Υβριδικός Wankel της Mazda (2020) με «super πυκνωτή»

Η Mazda έχει υποβάλει ένα δίπλωμα ευρεσιτεχνίας στην Ιαπωνία, με βάση του οποίου, ο κινητήρας Wankel θα μπορούσε να επιστρέψει. Συγκεκριμένα, πρόκειται για ένα υβριδικό concept, με το οποίο οι Ιάπωνες συνδυάζουν δύο μονάδες αποθήκευσης ισχύος, τρεις ηλεκτροκινητήρες και έναν κινητήρα εσωτερικής καύσης, για να σχηματίσουν ένα σύστημα κίνησης. Η AUTO BILD εξηγεί πώς λειτουργεί αυτό το concept της Mazda!
 

Η Mazda σκέπτεται να εφαρμόσει μια μάλλον ασυνήθιστη καινοτομία, με ένα νέο concept κινητήρα. Αφενός, ο κινητήρας εσωτερικής καύσης λειτουργεί στον πίσω άξονα μέσω ενός καρδανικού συνδέσμου και υποστηρίζεται από ένα μικρό ηλεκτροκινητήρα (48 Volt), ενώ αφετέρου, στον μπροστινό άξονα λειτουργεί ένας ηλεκτροκινητήρας ανά τροχό. Αυτοί οι δύο e-κινητήρες τροφοδοτούνται από έναν πυκνωτή, υψηλής χωρητικότητας.

Ο πυκνωτής ως πάροχος ισχύος

Πρόκειται για μια πολύ ειδική προσέγγιση, καθώς ένας πυκνωτής μπορεί να αποθηκεύσει πολλή ενέργεια, την οποία, όμως, μπορεί να απελευθερώσει για ένα μόνο σχετικά μικρό χρονικό διάστημα, η ενεργειακή πυκνότητα είναι χαμηλότερη από αυτήν των μπαταριών, αλλά η πυκνότητα ισχύος είναι σημαντικά υψηλότερη. Αν το σύστημα είναι απενεργοποιημένο, ο πυκνωτής αποφορτίζεται επίσης. Οι συγκεκριμένοι πυκνωτές, έτσι όπως η Mazda θέλει να τους χρησιμοποιήσει, ονομάζονται «super πυκνωτές».

Μια μικρή μπαταρία πάντως, διατηρείται

Στα ηλεκτροκίνητα οχήματα, οι πυκνωτές χρησιμοποιούνται κυρίως για την αντιστάθμιση των κορυφαίων τιμών ηλεκτρικής ενέργειας ή για τη βραχυπρόθεσμη αποθήκευση πλεονασμάτων για μεταγενέστερη χρήση. Ωστόσο, η προβλεπόμενη χρήση για την οδήγηση ενός υβριδικού οχήματος είναι σαφώς ασυνήθιστη. Γι αυτό, η Mazda δε βασίζεται μόνο στην προσωρινή αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας. Μια συνηθισμένη, αλλά εξαιρετικά μικρή μπαταρία 3,5 kWh τροφοδοτεί με ενέργεια τον ηλεκτρικό κινητήρα στον πίσω άξονα. Μπορεί επίσης να τροφοδοτεί τον μπροστινό άξονα με ηλεκτρική ισχύ αν η ενέργεια που αποθηκεύεται στον πυκνωτή δεν επαρκεί. Σύμφωνα με το δίπλωμα ευρεσιτεχνίας, κυρίως ο κινητήρας εσωτερικής καύσης και ο κινητήρας των 48 Volt θα παρέχουν κίνηση στο όχημα. Οι κινητήρες των δύο τροχών θα ενεργοποιούνται μόνο όταν απαιτείται αυξημένη ισχύς στις υψηλές ταχύτητες.

Το σύστημα λέγεται πως εξοικονομεί πολύ βάρος

Προς τι, όμως, όλα αυτά; Η Mazda θέλει με το σύστημα, κυρίως, να εξοικονομήσει βάρος. Χάρη στις σχετικά μικρές αποστάσεις μεταξύ του πυκνωτή και των ηλεκτροκινητήρων στον μπροστινό άξονα, απαιτούνται μικρότερα καλώδια σε σχέση με το συνηθισμένο. Επιπλέον, ο πυκνωτής είναι κατά πολύ ελαφρύτερος σε σχέση με μια αντίστοιχα μεγάλη μπαταρία.

Συνολικά, αυτό κάνει μεγάλη διαφορά, επειδή τα καλώδια υψηλής τάσης, πρέπει επίσης να έχουν μια ορισμένη αντοχή, δηλαδή χρειάζονται μια αντίστοιχη διατομή. Τα παχύτερα καλώδια σημαίνουν περισσότερο χαλκό και συνεπώς σημαντικά περισσότερο βάρος. Απομένει να δούμε πόσο αποτελεσματικός είναι αυτός ο τύπος υβριδικής μονάδας κινητήρα. Αν η Mazda σκοπεύει πραγματικά να επαναφέρει τον κινητήρα Wankel, θα πρέπει, κάπως να το (απο)δείξει. Σύμφωνα με την πατέντα, ο περιστροφικός κινητήρας είναι κατάλληλος ως μέρος καύσης χάρη στο ασυνήθιστο concept, λόγω του μικρού μεγέθους του. Εναλλακτικά, η ίδια πατέντα περιγράφεται και σε κινητήρες με διάταξη V (δηλαδή με διάταξη κυλίνδρων σε σχήμα V).

Οι πυκνωτές βρίσκονται υπό έρευνα εδώ και πολύ καιρό

Το γεγονός ότι η Mazda πειραματίζεται με πυκνωτές δεν είναι κάτι καινούργιο. Ήδη από το 2012, οι Ιάπωνες χρησιμοποίησαν στο Mazda2 τέτοιες συσκευές βραχυπρόθεσμης αποθήκευσης ενέργειας για την ανάκτηση ενέργειας από το σύστημα πέδησης. Ανάλογα concept υπάρχουν επίσης και σε λεωφορεία από άλλους κατασκευαστές, που παρέχουν ήδη τις υπηρεσίες τους στη συγκοινωνία. Και βέβαια, με το MX-30, η Mazda έχει ήδη δείξει πώς μπορεί να μοιάζει ένα ηλεκτροκίνητο ιαπωνικό μοντέλο με κινητήρα Wankel ως range extender. Ο περιστροφικός κινητήρας, μπορεί λοιπόν να επανέλθει στην παραγωγή και ως τμήμα ενός υβριδικού συστήματος κίνησης.