Nyní je zcela zřejmé, že dekarbonizace dálkové přepravy v Kanadě nebude levná ani snadná. Hmotnost baterie, omezený dojezd a mimořádné náklady na soukromě vlastněnou nabíjecí infrastrukturu pravděpodobně udrží přijetí velkých bateriových elektrických vozidel (BEV) na tempu minimálně do konce tohoto desetiletí.
Vodíkové palivové články a spalovací motory také vypadají slibně, ale jsou pravděpodobně dále od komercializace než BEV – a očekává se, že budou stát až o 30 % více než tato vozidla.
Existuje nějaký střední krok, který nyní můžeme udělat, někde mezi dieselovým a plně elektrickým pohonem, který splňuje potřeby průmyslu a zároveň kontroluje všechny ekologické rámečky? Může to být Hyliionův Hypertruck ERX.
ERX je plně elektrické, bateriově poháněné hnací ústrojí nabíjené generátorem zemního plynu, někdy nazývaným prodlužovač dojezdu. Představuje významný krok směrem k dekarbonizaci pomocí zdroje energie, který je již čistší a levnější než nafta. Toto řešení v podstatě nabízí neomezený dosah a nevyžaduje žádné počáteční náklady na infrastrukturu.
Nákladní vůz, který jsem řídil letos v listopadu v Austinu v Texasu, byl předprodukční verzí, ale bylo mi řečeno, že je lepší než připravený na výrobu z 90 %. Společnost nyní provádí řízené zkušební flotily a po vyhodnocení zpětné vazby flotily očekává zahájení výroby koncem roku 2023 nebo začátkem roku 2024. V tuto chvíli nejsou do těchto zkoušek zapojeny žádné kanadské flotily.
Co je ERX Hypertruck?
Pohonná jednotka ERX je jednoduchý koncept, ale provedení je docela složité. Vozík má tandemové hnací nápravy, každou poháněnou nezávisle řízeným elektromotorem s dvoustupňovou převodovkou. Sestava motoru/převodovky je namontována na přední straně skříně diferenciálu, kde bychom obvykle nalezli hnací hřídel.
Motory jsou poháněny dvojicí sedlových baterií nabíjených motorem na zemní plyn Cummins ISX12N bez přímé vazby na hnací nápravy. Na zadní straně motoru je elektrický generátor namontovaný tam, kde obvykle jde převodovka. A motor je poháněn čtyřmi zásobníky na stlačený zemní plyn s objemem ekvivalentním diesel-galonům 175 amerických galonů (662 litrů).
Tato zásoba paliva poskytuje nákladnímu vozu dojezd asi 1 000 mil (1 600 km). Běží pouze na baterie, s vypnutým generátorem má dojezd asi 75 mil. To je dost na provoz v oblastech se snížením hluku nebo v noci v oblastech, kde jsou dieselové motory odsuzovány.
Systém dobíjení je optimalizován tak, aby motor během nabíjení po většinu času udržel v chodu s nejnižší spotřebou paliva. Na rozdíl od dieselu s přímým pohonem tento motor nepodléhá vysokým přechodovým cyklům spojeným s řazením nahoru, dolů a udržováním rychlosti na silnici. Jede většinou celkem ustálenou rychlostí, kdy opotřebení a spotřeba paliva je minimální.
Pro udržení optimálního nabití baterie se provádí spousta výpočtů. Vzhledem k tomu, že nákladní automobil využívá také rekuperační brzdění, motorem poháněný generátor se zastaví a nechá energii dobít baterie. Disponuje prediktivním systémem dobíjení, kde pomocí mapování terénu nákladní automobil předem ví, kde lze najít možnosti nabíjení. Nechá tedy nabití baterie klesnout ještě níže než obvykle, aby se zachytilo co nejvíce volné energie.
Naopak, pokud řidič plánuje provoz v režimu pouze na baterie, lze systém předem nastavit tak, aby maximalizoval nabíjení s předstihem pro optimalizovaný dojezd.
Jak funguje ERX Hypertruck
Zakladatel a generální ředitel společnosti Hyliion, Thomas Healy, mě provedl obchůzkou kamionu a doprovázel mě na jízdu, což mi poskytlo spoustu příležitostí klást otázky. Na většinu z nich odpověděl, ale v několika bodech byl maminkou. Upřímně řečeno, je to stále ve vývoji, takže některé specifikace se mohou před zahájením výroby změnit.
Když se ho zeptali na hmotnost, řekl, že je lehčí než plné BEV, ale těžší než diesel.
Pohonný systém ERX obsahuje integrované hnací nápravy Meritor Blue Horizon 14Xe jako standardní pohonný a regenerační hardware.
Má čtyři nádrže na stlačený plyn (175 DGE) namontované za pražcem, které by podle Healyho mohly být v případě potřeby zmenšeny na tři nebo dvě (65 DGE), aby se ušetřila hmotnost.
Cummins ISX12N je sériový motor s několika úpravami. Má standardní bezúdržbový třícestný systém následné úpravy katalyzátoru a již splňuje normu California Air Resources Board (CARB) a Agentury pro ochranu životního prostředí (EPA) 2027 pro nízké emise NOx 0,02 g/bhp-h, což je 90 % nižší než současná severoamerická norma EPA pro naftu.
Pohony příslušenství, jako je čerpadlo posilovače řízení, vzduchový kompresor a chladicí ventilátory, jsou všechny elektrické. Elektrika vyžaduje jen malou dodatečnou údržbu, zatímco ISX12N vyžaduje věci jako obvyklé výměny oleje a zapalovacích svíček ve stanovených intervalech. Vozík má také plně elektrický systém HVAC, který je v podstatě bezúdržbový pro provoz bez nečinnosti a hluku.
Pokud vozík delší dobu stojí, mohou řidiči ručně spustit motor generátoru a chvíli běžet na volnoběh (jedná se o certifikovaný motor s čistým volnoběhem), aby se nabily baterie.
Nákladní vůz byl standardní Peterbilt 579 s několika úpravami v kabině nebo rozhraní řidiče. Spíše než ovládání funkcí převodovky a brzdění motorem řadí páčka řazení Paccar na sloupku řízení vpřed a vzad a ovládá úroveň intenzity rekuperačního brzdění.
Náš náklaďák měl prototyp tabletového displeje, který ukazoval stav nabití baterie a další související detaily, ale ten bude nakonec integrován do displeje na palubní desce s funkcemi, které budou teprve určeny. Řidič bude pravděpodobně schopen ovládat některé aspekty systému nabíjení a provozu pouze na baterie, ale ne všechny.
Náklaďák, který jsme řídili, seděl na 250palcovém rozvoru.
Řízení ERX Hypertruck
Přál bych si, abych mohl nabídnout něco vzrušujícího, ale ERX Hypertruck jezdí stejně jako každý jiný Peterbilt 579 – až na pár významných výjimek. Uvnitř je opravdu tichý, i když běží motor pro prodloužení dojezdu, a s celkovým výkonem 670 koní na kolech táhne lépe než téměř jakýkoli kamion, který jsem kdy řídil.
Řidiči nemají v oblibě motory na zemní plyn, ale milují bateriová elektrická nákladní vozidla pro jejich výkon a možnost nasedání. Zde je krása ERX. V typickém scénáři jízdy, na rovném terénu, na otevřené silnici, potřebuje nákladní vozidlo asi 125 až 150 koní (jako téměř každý moderní aero nákladní automobil), aby udrželo rychlost 65 mph (105 km/h) nebo tak. Motor na zemní plyn tlačí kolem 200 hp přes generátor a do baterií. Pozitivní tok elektřiny do baterií je vždy, když je stav nabití mezi 50 % a přibližně 80 %.
Pokud však řidič sešlápne plyn pro stoupání nebo předjížděcí manévr, výkon není omezen na 400 koní motoru na zemní plyn. Řidič má plných 670 koní a ubírá točivý moment pod nohama.
Když jsem v jednu chvíli zrychloval na dálniční nájezd, cítil jsem, jak motory mění rychlostní stupně, ačkoli můj druhý pilot Thomas na to musel upozornit. Když jeden ze dvou hnacích motorů přerušil točivý moment a přeřadil na vyšší rychlostní stupeň, druhý motor nadále poháněl druhou hnací nápravu. Když bylo první řazení kompletní, druhý motor/převodovka přeřadil na vyšší rychlostní stupeň a my jsme stále zrychlovali.
Na druhém konci elektrického spektra bylo rekuperační brzdění stejně silné nebo silnější než dokonce brzda dieselovým motorem. Intenzitu brzdění (zachycování energie) jsem mohl ovládat ovládáním na sloupku řízení, a to z polohy 1 (mírné) nebo polohy 3 (plné). V rukou zručného řidiče by to mohl být snadno nákladní vůz s jedním pedálem, který téměř nepotřebuje nikdy sahat na brzdu, kromě toho, že bude vůz držet v klidu na semaforu.
Hladina hluku v kabině v režimu baterie byla asi o 10 decibelů tišší než u dieselu. Rozdíl je zhruba stejný jako u typického dieselu při dálniční rychlosti oproti docela pěknému osobnímu autu. S běžícím generátorem to bylo o něco hlasitější, ale bylo to méně rušivé než chladírenský motor. Ve skutečnosti to bylo hodně jako chladírenský motor, který se zapínal a vypínal a měnil rychlost podle potřeby nabíjení. Rozdíl byl v tom, že zvuk přicházel spíše zepředu než za kabinou.
Bylo to také trochu zvláštní zrychlování a zpomalování bez rozdílu ve zvuku motoru. Jel poměrně konstantní rychlostí bez ohledu na to, co náklaďák dělal. Myslím, že většina řidičů by si na to po dni nebo dvou jízd a ERX zvykla.
Obnovitelný zemní plyn
To, co považuji za nejlepší část tohoto vozu, jsem si nechal na konec. Vůz také jezdí na obnovitelný zemní plyn, což je forma metanu získávaného ze zdrojů, jako jsou skládky, hnojiště a vyhnívací nádrže na biomasu. Skládkový plyn a plyn z hnojiště obsahují silné formy metanu a přispívají ke globálnímu oteplování více než oxid uhličitý neboli CO2, který je jedním ze škodlivých vedlejších produktů spalování nafty.
Tím, že tento metan zachytíme a spálíme jako palivo k výrobě elektřiny, nejenže eliminujeme CO2 produkovaný naftou při použití k pohonu nákladních vozidel, ale také odstraníme tento silnější metan z toku odpadu a zabráníme jeho úniku do atmosféry. . Výsledkem je obnovitelný zemní plyn se zápornou uhlíkovou intenzitou.
Hyliion dělá z používání RNG velkou věc. To je možná trochu falešné, ledaže by tankovali ve vyhrazeném zařízení na výrobu RNG. Ve skutečnosti se RNG prodává distributorům zemního plynu, kde v těchto potrubích vytlačuje určité množství fosilního zemního plynu. V Kanadě je asi 8 % přírodního materiálu, který spálíme, RNG, ale toto číslo by se dalo podstatně zvýšit. Podle některých odhadů je to v USA asi 32 %. Například v Kalifornii je více než 90 % zemního plynu spotřebovaného na pohonné hmoty RNG.
Dalším velkým pozitivem Hyliionu ERX Hypertruck je, že je tady. Nyní. Žádné čekání deset let, než síť dožene poptávku. Není třeba modernizovat terminály nákladních vozidel vysokonapěťovými napájecími zdroji a čerpací síť je již dobře zavedena podél většiny rušných koridorů nákladních vozidel.
Zdroj: cktruckmag.com
