Tehnika: Opel Ampera

O delovanju Oplove Ampere (in njenega sorodnika Volta) je bilo kar precej nejasnosti še do zadnjih dni, preden so avtomobile v Ameriki sploh začeli prodajati. Chevroletovi komunikacijski strokovnjaki so zadevo zapletli, ker je GM še v zadnjem trenutku čakal na podelitev ­nekaj patentov glede Amperinih tehničnih rešitev.

Tudi direktor programa Ampera in glavni inženir za električne avtomobile pri Oplu, Uwe Winter, je priznal, da v začetku niso mogli razkriti celotnega delovanja avtomobila.

Zdaj je vse jasno. Inovacijska podporna tehnologija pri Amperi skrbi za skupno delovanje elektromotorja, planetnega ­menjalnika, bencinskega motorja, generatorja in akumulatorja. Voznik lahko izbira med štirimi načini vožnje in dvema nastavitvama vozne dinamike, sam pogonski sklop pa ima štiri načine pogona.

Razmeroma majhen akumulator omogoča, da se brez izpusta škodljivih snovi vozimo od 40 do 80 kilometrov, s čimer lastnik samo z električnim pogonom opravi večji del svoje dnevno prevožene poti. Čez noč je treba avtomobil priključiti na električno napeljavo in akumulator v štirih urah znova napolniti.

Če pa hočemo prevoziti daljše poti, po porabljeni zalogi električne energije iz akumulatorja na pomoč priskoči bencinski motor. Ta nato prek pogona generatorja dobavlja električno energijo ter tako omogoča nadaljnjih nekaj sto kilometrov vožnje.

Opel Ampera je zaradi takšne zasnove delovanja primeren avtomobil za vsakodnevno uporabo in uporaben za precej širok krog kupcev. Pri Oplu upajo, da bo zato prvič pri električnih avtomobilih mogoče izdelovati veliko serijo, to pa bo vplivalo tudi na zniževanje stroškov za izdelavo ter seveda zelo pospešilo eko­loško naravnanost in učinek pri sodobnih avtomobilih. Celoten prihranek izpustov CO2 je namreč vsota prihrankov posa­meznih avtomobilov, števila avtomobilov in prevoženih poti.

Ampera s tega stališča ponuja precej več možnosti za boljšo okoljsko naravnanost avtomobilov v prihodnosti, pri Oplu celo trdijo, da daje več, kot bi zagotovil promet z avtomobili z izključno električnim pogonom.

S pritiskom na gumb na sredinski konzoli voznik v Amperi izbira med običajnim načinom, športnim, načinom za vožnjo navkreber in zadrževalnim načinom ('hold').

Običajen način: v tem načinu z Ampero vozimo največkrat. Deluje tako, da je vožnja še posebno energijsko učinkovita. Če se napolnjenost akumulatorja zmanjša pod vnaprej določeno vrednost, začne delovati bencinski motor in prek generatorja vzdržuje stabilno napolnjenost akumulatorja. Ta se lahko polni tudi z regenerativnim zaviranjem. Če namreč pritisnemo na stopalko za zavoro, se pogonski elektromotor spremeni v generator in z rekuperacijo polni akumulator.

Športni način: takrat se spremeni reak­cijski čas pritiska na stopalko za plin. ­Pogonski motor ima hitrejšo reakcijo. ­Tako pri Amperi učinkoviteje izrabljamo njene elektromotorne zmogljivosti.
Način za vožnjo navkreber: ta način skrbi za dovolj moči pri daljših vožnjah navkreber. To omogoči tako, da sistem dvigne napolnjenost akumulatorja. Izbiro tega načina pri Oplu priporočajo takoj po tem, ko je bil akumulator napolnjen, ali pa 10 do 15 minut, preden pridemo do zahtevnega klanca. Pri običajni vožnji, kjer izmenjaje vozimo navkreber in se spet spuščamo po hribu navzdol, ta način ni potreben.

Zadrževalni način ('hold'): ob uporabi tega načina se motorni menedžment prilagodi običajnim vožnjam na delo ali domov. Če ga vključimo, se generator takoj vključi (in začne delati bencinski motor) in vzdržuje akumulator, da je stalno poln. Ko ta način izklopimo, imamo dovolj elektrike v akumulatorju, da lahko nadaljujemo vožnjo izključno z električnim pogonom – v mestih in varovanih območjih.

Posamezni glavni deli Amperine tehnike

Bencinski motor: namenjen je izključno za 'izdelavo' elektrike. Gre za 1,4-litrski 63-kilovatni (86-'konjski') motor. Štirivaljnik začne delovati takrat, ko se v akumulatorju zaloga elektrike zmanjša do najnižje dovoljene meje. Ves čas deluje v optimalnih vrtljajih in poganja generator (s 54-kilovatno močjo). Ta v akumulatorju vzdržuje stabilno polnjenje elektrike. Generator prek planetnega menjalnika poganja pogonska kolesa.

Elektromotor: glavni pogonski motor ima 111 kW (150 KM). Ampero lahko pospeši (skoraj neslišno) od mirovanja do 100 km/h v devetih sekundah, največja hit­rost je 161 km/h.

Litij-ionski akumulator: akumulator je v Amperi nameščen tako, da zasede čim manj prostora, in je tudi postavljen tako, da je v avtomobilu ugodna razporeditev teže. V dnu Ampere je nameščen aku­mulator (v obliki črke T), ki je sestavljen iz 288 celic. Če so te povezane, dajejo napetost 360 V. Zmogljivost (kapaciteta) akumu­latorja je 16 kWh. Uravnalna elektronika iz akumulatorja porabi največ polovico elektrike, s čimer podaljšuje življenjsko dobo 160 kilogramov težkega akumulatorja. Termični menedžment v akumulatorju skrbi za stalno temperaturo, neodvisno od tega, ali je zunaj –25 ali +50 stopinj Celzija.

Vtičnica: akumulator je mogoče napolniti v približno štirih urah, če polnilni kabel priključimo na gospodinjski tok (230 V). Vsak kupec bo z Ampero dobil šestmetrski kabel, nekaj adapterjev za različne vtičnice (ki so v uporabi v Evropi) ter nas­tavek za javne polnilne priključke. Uporab­nik lahko nastavi tudi največjo ­jakost toka glede na posamezne države, za nemške kupce bo ta 16 A.

Štirje načini pogona

Pogonski sklop Ampere samodejno najde optimalen pogon za vse prometne razmere. Osnova je glavni električni motor (111 kW/150 KM). Električni tok prihaja iz akumulatorja s 16 kWh, sestavna dela sta tudi generator in bencinski motor. Samodejno začneta delovati takoj, ko se akumulator izprazni do polovice. Moč se na prednji kolesi prenaša prek planetnega menjalnika. Pogonski sklop lahko svojo največjo moč zagotovi prek osnovnega elektromotorja, z njim Ampera pospešuje in doseže največjo hitrost. Generator pa lahko ves čas proizvaja dovolj električne energije, da so enakovredne vozne lastnosti zagotovljene tudi ob napol izpraznjenem akumulatorju. Generator ves čas poganja bencinski motor.

1. Običajna vožnja z električnim tokom iz akumulatorja: ko je akumulator napolnjen in je hitrost avtomobila manjša, glavni elek­tromotor energijo dobiva iz akumulatorja, moč pa se na pogonski kolesi prenaša prek planetnega menjalnika. Bencinski motor in generator nista priključena, sklopki C2 in C3 sta prekinjeni, vklopljena je sklopka C1, ki združi obodni zobnik z ohišjem planetnega menjalnika.

2. Običajna vožnja s tokom iz generatorja in z enim elektromotorjem: po tem, ko zaradi izpraznjenega akumulatorja dodatno začne delovati bencinski motor, prek vključene sklopke C3 poganja generator. Ta pri manjših hitrostih hkrati dobavlja električno energijo v glavni pogonski motor in polni akumulator. Če vklopimo način za vožnjo navkreber, generator ves čas polni akumulator. Sklopka C1 je priklopljena in fiksira obodni zobnik. Prekinjena sklopka C2 preprečuje povezavo generatorja in obodnega zobnika. Glavni električni motor skrbi za pogon.

3. Večja hitrost z motorjem z energijo iz akumulatorja in dvema motorjema: pri večji hitrosti glavni elektromotor dopolnjuje še generator, ki v tem primeru deluje kot dodatni motor. Generator je prek vključene sklopke C2 povezan na obodni zobnik, ta pa dodaten navor prenaša na pogonska kolesa. Tako lahko takrat deluje glavni elektromotor z nižjimi vrtljaji v bolj optimalnih pogojih.

4. Kombinirana vožnja s tokom iz generatorja in dvema motorjema: za boljši izkoristek je pri veliki hitrosti vklopljena sklopka C2, kar omogoča, da na obodni zobnik prihaja tudi del mehanske moči iz bencinskega motorja. Tako lahko glavni elektromotor obratuje v nižjih vrtljajih v bolj optimalnih pogojih. Takšen skupek (miks) navora omogoča od 10 do 15 odstotkov večji izkoristek, kot če bi bil pogon le električni. Tudi v tem načinu pogona Ampera vozi na elektriko, dodatno priključen bencinski motor pa služi za povečanje učinkovitosti.

Tomaž Porekar, foto: Thorsten Weigl (Opel)

Novo na Metroplay: Vidnost in varnost v prometu: "Zgoditi se mora 'aha moment', da spremenimo svoje navade"