Ultra Hybrid: Η τεχνολογία πίσω από τη νέα γενιά των PHEV της Changan

Τα plug-in hybrid έμοιαζαν μέχρι πριν από λίγα χρόνια να έχουν ολοκληρώσει την αποστολή τους. Αποτελούσαν το μεταβατικό στάδιο ανάμεσα στους κινητήρες εσωτερικής καύσης και την πλήρη ηλεκτροκίνηση, μέχρι η εξέλιξη των μπαταριών και των υποδομών φόρτισης να οδηγήσει σταδιακά στην επικράτηση των αμιγώς ηλεκτρικών αυτοκινήτων.

Η αγορά, ωστόσο, ακολούθησε διαφορετική πορεία. Παρά τη σημαντική πρόοδο των BEV, αρκετοί οδηγοί εξακολουθούν να αναζητούν μεγάλη αυτονομία, γρήγορο ανεφοδιασμό και τη δυνατότητα να ταξιδεύουν χωρίς να εξαρτώνται από τη διαθεσιμότητα δημόσιων φορτιστών. Παράλληλα, οι κατασκευαστές διαπιστώνουν ότι η μετάβαση στην ηλεκτροκίνηση δεν εξελίσσεται με τον ίδιο ρυθμό σε όλες τις αγορές.

Μέσα σε αυτό το περιβάλλον, τα plug-in hybrid όχι μόνο παραμένουν επίκαιρα, αλλά εξελίσσονται σημαντικά. Και οι εταιρείες που πρωταγωνιστούν σε αυτή τη νέα φάση δεν προέρχονται απαραίτητα από την Ευρώπη ή την Ιαπωνία. Η Κίνα έχει εξελιχθεί σε ένα από τα σημαντικότερα κέντρα ανάπτυξης της ηλεκτροκίνησης, παρουσιάζοντας νέες αρχιτεκτονικές που διαφοροποιούνται αισθητά από όσα γνωρίζαμε μέχρι σήμερα.

Μία από τις πιο ενδιαφέρουσες προσεγγίσεις είναι το Ultra Hybrid της Changan.

Η φιλοσοφία του συστήματος Ultra Hybrid

Τα τελευταία χρόνια έχουμε δει αρκετές νέες υβριδικές τεχνολογίες. Οι περισσότερες αποτελούν εξέλιξη ήδη γνωστών λύσεων. Στην περίπτωση του Ultra Hybrid, όμως, το ενδιαφέρον βρίσκεται αλλού. Η Changan δεν επιχείρησε να σχεδιάσει έναν ισχυρότερο κινητήρα ή μια μεγαλύτερη μπαταρία, αλλά εστίασε στον τρόπο με τον οποίο συνεργάζονται όλα τα επιμέρους συστήματα.

Στο νέο σύστημα, ο κινητήρας βενζίνης, ο ηλεκτροκινητήρας και η μπαταρία δεν έχουν έναν σταθερό ρόλο. Η μονάδα διαχείρισης ενέργειας αξιολογεί συνεχώς τις συνθήκες λειτουργίας και επιλέγει κάθε στιγμή τη στρατηγική με τις μικρότερες δυνατές απώλειες. Η φόρτιση της μπαταρίας, η ταχύτητα, η κλίση του δρόμου και η απαίτηση ισχύος καθορίζουν ποιο υποσύστημα θα αναλάβει την πρόωση.

Το αποτέλεσμα είναι ένα plug-in hybrid που προσεγγίζει περισσότερο τη φιλοσοφία ενός ηλεκτρικού αυτοκινήτου, χωρίς να χάνει τα πλεονεκτήματα ενός συμβατικού κινητήρα όταν οι συνθήκες το απαιτούν.

Ένας ICE σχεδιασμένος για απόδοση

Κάτω από το καπό βρίσκεται ένας τετρακύλινδρος ατμοσφαιρικός κινητήρας 1.498 cc, ο οποίος αποδίδει 86 PS και 122 Nm. Αυτή η απόδοση, όντως δεν εντυπωσιάζει. Ωστόσο είναι μια απολύτως συνειδητή επιλογή εκ μέρους των Κινέζων.

Η Changan δεν επέλεξε έναν μικρό υπερτροφοδοτούμενο κινητήρα με υψηλή ειδική ισχύ. Αντίθετα, προτίμησε μια μονάδα που λειτουργεί σύμφωνα με τον κύκλο Miller, έχοντας ως βασική προτεραιότητα τη θερμική απόδοση και όχι τις απόλυτες επιδόσεις.

Ο κύκλος Miller δεν αποτελεί νέα τεχνολογία. Χρησιμοποιείται εδώ και αρκετά χρόνια σε εφαρμογές όπου ζητούμενο είναι η όσο το δυνατόν καλύτερη αξιοποίηση της ενέργειας του καυσίμου. Σε σχέση με τον κλασικό κύκλο Otto, διαφοροποιείται στον χρονισμό των βαλβίδων εισαγωγής, περιορίζοντας τις απώλειες άντλησης και βελτιώνοντας τον συνολικό βαθμό απόδοσης του κινητήρα.

Το τίμημα αυτής της επιλογής είναι η χαμηλότερη ειδική ισχύς. Σε ένα συμβατικό αυτοκίνητο αυτό θα αποτελούσε μειονέκτημα. Στο Ultra Hybrid, όμως, ο ηλεκτροκινητήρας αναλαμβάνει την παροχή της υψηλής ροπής και της άμεσης επιτάχυνσης, επιτρέποντας στον βενζινοκινητήρα να λειτουργεί σχεδόν πάντα στο αποδοτικότερο εύρος λειτουργίας του.

Αυτός είναι ένας από τους βασικούς λόγους για τους οποίους η Changan ανακοινώνει μέση κατανάλωση 2,03 L/100 km (WLTP) και εκπομπές 47 g/km CO2. Πρόκειται, βεβαίως, για τιμές που προκύπτουν βάσει του κύκλου WLTP και προϋποθέτουν τακτική φόρτιση της μπαταρίας. Όπως συμβαίνει σε κάθε plug-in hybrid, όσο μεγαλύτερο είναι το ποσοστό ηλεκτρικής οδήγησης, τόσο πιο κοντά βρίσκεται και η πραγματική κατανάλωση στις εργοστασιακές μετρήσεις.

Τον βασικό ρόλο στην πρόωση δεν έχει όμως ο κινητήρας βενζίνης. Εκείνος που καθορίζει τον χαρακτήρα του Ultra Hybrid είναι ο ηλεκτροκινητήρας. Εκεί βρίσκεται και η μεγαλύτερη διαφοροποίηση του συστήματος.

Ο ηλεκτροκινητήρας αναλαμβάνει τον πρωταγωνιστικό ρόλο

Αν ο κινητήρας βενζίνης σχεδιάστηκε με γνώμονα την αποδοτικότητα, ο ηλεκτροκινητήρας είναι αυτός που διαμορφώνει τον χαρακτήρα του Ultra Hybrid.

Η Changan χρησιμοποιεί έναν σύγχρονο κινητήρα μόνιμου μαγνήτη (Permanent Magnet Synchronous Motor – PMSM), ο οποίος αποδίδει 234 PS (172 kW)  (η ροπή δεν έχει ανακοινωθεί για την ευρωπαϊκή αγορά, ωστόσο σύμφωνα με τα κινέζικα πρότυπα είναι 320 Nm). Η συνδυαστική ισχύς του συστήματος φτάνει τους 258 PS (190 kW), επιτρέποντας στο Deepal S05 να επιταχύνει από στάση στα 100 km/h σε 7,9 sec, με την τελική ταχύτητα να περιορίζεται ηλεκτρονικά στα 180 km/h.

Η νέα αρχιτεκτονική P13 αποτελεί τη βάση της ευρωπαϊκής έκδοσης του Deepal S05, ενσωματώνοντας το σύστημα Ultra Hybrid με κινητήρα κύκλου Miller, ηλεκτροκινητήρα PMSM και μπαταρία LFP.

Οι αριθμοί έχουν τη σημασία τους, όμως στην καθημερινή οδήγηση αυτό που γίνεται άμεσα αντιληπτό είναι η απόκριση. Η υψηλή ροπή είναι διαθέσιμη από την πρώτη στιγμή, χαρίζοντας την αίσθηση που χαρακτηρίζει τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα. Έτσι, στις περισσότερες συνθήκες οδήγησης, ο ηλεκτροκινητήρας αναλαμβάνει το μεγαλύτερο μέρος της πρόωσης, ενώ ο βενζινοκινητήρας λειτουργεί κυρίως εκεί όπου επιτυγχάνει τον υψηλότερο βαθμό απόδοσης.

Η επιλογή της μπαταρίας 

Το Ultra Hybrid χρησιμοποιεί μπαταρία τεχνολογίας Lithium Iron Phosphate (LFP), με ενεργειακή χωρητικότητα 18,42 kWh.

Η επιλογή της συγκεκριμένης χημείας δεν έγινε με γνώμονα τη μέγιστη ενεργειακή πυκνότητα, αλλά τη συνολική αξιοπιστία του συστήματος. Οι μπαταρίες LFP διακρίνονται για τη μεγάλη αντοχή τους σε συνεχείς κύκλους φόρτισης και εκφόρτισης, παρουσιάζουν υψηλή θερμική σταθερότητα και μικρότερη υποβάθμιση της χωρητικότητάς τους σε βάθος χρόνου. Πρόκειται για χαρακτηριστικά που ταιριάζουν ιδανικά σε ένα plug-in hybrid, το οποίο αναμένεται να φορτίζεται σχεδόν καθημερινά.

Ένα ακόμη ενδιαφέρον στοιχείο είναι ότι το Deepal S05 υποστηρίζει φόρτιση τόσο με εναλλασσόμενο όσο και με συνεχές ρεύμα. Η μέγιστη ισχύς φόρτισης φτάνει τα 11 kW AC και τα 55 kW DC, επιτρέποντας, σύμφωνα με τη Changan, τη φόρτιση της μπαταρίας από 30% έως 80% σε περίπου 15 λεπτά όταν χρησιμοποιείται ταχυφορτιστής συνεχούς ρεύματος. Δυνατότητα που εξακολουθεί να συναντάται σπάνια στην κατηγορία των plug-in hybrid.

Τέσσερις διαφορετικές στρατηγικές λειτουργίας

Η ιδιαιτερότητα του Ultra Hybrid δεν βρίσκεται μόνο στα μηχανικά μέρη, αλλά κυρίως στον τρόπο με τον οποίο συνεργάζονται.

Ανάλογα με τις συνθήκες, το σύστημα εναλλάσσεται αυτόματα ανάμεσα σε τέσσερις διαφορετικές στρατηγικές λειτουργίας.

EV: Όσο υπάρχει διαθέσιμη ενέργεια στη μπαταρία, το Deepal S05 κινείται αποκλειστικά με τον ηλεκτροκινητήρα. Η ηλεκτρική αυτονομία φτάνει τα 100 km (WLTP), απόσταση που για πολλούς οδηγούς καλύπτει το σύνολο των καθημερινών μετακινήσεων.

REEV (Range Extender): Όταν μειωθεί η φόρτιση της μπαταρίας, ο κινητήρας βενζίνης λειτουργεί ως γεννήτρια, παράγοντας ηλεκτρική ενέργεια για τον ηλεκτροκινητήρα και τη μπαταρία, χωρίς να κινεί άμεσα τους τροχούς. Για τον οδηγό, η αίσθηση παραμένει αντίστοιχη με εκείνη ενός ηλεκτρικού αυτοκινήτου.

Parallel Hybrid: Σε έντονες επιταχύνσεις ή όταν απαιτείται η μέγιστη διαθέσιμη ισχύς, οι δύο κινητήρες συνεργάζονται. Ο ηλεκτροκινητήρας εξασφαλίζει την άμεση απόκριση, ενώ ο κινητήρας βενζίνης συνεισφέρει εκεί όπου η λειτουργία του είναι αποδοτικότερη.

ICE Direct Drive: Σε σταθερή κίνηση με υψηλή ταχύτητα, όπως στον αυτοκινητόδρομο, το σύστημα μπορεί να μεταδώσει απευθείας την ισχύ του θερμικού κινητήρα στους κινητήριους τροχούς. Με αυτόν τον τρόπο αποφεύγονται οι συνεχείς μετατροπές της ενέργειας από μηχανική σε ηλεκτρική και αντίστροφα, περιορίζοντας τις απώλειες.

Η λειτουργία του λογισμικού

Σε κάθε υβριδικό σύστημα, ο τρόπος συνεργασίας των επιμέρους μηχανικών μερών είναι εξίσου σημαντικός με τα ίδια τα μηχανικά μέρη.

Στο Ultra Hybrid, η μονάδα διαχείρισης ενέργειας παρακολουθεί διαρκώς τη φόρτιση της μπαταρίας, την ταχύτητα του οχήματος, το φορτίο του κινητήρα, την κλίση του δρόμου και τις απαιτήσεις του οδηγού. Με βάση αυτά τα δεδομένα επιλέγει αυτόματα τη στρατηγική λειτουργίας που προσφέρει τη μεγαλύτερη ενεργειακή απόδοση.

Όλη αυτή η διαδικασία πραγματοποιείται χωρίς ο οδηγός να χρειάζεται να επιλέξει κάποιο πρόγραμμα λειτουργίας. Οι μεταβάσεις από τη μία κατάσταση στην άλλη γίνονται αυτόματα και, σύμφωνα με την εταιρεία, σχεδόν ανεπαίσθητα.

Οι επίσημες προδιαγραφές αναφέρουν ηλεκτρική αυτονομία 100 km (WLTP) και συνολική αυτονομία που φτάνει τα 1.060 km, στοιχεία που δείχνουν τη φιλοσοφία του συστήματος. Ήτοι, τη μέγιστη αξιοποίηση της ηλεκτρικής ενέργειας στις καθημερινές μετακινήσεις, χωρίς περιορισμούς όταν το ταξίδι ξεπεράσει τα όρια της μπαταρίας.

Η τεχνολογία στην... πράξη

Στην περίπτωση του Ultra Hybrid, η Changan επιχειρεί να δώσει μια διαφορετική απάντηση στο διαχρονικό δίλημμα ανάμεσα στην ηλεκτροκίνηση και τον κινητήρα εσωτερικής καύσης. Το ζητούμενο δεν είναι ποιος κινητήρας θα κινήσει το αυτοκίνητο, αλλά ποιος συνδυασμός κινητήρων είναι κάθε στιγμή ο αποδοτικότερος.

Για έναν οδηγό που έχει δυνατότητα καθημερινής φόρτισης, τα 100 km ηλεκτρικής αυτονομίας σημαίνουν ότι το μεγαλύτερο μέρος των αστικών μετακινήσεων μπορεί να πραγματοποιείται αποκλειστικά με ηλεκτρική ενέργεια. Όταν προκύψει ένα μεγάλο ταξίδι, το Ultra Hybrid συνεχίζει να λειτουργεί χωρίς το άγχος που συνοδεύει ακόμη αρκετούς χρήστες αμιγώς ηλεκτρικών αυτοκινήτων, με τη συνολική αυτονομία να φτάνει τα 1.060 km, βάσει των στοιχείων που ανακοινώνει η κινεζική εταιρεία.

Αξίζει πάντως να σημειωθεί ότι η επίσημη κατανάλωση των 2,03 L/100 km προκύπτει σύμφωνα με το πρωτόκολλο WLTP και προϋποθέτει τακτική φόρτιση της μπαταρίας. Όπως συμβαίνει σε κάθε plug-in hybrid, όσο περισσότερο αξιοποιείται η ηλεκτρική λειτουργία τόσο πιο κοντά βρίσκεται η πραγματική κατανάλωση στις εργοστασιακές μετρήσεις.

Διαθέσιμο στην ελληνική αγορά

Το Deepal S05 Ultra Hybrid διατίθεται ήδη στην ελληνική αγορά μέσω του Ομίλου Βασιλάκη, επίσημου εισαγωγέα της Changan στη χώρα μας.

Κατά την παρουσίαση του μοντέλου, ο Ανδρέας Χριστοφορίδης, Γενικός Διευθυντής Εισαγωγικών Εταιρειών Αυτοκινήτου του Ομίλου Βασιλάκη, υπογράμμισε ότι τεχνολογίες όπως το Ultra Hybrid ανταποκρίνονται στις σύγχρονες ανάγκες των οδηγών, συνδυάζοντας ηλεκτρική μετακίνηση, χαμηλή κατανάλωση και μεγάλη αυτονομία.

Από την πλευρά του, ο Μάριος Μπαρκής, επικεφαλής της Changan, στάθηκε στα συγκριτικά πλεονεκτήματα του νέου μοντέλου, επισημαίνοντας ότι το Deepal S05 τοποθετείται δυναμικά στην κατηγορία των C-SUV, χάρη στον συνδυασμό προηγμένης τεχνολογίας, πλούσιου εξοπλισμού και ανταγωνιστικής τιμολόγησης.

Το νέο plug-in hybrid διατίθεται σε τρεις εκδόσεις εξοπλισμού. Η PHEV MAX ξεκινά από 31.990 ευρώ (τιμή λανσαρίσματος, από 33.990 ευρώ), η PHEV ULTRA από 34.390 ευρώ (από 36.390 ευρώ), ενώ η κορυφαία PHEV ULTRA PANORAMIC κοστίζει 34.990 ευρώ, έναντι αρχικής τιμής 36.990 ευρώ.

Όπως όλα τα μοντέλα της Changan στην Ευρώπη, έτσι και το Deepal S05 Ultra Hybrid συνοδεύεται από εργοστασιακή εγγύηση 7 ετών ή 160.000 χιλιομέτρων, ενώ για τα τρία βασικά ηλεκτρικά συστήματα του οχήματος (μπαταρία, ηλεκτροκινητήρας και μονάδα ελέγχου) παρέχεται εγγύηση 8 ετών ή 200.000 χιλιομέτρων, στοιχείο που ενισχύει ακόμη περισσότερο το συνολικό πακέτο αξίας του μοντέλου.

Συμπερασματικά

Τα plug-in hybrid δεν είναι κάτι καινούργιο. Εκείνο που αλλάζει είναι ο τρόπος με τον οποίο οι κατασκευαστές διαχειρίζονται τη συνεργασία ανάμεσα στον κινητήρα εσωτερικής καύσης, τον ηλεκτροκινητήρα και την μπαταρία.

Η Changan δεν προσπάθησε να δημιουργήσει το ισχυρότερο υβριδικό σύστημα της αγοράς. Επέλεξε να επενδύσει στη συνολική ενεργειακή απόδοση, αξιοποιώντας έναν κινητήρα κύκλου Miller, μια μπαταρία LFP και ένα εξελιγμένο λογισμικό διαχείρισης ενέργειας που επιλέγει κάθε στιγμή τον αποδοτικότερο τρόπο λειτουργίας.

Το αν η συγκεκριμένη αρχιτεκτονική θα αποτελέσει σημείο αναφοράς για τη νέα γενιά των plug-in hybrid θα φανεί στην πορεία. Πάντως, σε θεωρητικό επίπεδο, το Ultra Hybrid παρουσιάζει μια ολοκληρωμένη τεχνική προσέγγιση που δείχνει προς την κατεύθυνση στην οποία εξελίσσονται τα σύγχρονα PHEV. Δηλαδή, μεγαλύτερη αξιοποίηση της ηλεκτρικής ενέργειας, αποδοτικότερη λειτουργία του θερμικού κινητήρα και ολοένα πιο εξελιγμένο λογισμικό διαχείρισης.