Porto Salvo – A Nissan acaba de anunciar ter alcançado uma eficiência térmica de 50% no desenvolvimento da nova geração do seu sistema híbrido e-POWER, o que constitui um marco histórico na eficiência térmica de grupos motopropulsores integrados.
A tecnologia e-POWER da Nissan utiliza um motor a gasolina que funciona exclusivamente como gerador para fornecer energia elétrica a uma bateria que, por sua vez, alimenta o motor elétrico de tração.
Esta nova abordagem da Nissan ao desenvolvimento de motores, elevou a fasquia da atual média da indústria automóvel a nível mundial que é de 40% de eficiência térmica, para novos valores de referência de 50% de eficiência térmica, possibilitando assim uma ainda maior redução das emissões de CO2 do automóvel.
«Com o objetivo de alcançar a neutralidade carbónica no ciclo de vida dos seus produtos até 2050, a Nissan pretende eletrificar até aos inícios da década de 2030 todos os novos modelos lançados nos principais mercados globais», afirma Toshihiro Hirai, Vice-presidente Sénior da Divisão de Engenharia de Automóveis Elétricos e Grupos Motopropulsores na Nissan Motor Co. Ltd. «A estratégia de eletrificação da Nissan promove o desenvolvimento de grupos motopropulsores elétricos e de baterias de alto desempenho para automóveis elétricos, com a tecnologia e-POWER a representar um importante pilar estratégico neste caminho».
Uma abordagem dedicada à eficiência melhorada
Os automóveis com motores de combustão interna (ICE) convencionais exigem potência e desempenho do motor numa ampla gama de regimes de rotação (RPM) e de cargas. Este requisito fundamental significa que os motores convencionais não funcionam sempre no seu regime ideal de eficiência.
Ao utilizar um motor térmico integrado como gerador elétrico dedicado para o grupo motopropulsor elétrico do sistema, a tecnologia Nissan e-POWER permite que o funcionamento do motor térmico esteja limitado à sua gama de rotações mais eficiente, permitindo a otimização da geração elétrica do motor.
Com esta abordagem dedicada, bem como com a evolução das técnicas de gestão de energia e tecnologia de baterias, a Nissan conseguiu melhorar a eficiência térmica além dos níveis médios atuais. Agora, com o desenvolvimento da próxima geração do sistema e-POWER, a Nissan continua esse caminho rumo à eficiência com a conceção e desenvolvimento de um motor exclusivamente pensado para o seu sistema e-POWER.
O protótipo STARC
Para alcançar uma eficiência térmica de 50%, a Nissan desenvolveu um protótipo denominado "STARC" com base nas iniciais de "strong, tumble and appropriately stretched robust ignition channel", que pode ser livremente traduzido como "câmara de ignição robusta e especificamente desenhada e alargada".
O protótipo permite a melhoria da eficiência térmica ao acelerar, durante a ignição, o fluxo de admissão da mistura de ar-combustível, queimando de forma mais completa uma mistura de ar-combustível mais diluída e a uma taxa de compressão mais elevada.
Num motor convencional existem restrições no controlo do nível de diluição da mistura ar-combustível, para que o motor posso responder às cargas de condução em constante variação (aceleração, desaceleração, variações de declive da estrada), o que obriga a diversos compromissos entre os vários parâmetros de funcionamento, tais como o fluxo da mistura no cilindro, o tempo da ignição e a taxa de compressão, compromissos esses que sacrificam a eficiência para responder às necessidades de potência em cada momento.
No entanto, um motor dedicado a funcionar numa gama de velocidades e cargas ideais, como é o caso para a geração elétrica, permite uma melhoria drástica da eficiência térmica e, logo, uma redução equivalente em consumos e emissões.
Nos testes de desenvolvimento internos com um motor multi cilindros para a nova geração e-Power, a Nissan alcançou uma eficiência térmica de 43% ao utilizar o método de diluição EGR1 e de 46% aplicando a combustão pobre2. Combinadas com tecnologias de recuperação de calor residual, a Nissan alcançou um nível de 50% de eficiência térmica no funcionamento do motor a uma carga e rotação constantes, estabelecendo um novo padrão global.
O Nissan e-POWER
A tecnologia e-POWER foi lançada no Japão em 2016, no Nissan Note. Na sua essência, é a mesma tecnologia de tração por motor 100% elétrico que a Nissan utiliza no LEAF e na e-NV200 e que permite eficiência e entusiasmo na condução derivados de binário e potência instantâneos. O e-Power soma-lhe um motor a gasolina como um gerador de potência, para carregar a bateria, permitindo usufruir das vantagens de uma condução puramente elétrica, sem os constrangimentos na autonomia e nos tempos de carregamento.
Ao contrário do sistema híbrido convencional, o Nissan e-POWER permite a utilização exclusiva do motor térmico integrado para a geração elétrica, ao separar completamente o motor de combustão do sistema de tração às rodas.
No final de dezembro de 2020, a Nissan lançou a nova geração do Note no mercado japonês, exclusivamente com a motorização e-POWER e que já soma mais de 20.000 encomendas. Como modelo mais vendido da empresa no Japão, o Note desempenha um papel fundamental no plano global de transformação de negócio da companhia, o plano Nissan NEXT.
Notas:
1) Tecnologia que efetua a recirculação de uma parte dos gases de escape, misturando-os com o ar da admissão.
2) Combustão com uma proporção de mistura de ar-combustível com mais ar do que a proporção de ar-combustível teórica (na qual a reação entre o combustível e o oxigénio se dá nas proporções perfeitas, isto é, em que é utilizada exatamente a quantidade de ar necessária para que o combustível seja completamente queimado). É assumida uma combustão pobre com uma proporção de ar em excesso de λ = 2.
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