Tecnologia Nissan e-POWER atinge eficiência térmica de 50%

A Nissan acaba de anunciar ter alcançado uma eficiência térmica de 50% no desenvolvimento da nova geração do seu sistema híbrido e-POWER, o que constitui um marco histórico na eficiência térmica de grupos motopropulsores integrados.

A tecnologia e-POWER da Nissan utiliza um motor a gasolina que funciona exclusivamente como gerador para fornecer energia eléctrica a uma bateria que, por sua vez, alimenta o motor eléctrico de tracção. Esta nova abordagem da Nissan ao desenvolvimento de motores, elevou a fasquia da actual média da indústria automóvel a nível mundial que é de 40% de eficiência térmica, para novos valores de referência de 50% de eficiência térmica, possibilitando assim uma ainda maior redução das emissões de CO2 do automóvel.

Os automóveis com motores de combustão interna (ICE) convencionais exigem potência e desempenho do motor numa ampla gama de regimes de rotação (RPM) e de cargas. Este requisito fundamental significa que os motores convencionais não funcionam sempre no seu regime ideal de eficiência. Ao utilizar um motor térmico integrado como gerador eléctrico dedicado para o grupo motopropulsor eléctrico do sistema, a tecnologia Nissan e-POWER permite que o funcionamento do motor térmico esteja limitado à sua gama de rotações mais eficiente, permitindo a optimização da geração eléctrica do motor.

Com esta abordagem dedicada, bem como com a evolução das técnicas de gestão de energia e tecnologia de baterias, a Nissan conseguiu melhorar a eficiência térmica além dos níveis médios actuais. Agora, com o desenvolvimento da próxima geração do sistema e-POWER, a Nissan continua esse caminho rumo à eficiência com a concepção e desenvolvimento de um motor exclusivamente pensado para o seu sistema e-POWER.

Para alcançar uma eficiência térmica de 50%, a Nissan desenvolveu um protótipo denominado “STARC” com base nas iniciais de “strong, tumble and appropriately stretched robust ignition channel”, que pode ser livremente traduzido como “câmara de ignição robusta e especificamente desenhada e alargada”. Este protótipo permite a melhoria da eficiência térmica ao acelerar, durante a ignição, o fluxo de admissão da mistura de ar-combustível, queimando de forma mais completa uma mistura de ar-combustível mais diluída e a uma taxa de compressão mais elevada.

Num motor convencional existem restrições no controlo do nível de diluição da mistura ar-combustível, para que o motor posso responder às cargas de condução em constante variação (aceleração, desaceleração, variações de declive da estrada), o que obriga a diversos compromissos entre os vários parâmetros de funcionamento, tais como o fluxo da mistura no cilindro, o tempo da ignição e a taxa de compressão, compromissos esses que sacrificam a eficiência para responder às necessidades de potência em cada momento.

No entanto, um motor dedicado a funcionar numa gama de velocidades e cargas ideais, como é o caso para a geração eléctrica, permite uma melhoria drástica da eficiência térmica e, logo, uma redução equivalente em consumos e emissões.

Nos testes de desenvolvimento internos com um motor multi cilindros para a nova geração e-Power, a Nissan alcançou uma eficiência térmica de 43% ao utilizar o método de diluição EGR (1) e de 46% aplicando a combustão pobre (2). Combinadas com tecnologias de recuperação de calor residual, a Nissan alcançou um nível de 50% de eficiência térmica no funcionamento do motor a uma carga e rotação constantes, estabelecendo um novo padrão global.

A tecnologia e-POWER foi lançada no Japão em 2016, no Nissan Note. Na sua essência, é a mesma tecnologia de tracção por motor 100% eléctrico que a Nissan utiliza no LEAF e na e-NV200 e que permite eficiência e entusiasmo na condução derivados de binário e potência instantâneos. O e-Power soma-lhe um motor a gasolina como um gerador de potência, para carregar a bateria, permitindo usufruir das vantagens de uma condução puramente eléctrica, sem os constrangimentos na autonomia e nos tempos de carregamento.

Ao contrário do sistema híbrido convencional, o Nissan e-POWER permite a utilização exclusiva do motor térmico integrado para a geração eléctrica, ao separar completamente o motor de combustão do sistema de tracção às rodas.

No final de Dezembro de 2020, a Nissan lançou a nova geração do Note no mercado japonês, exclusivamente com a motorização e-POWER e que já soma mais de 20.000 encomendas. Como modelo mais vendido da empresa no Japão, o Note desempenha um papel fundamental no plano global de transformação de negócio da companhia, o plano Nissan NEXT.


Notas:

1) Tecnologia que efectua a recirculação de uma parte dos gases de escape, misturando-os com o ar da admissão.
2) Combustão com uma proporção de mistura de ar-combustível com mais ar do que a proporção de ar-combustível teórica (na qual a reacção entre o combustível e o oxigénio se dá nas proporções perfeitas, isto é, em que é utilizada exatamente a quantidade de ar necessária para que o combustível seja completamente queimado). É assumida uma combustão pobre com uma proporção de ar em excesso de λ = 2.

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