klinken, wil Andrew Farah, de hoofdingenieur van de Volt, dat mensen begrijpen dat het rijden van de auto net zo eenvoudig is als het aansluiten van een apparaat. De Volt heeft een stekker aan de zijkant die in stopcontacten kan worden gestoken om op te laden.
Lees verder om meer te weten te komen over de rol die een verbrandingsmotor speelt in de Chevy Volt.
Zodra het batterijpakket zijn eerste lading verliest, is het tijd voor de range extender - GM's naam voor de verbrandingsmotor voor in het voertuig - om aan het werk te gaan. Op de Chevrolet Volt-conceptauto is het een 1,0 liter (1.000 kubieke centimeter) driecilindermotor die is ontworpen om een generator aan te drijven die de batterij opgeladen houdt. Hij werkt op een brandstoftank van 12 gallon (45 liter).
"Op een typisch elektrisch voertuig heb je een batterij en een elektromotor", zei ingenieur Andrew Farah. "Dat is alles wat je nodig hebt totdat je batterij op is... dan moet je het naar huis duwen." Met de gasmotor op het E-Flex-platform is dat geen probleem meer, zei hij.
Het doel van de benzine-aangedreven range extender is om een elektrische auto te hebben waarin bestuurders niet constant naar een meter moeten staren om te zien hoeveel sap ze nog hebben voordat ze de auto moeten omdraaien en naar huis moeten om op te laden.
Ondanks de effectiviteit van de elektromotor, moeten bestuurders onthouden dat ze hun gastanks vol moeten houden. Hoewel de auto tot 64 kilometer op batterijstroom kan rijden, moet hij daarna de gasmotor laten draaien om de generator van stroom te voorzien.
GM zegt dat de gemiddelde klant jaarlijks zo'n 1892 liter brandstof zou moeten besparen en bijna nooit naar het benzinestation hoeft te gaan of de gebruikelijke onderhoudsschema's voor de motor hoeft te onderhouden. Het bedrijf raadt aan om de auto zo vaak en zo lang mogelijk in het stopcontact te steken om de batterij geconditioneerd te houden.
Momenteel werken GM-ingenieurs eraan om de range extender zowel op benzine als op het E85-ethanol/benzinemengsel te laten werken. In Europa wordt ook geëxperimenteerd met dieselbrandstof. Ze werken ook aan een brandstofcelvariant van E-Flex [bron:Farah]. Op dat voertuig zouden de range extender en generator worden verwijderd en vervangen door waterstofbrandstofcellen. Op zo'n voertuig zei Farah:"Je zou het grootste deel van de tijd de brandstofcel gebruiken, en de batterij niet zo veel."
GM wil dat het E-Flex-platform milieuvriendelijk is in termen van emissies en brandstofverbruik. Ze zijn tot nu toe op de goede weg:auto's met E-Flex-aandrijving produceren geen enkele uitstoot gedurende de eerste 64 kilometer. Terwijl de auto op accustroom rijdt, stoot de elektromotor geen van de chemicaliën en luchtverontreinigende stoffen uit waarvoor benzineauto's zo verguisd zijn.
Zodra de verbrandingsmotor in werking treedt, schatten de ingenieurs van GM dat bestuurders met de range extender ongeveer 50 mijl per gallon (21 kilometer/liter) zullen halen. De conceptauto van de Chevy Volt prees een totale actieradius van meer dan 966 kilometer, maar de productieversie heeft een actieradius van ongeveer 579 kilometer vanwege een kleinere gastank. De ingenieurs van GM besloten eenvoudigweg dat de extra tankruimte en het extra gewicht niet nodig waren.
GM-functionarissen houden vol dat de verandering zinvol is. "Aangezien mensen bijna nooit meer dan 400 mijl rijden zonder te stoppen, waarom zou je dan al die extra brandstof meenemen die je misschien nooit gebruikt?" vroeg Darovitz. De meeste mensen gebruiken misschien nooit benzine, aangezien GM schat dat meer dan 75 procent van de Amerikaanse forenzen minder dan 64 kilometer per dag rijdt [bron:Chevrolet].
Als alles volgens plan verloopt met de E-Flex-voertuigen, zullen die chauffeurs nooit een druppel benzine gebruiken of schadelijke emissies produceren tijdens hun dagelijkse woon-werkverkeer - hoewel de kleinere gastank ironisch genoeg het brandstofverbruik van de voertuigen kan verhogen. Maar voor het geval deze chauffeurs besluiten hun nieuwe aandrijflijnen te testen en de openbare weg op te gaan, halen de auto's nog steeds ongeveer 50 mijl per gallon (21 kilometer/liter).
Dus, wanneer kun je de Chevy Volt kopen en voor hoeveel? Wat kunnen chauffeurs nog meer vinden op het E-Flex-platform? Ontdek het op de volgende pagina.
De Chevrolet Volt, die op de North American International Auto Show 2007 (NAIAS) werd onthuld, is het eerste voertuig op het E-Flex-platform. In tegenstelling tot de tweedeurs EV-1 met twee zitplaatsen, is de Volt een compacte vierdeurs sedan met vier zitplaatsen. Het interieur moet comfortabel plaats bieden aan een 6-voet 2-inch man op de voor- en achterbank. Het ontbreken van een middelste zitplaats achterin zorgt voor ruimte voor de accu van de auto in het midden van de auto en houdt het dak laag voor een betere aerodynamica. Om het brandstofverbruik te krijgen dat GM wil, zal de Volt extreem aerodynamisch zijn.
Het zal wat werk vergen:velen hebben het release-tijdschema van de Volt extreem ambitieus genoemd. GM wil de auto's eind 2010 op de weg hebben en dat betekent uitgebreid testen van de accu en ontwikkeling van de auto zelf.
De batterij moet koel blijven. Het moet veilig zijn. Hij moet hobbelige wegen aan en moet ook massaal worden geproduceerd. Ingenieurs moeten ook de auto zelf hebben - alles wat de batterij in wezen doet - klaar voor gebruik op de releasedatum.
Het bedrijf had $ 30.000 als redelijke prijs voor de Volt als doel gehad, maar de afgelopen maanden hebben GM-functionarissen over dat aantal gediscussieerd en verslaggevers verteld dat de prijs van de Volt gekoppeld zou zijn aan de prijs van benzine bij de lancering van de auto [bron:Blanco].
"De prijs van de Chevrolet Volt is nog niet vastgesteld", zei Darovitz. "We zullen veel factoren evalueren, waaronder belastingverminderingen van de overheid, voordelen en waarde voor de klant, andere subsidies, elektriciteitskosten versus benzinebesparingen en initiële volumes voordat we de prijs definitief maken."
Een paar maanden na de onthulling van de Volt, introduceerde GM zijn neef, de Opel Flextreme. Een E-Flex voertuig gericht op de Europese markt, het is een stijlvolle vijfdeurs hatchback met hetzelfde hart als de Volt. De enige uitzondering is de range extender van de Flextreme, een turbodieselmotor van 1,3 liter (1300 kubieke centimeter) in plaats van de interne verbrandingsmotor van de Volt. Dit maakt de Flextreme beter geschikt voor Europese landen zoals Duitsland, de thuismarkt van Opel, waar diesel de meeste voertuigen aandrijft.
In januari 2008 kwam de Cadillac Provoq SUV op het autoshowcircuit. Het maakt gebruik van een E-Flex-systeem in combinatie met waterstofbrandstofcellen om een voertuig te leveren dat 280 mijl (451 kilometer) kan rijden op waterstof en 20 mijl (32 kilometer) op elektrische batterij-energie - en dat alles zonder uitstoot behalve waterdamp.
Terwijl de Volt, Flextreme en Provoq zich allemaal nog in de conceptfase bevinden, zei Farah dat de E-Flex-componenten zijn ontworpen voor gebruik in een breed scala aan voertuigen. "We zouden in staat moeten zijn om de beschikbaarheid van dit soort technologie te verbreden, om het in allerlei verschillende auto's te stoppen die mensen willen", zei hij.
Bronnen
