Với quan niệm coi động cơ diesel là tác nhân xấu trong cuộc hạn chế khí thải giao thông vận tải trên toàn thế giới, lĩnh vực xe thương mại đang chạy đua để xác định và phát triển các công nghệ động cơ đẩy nhằm đồng thời giảm “hồ sơ” phát thải và giúp các OEM và nhà sản xuất động cơ đạt được lượng carbon mới và đầy tham vọng. -mục tiêu giảm thiểu Hầu hết các doanh nghiệp trong ngành đều muốn động cơ đẩy bằng pin-điện là giải pháp tối ưu, nhưng hiện tại, nhiều chu kỳ hoạt động của xe thương mại và cơ sở hạ tầng sạc không ổn định có nghĩa là động cơ đẩy bằng pin-điện cho nhiều loại phương tiện hạng trung và hạng nặng không phải là giải pháp phù hợp. giải pháp khả thi.
Hầu hết các thành viên tham gia hội thảo phát biểu trong phiên thảo luận “Công nghệ hạng nặng và trung bình” tại Hội nghị Chính phủ/Công nghiệp năm 2024 của SAE International ở Washington, DC đều kết luận: Các loại nhiên liệu carbon thấp mới - và đặc biệt là hydro - là câu trả lời cho đến khi pin và cơ sở hạ tầng sạc trở nên tốt hơn. vào tháng 1 năm 2024. Nhưng ngay cả nhiên liệu lỏng “sạch” và hydro cũng phải đối mặt với đường cong áp dụng dốc, lý do chính là do mạng lưới cung cấp và tiếp nhiên liệu còn non trẻ của chúng.
John Pendray, cố vấn kỹ thuật cấp cao về phát triển công nghệ của Cummins cho biết, các OEM và nhà cung cấp của ngành cần công nghệ động cơ đẩy có thể “cho phép khách hàng thành công bất kể tình trạng cơ sở hạ tầng như thế nào”. Ông cho biết lĩnh vực CV không muốn đợi một thập kỷ để pin EV trưởng thành - “bất kỳ loại nhiên liệu nào có hàm lượng carbon thấp mà bất kỳ ai cũng có thể sử dụng” đều là một lựa chọn khả thi, ông tuyên bố.
Nhiều diễn giả cho biết nhiên liệu carbon thấp và hydro cho phép sử dụng các động cơ đốt trong hiện có có khả năng đáp ứng chu kỳ làm việc của xe tải hạng trung và hạng nặng - và lý tưởng nhất là có thể là những sản phẩm thay thế “có sẵn” cho dầu diesel và xăng. , có nghĩa là nhiên liệu mới có thể sử dụng cơ sở hạ tầng tiếp nhiên liệu phổ biến hiện có. Trong khi đó, hydro có thể cung cấp nhiên liệu cho động cơ IC đã được sửa đổi hoặc xe tải điện chạy bằng pin nhiên liệu.
Mohammad Fatouraie, giám đốc kỹ thuật hệ thống thuộc bộ phận Giải pháp hệ thống truyền động của Bosch khẳng định: “Hydro là không thể tránh khỏi. “Hydro sắp xảy ra. Nhưng để nó trở nên cạnh tranh thì sẽ phải mất một thời gian.” Ông nói, một vấn đề hiện tại đối với hydro là “có sẵn nó ở một nơi cần thiết cho các đội tàu”.
Fatouraie nói
thêm: “Chúng tôi cần suy nghĩ khác một chút về mô hình mà chúng tôi thiết kế từ đó”. Ông cho biết Bosch đã phát triển một nghiên cứu điển hình về quản lý năng lượng trên xe dựa trên cơ sở đầy đủ
xe bán tải hạng trung có tải. Mục tiêu là có cùng phạm vi và hiệu suất cho biến thể không phát thải khi so sánh với biến thể có hệ truyền động ICE thông thường.
Ông nói, bài tập này nhằm thúc đẩy một quy trình áp dụng cách tiếp cận kỹ thuật tổng thể thay vì tập trung vào việc tối ưu hóa các hệ thống riêng lẻ. Nghiên cứu này kết hợp hệ thống truyền động, quản lý nhiệt và “mạng điện” – một liên kết đến ADAS (hệ thống hỗ trợ người lái tiên tiến) và hệ thống thông tin giải trí – và tại điểm giao nhau của chúng là Quản lý Năng lượng Phương tiện, hay VEM.
Fatouraie cho biết cách tiếp cận này giúp hiểu rõ hơn về các nhiệm vụ thực tế liên quan đến việc đạt được một phương tiện không phát thải không thỏa hiệp. Ví dụ, đối với biến thể FCEV, ông nói rằng khả năng tản nhiệt ở mức tải cao “là yếu tố quyết định chính”.
Agarshna Murari Muthukannapiran, giám đốc của FEV Consulting, cho biết công ty của ông cũng đã phát triển một công cụ mô hình hóa hệ thống truyền động giúp khách hàng nhanh chóng xác định hệ thống truyền động “phù hợp nhất” dựa trên nhiều tiêu chí khác nhau. Công cụ lựa chọn hệ thống truyền động sử dụng thông tin đầu vào về chu kỳ làm việc, tải trọng và các biến số khác – bao gồm tổng chi phí sở hữu mục tiêu – để đề xuất hệ thống truyền động tốt nhất dựa trên hoạt động ở sáu khu vực và bảy tùy chọn hệ thống truyền động.
Công cụ FEV đã xác định rằng đối với phương pháp sử dụng pin-điện, khoảng 80% CV loại 4 đến loại 8 yêu cầu khoảng 2 kWh mỗi dặm từ một bộ pin và kích thước gói đó sẽ dao động từ công suất 60 kWh đến 1 MWh. Ông cho biết, để đạt được mức ngang bằng với các hệ truyền động thông thường, động cơ IC chạy bằng khí nén tự nhiên (CNG) hoặc CNG hybrid mang lại phương pháp tiếp cận “nhanh nhất”.
Muthukannapiran cho biết BEV hiện có thể tạo ra hiệu quả kinh doanh mạnh mẽ trong một số ứng dụng, đặc biệt nếu cơ sở hạ tầng cung cấp nhiên liệu hydro bị chậm trễ. Ông nói rằng mô hình của công ty đã xác định rằng BEV là giải pháp tổng chi phí tốt hơn nếu giá hydro là 10 USD/kg trở lên. Ông nói thêm rằng BEV dường như không phải là một lựa chọn hiệu quả cho các phương tiện có tải trọng cao như máy trộn xi măng.
Hầu hết các diễn giả tại hội nghị SAE khẳng định ICE vẫn tiếp tục hoạt động
Đối với hầu hết các loại và hạng xe thương mại, quá trình đốt trong sẽ tiếp tục trong một giai đoạn chuyển tiếp dài. Và cũng giống như trong lĩnh vực xe chở khách, quá trình hydrat hóa là phần trọng tâm của cuộc thảo luận.
“Một trong những điều thú vị về xe hybrid là ICE có thể làm những gì nó làm tốt nhất,” Pendray của Cummins cho biết. Ông nói rằng động cơ IC vẫn “sẽ xuất hiện vào khoảng năm 2050”, nhưng chúng sẽ không có vai trò như ngày nay.
Fatouraie của Bosch cho biết việc kết hợp các thuộc tính IC và BEV trong một bố cục mở rộng phạm vi– chẳng hạn như bố cục mà Stellantis đang chuẩn bị triển khai cho xe bán tải Ram hạng nhẹ – có thể là một giải pháp tốt khi quá trình chuyển đổi động cơ đẩy phát triển. Ông nói, việc thiết lập bộ mở rộng phạm vi có thể giảm bớt áp lực cho “nhu cầu bất biến về cơ sở hạ tầng sạc”.
Trong một chiến lược khác nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình chuyển đổi từ ICE sang xe điện, David Mountford, giám đốc sản phẩm của Dometic, đã trình bày chi tiết ngắn gọn về công việc của công ty mình về bộ sưởi phụ trợ đầu ra/chu trình điều biến, có chu kỳ thay đổi cho xe điện và các phương tiện điện khí hóa khác. Ông cho biết, một ứng dụng phổ biến là dành cho xe buýt vận chuyển điện khí hóa, trong đó máy sưởi phụ là giải pháp hiệu quả hơn để cung cấp nhiệt cho cabin hơn là sử dụng năng lượng có giá trị từ bộ pin trên xe.
[Mountford cho biết việc hút nhiệt điều hòa cabin điện từ pin của xe có tác động bất lợi quá mức đến phạm vi lái xe. Ông giải thích, mỗi kilowatt nhiệt tỏa ra tương đương với việc giảm phạm vi lái xe khoảng 1 km (0,6 dặm).
Mountford cho biết: “Hãy đạt được lợi nhuận ròng ngay bây giờ từ các lựa chọn như sử dụng nhiên liệu có hàm lượng carbon thấp và các chiến lược đẩy “hỗn hợp” khác thay vì chỉ tập trung vào xe điện. Ông cho biết việc khuyến khích nhiều loại công nghệ có thể tạo ra mức giảm lượng carbon đáng kể hiện nay là điều tốt hơn là “chờ đợi sự hoàn hảo”.
