• Kedvezményezettek neve:

• PowerQuattro Egyesült Teljesítményelektronikai Zártkörűen Működő Részvénytársaság
• Ferr-Váz Korlátolt Felelősségű Társaság
• KyneticEnergy Korlátolt Felelősségű Társaság

• Projekt címe: Villamos hajtásrendszer kifejlesztése új típusú CVSR hajtómű segítségével, elsősorban elektromos hajtású nehézgépjárművek számára
• Projekt megvalósulási helye: PowerQuattro Zrt. budapesti telephelye
• Vissza nem térítendő támogatás összege: 585 742 300 Ft
• A projekt rövid bemutatása:

Napjainkban egyre inkább terjednek a zöld megoldások a járműiparban, azonban az ipari szegmensbe, a nehézgépjárművek területére nehezen tudnak betörni, pedig mint ökológiailag, mind pedig költségben ezen a területen lehetne realizálni a legnagyobb hasznot.

A nehézgépjárművek esetében az elektromos meghajtás azért terjed nehezen, mert induláskor nagy nyomatékra van szükség (kis fordulatszám mellett) és ez mechanikai áttétel nélkül kivitelezhetetlenül nagy motort eredményez. Ezt a problémát hagyományos vagy fix mechanikai áttétel beépítésével orvosolják, amelynek következménye, hogy a villamos hajtás nem tud a számára optimális körülmények között üzemelni. Emiatt a rendszer hatásfoka kedvezőtlen, így adott tömegű akkumulátor mellett kisebb hatótávolság érhető el. Nagyobb hatótávolság eléréséhez, nagyobb akkumulátor telepre van szükség, ami növeli a költségeket és csökkenti a hasznos terhelhetőséget, tehát a nehézgépjármű fajlagos üzemeltetése drágább. Ugyanis a villamos hajtásrendszer adott teljesítményéhez, adott fordulatszám tartozik az optimális munkapontban. Amennyiben e munkaponton kívül üzemel, a hatásfoka csökken. Ezért arra kell törekedni, hogy a villamos hajtás mindig az optimális munkapontban üzemeljen. Ez másképp azt jelenti, hogy az optimális motorfordulatszám és az aktuális kerékfordulatszám közötti különbségnek megfelelő áttételre van szükség mindig. Erre jelenleg több közelítő megoldás létezik:

Fix áttételű hajtóművel megvalósított villamos hajtás. A mechanikai hajtómű kialakítása egyszerű, azonban a fentiek értelmében, ez csak egy konkrét sebesség mellett ad optimális működést. Amellett, hogy kedvezőtlen ez a körülmény a motor számára, még a jármű többi paraméterét is hátrányosan érinti, mint a gyorsulás és a fogyasztás.

Több fokozatú sebességváltóval megvalósított villamos hajtás. Ez a megoldás több munkapontban is közelíti a motor jelleggörbéjét, azonban összetettebb. Továbbá a sebességváltáshoz tengelykapcsoló is szükséges, amely egyrészről további kopóalkatrészt igényel, ami növeli a meghibásodás valószínűségét (a hagyományos belsőégésű motorok esetében egyre összetettebbek a sebességváltók) és az előállítási költségét. Másrészről pedig csökkenti a tengelykapcsoló a rendszer hatásfokát.

A fejlesztésünk tárgya egy olyan hajtásrendszer, amelynél a villamos hajtás mindig az optimális közeli munkapontban üzemel. A megoldást a változtatható áttételű hajtómű (CVSR – Continously Variable Speed Reducer) alkalmazásával kívánjuk megvalósítani.

A kifejlesztésre kerülő CVSR hajtómű lényege, hogy a sebességváltás mindig szinkronizálva nyomatékmentes állapotban egy segédmotor segítségével végezzük. Így a fő hajtómotor optimális hatásfokot biztosító sebességtartományban üzemelhet és a hajtásrendszer nyomatéka a körülmények által megkívánt értékhez igazítható. A hajtóműben alkalmazott alkatrészek relatív kis száma és a robosztus felépítés garantálja a megbízhatóságot és a hosszú élettartamot. A CVSR által lényegesen kisebb tömegben és méretben oldható meg nagy áttétel is.

A projekt során olyan új elektromos hajtóműrendszer kifejlesztése a célunk, amely felgyorsítja a nehézgépjárművek, környezetre ártalmas dízel motorjainak teljes leváltását. A hajtóműrendszer tervezésénél fő szempont a magas erőátviteli hatásfok, a minimális tömeg és kompakt beépítési méret elérése. Ezek mindegyike az egy akkumulátor töltéssel elérhető maximális üzemidő növelését, ezzel párhuzamosan a gyártási, illetve szerelési költségek jelentős csökkenését szolgálja. Egy nehézgépjármű motorja és hajtóműve a jármű teljes árának 25-35%-át teszi ki, ezért az itt elért tömeg- és költségcsökkenés soros hibrid üzem alkalmazását is lehetővé teszi, ahol a meghajtás tisztán elektromos és mellette egy relatíve kis teljesítményű, alacsony fogyasztású, állandó optimális fordulatú robbanómotor – szükség esetén - biztosítja az akkumulátoros energiaellátó rendszer töltését a villamos hálózatról való le-, és felcsatlakozások között.

Hajtásrendszerünk elsősorban a nehézgépjármű-park fenntartók érdeklődésére tarthat számot, illetve komoly érdeklődésre számítunk a piacvezető nagy gyártóktól is (Proterra USA, GreenPower Motor Co.USA a kínai BYD, Mercedes, Solaris, John Deere, AGCO) amelyek ezen technológia alkalmazásával csökkenthetik bekerülési költségeiket, s tovább növelhetik járműveik piacképességét. Jelenleg mintegy 50 gyártó kínál elektromos üzemű nehézgépjárműveket, nagyrészt klasszikus hajtóműveket alkalmazva járműveikben, vagy a kényes kerékagyhajtást, mely szintén nem új keletű dolog, Ferdinánd Porsche 1898-ban így építette meg a világ első fronthajtású hibrid autóját. A legtöbb komoly elektromos hajtásláncot fejlesztő cég ma a bolygóművek síkjától nem képes elmozdulni. Az általunk fejlesztett hajtómű tulajdonságai egyszerű bolygóművekkel nem érhető el. Ez ad óriási piaci előnyt a jelenlegi konkurenciával szemben. Fejlesztésünkkel iránymutató elektromos gépjárművek kerülhetnek forgalomba, régi köntösükben, s nem csak a városi személyszállítás és a mezőgazdaság, hanem az iparban használatos munkagépek területén egyaránt. A városi közlekedés talán a legérintettebb az elektromos átállási igényben, a 12 millió lakosú kínai Sencsen városa lett az első, ahol a tömegközlekedés 100%-os elektromos átállása már megtörtént. A folyamatosan szigorodó zéró emissziós elvárások, a rendkívül egészségkárosító diesel üzemet a többi nagyvárosból is ki fogják szorítani [http://www.origo.hu/gazdasag/20180202 -megharomszorozodik-e-busz-].

A mezőgazdasági szegmens is  alkalmazza a technológiát [https://www.agrarunio.hu/index.php/gepesites/egyeb/510-eronyerok-elterjedoben-vannak-a-hibrid-elektromos-hajtasok?jjj=1519133559192]. A dízel-elektromos hibrid rendszerek nagyszerűsége az egyszerűségükben rejlik. A Caterpillar 2009-ben bemutatott CAT D7E elektromos kerékagyhajtású földmunkagépének üzemanyag-fogyasztása a korábbi konstrukcióhoz képest 30%-kal csökkent, a teljesítőképesség 10%-kal növekedett, és 60%-kal kevesebb mozgó alkatrész van benne.

Összegezve tehát nagy szakmai és vásárlói figyelmet kaphat az a fejlesztés, ami az elektromos járműigények gazdaságos kiszolgálása terén kínál jövőbe mutató megoldást.

• Tervezett befejezési dátuma: 2021.06.30.
• A projekt azonosító száma: 2018-1.1.2-KFI-2018-000099