Novo sistema gera mais eficiência térmica
A Nissan obteve grande avanço na eficiência de um motor ao atingir 50% de eficiência térmica. A marca atingiu esse marco com seu sistema e-POWER de próxima geração, que ainda está em desenvolvimento.
O sistema e-POWER da Nissan utiliza um motor a gasolina na plataforma de um veículo 100% elétrico para fornecer energia ao conjunto de baterias desse e-powertrain. A abordagem mais recente da Nissan para o desenvolvimento de motores elevou a barra para o nível de liderança global, indo além da faixa média atual da indústria automotiva, que é de 40% de eficiência térmica, tornando possível reduzir ainda mais as emissões de CO² dos veículos.
“Em busca da neutralidade de carbono em todo o ciclo de vida de nosso produto até 2050, a Nissan pretende eletrificar todos os novos modelos lançados nos principais mercados até o início de 2030”, disse Toshihiro Hirai, vice-presidente sênior da divisão de motorização e engenharia de veículos elétricos. “A estratégia de eletrificação da Nissan promove o desenvolvimento de e-powertrains e baterias de alto desempenho para veículos elétricos, com o e-POWER representando outro pilar estratégico importante.”
Uma abordagem dedicada para aumentar a eficiência
Os veículos convencionais com motor de combustão interna (ICE) exigem potência e desempenho de um motor em uma ampla faixa de velocidades (RPMs) e cargas. Este requisito fundamental significa que os motores convencionais não podem funcionar com sua eficiência ideal o tempo todo.
No entanto, o sistema e-POWER da Nissan utiliza um motor integrado como gerador de eletricidade dedicado para o trem de força elétrico. A operação do motor é limitada à sua faixa mais eficiente, gerenciando adequadamente a geração de eletricidade do motor e a quantidade de eletricidade armazenada na bateria.
Com esta abordagem dedicada e a evolução da tecnologia de bateria e das técnicas de gerenciamento de energia, a Nissan foi capaz de melhorar a eficiência térmica além dos níveis atuais. O desenvolvimento da próxima geração do e-POWER continua esse caminho de mais eficiência por meio do design e desenvolvimento da Nissan de um motor exclusivo para esse sistema.
O conceito STARC
Para atingir 50% de eficiência térmica, a Nissan desenvolveu um conceito denominado “STARC”, que permite a melhoria da eficiência térmica ao fortalecer o fluxo no cilindro (o fluxo da mistura ar-combustível que é puxada para o cilindro) e a ignição, queimando de forma confiável uma mistura ar-combustível mais diluída em uma alta taxa de compressão.
Em um motor convencional existem restrições ao controle do nível de diluição da mistura de ar-combustível para responder às mudanças de carga motriz, com várias trocas entre várias condições de operação, como fluxo de gás no cilindro, método de ignição e taxa de compressão que pode sacrificar a eficiência pela produção de energia.
No entanto, um motor dedicado funcionando em uma faixa ideal de velocidade e carga para geração elétrica torna possível melhorar drasticamente a eficiência térmica.
Em testes internos, a Nissan alcançou eficiência térmica de 43% ao usar o método de diluição EGR1 e de 46% ao usar combustão pobre2 com um motor multicilindros. Um nível de 50% foi alcançado operando o motor em rotações e carga fixas combinadas com tecnologias de recuperação de calor residual.
Sistema Nissan e-POWER
O e-POWER foi introduzido pela primeira vez no Japão em 2016 com o Nissan Note. Em seu núcleo está a mesma tecnologia 100% elétrica utilizada no Nissan LEAF para fornecer torque, potência, eficiência e entusiasmo instantâneos. O sistema é composto por um motor a gasolina com gerador, inversor, bateria e outro motor elétrico.
Ao contrário de um sistema híbrido convencional, o e-POWER permite o uso exclusivo do motor de bordo para geração elétrica, separando a potência do motor e a força motriz nas rodas.
No final de dezembro de 2020, a Nissan lançou o Novo Note no mercado japonês, que vem exclusivamente com o sistema e-POWER e teve mais de 20 mil pedidos antecipados. Como o modelo mais vendido da empresa em seu mercado doméstico, o Note desempenha um papel fundamental no plano de transformação de negócios global Nissan NEXT.
1 Tecnologia que recircula uma parte dos gases de exaustão após a combustão de volta para a câmara de combustão.
2 Combustão com uma proporção de mistura de ar-combustível que tem mais ar do que a proporção teórica de ar-combustível (em que a reação de combustível e oxigênio têm proporções perfeitas; ou seja, a proporção de ar completamente queimado para combustível). A combustão enxuta com uma razão de excesso de ar de λ = 2 é assumida.
