– I vår strävan efter koldioxidneutralitet under vår produktlivscykel 2050, strävar Nissan efter att elektrifiera alla nya modeller som lanseras på stora marknader i början av 2030-talet, säger Toshihiro Hirai, Senior Vice President för drivlinan och EV-teknik. Nissans elektrifieringsstrategi främjar utvecklingen av e-drivlinor och högpresterande batterier för elbilar, där e-POWER representerar en annan viktig strategisk pelare.
En dedikerad strategi för ökad effektivitet
Nissan har konstruerat en förbränningsmotor som kant 50% verkningsgard, vilket betyder att 50% av energin går till drivning av, i det här fallet, generatorn som producerar el.
Konventionella förbränningsmotorfordon (ICE) kräver kraft och prestanda från en motor under ett stort antal varvtal och belastningar. Detta grundläggande krav innebär att konventionella motorer inte alltid kan prestera optimalt. Emellertid använder Nissans e-POWER-system en inbyggd motor som en dedikerad elgenerator för systemets e-drivlina. Driften av motorn är begränsad till dess mest effektiva räckvidd, och hanterar motorns elproduktion och mängden el som lagras i batteriet på lämpligt sätt.
Med detta dedikerade tillvägagångssätt och utvecklingen av batteriteknik och energihanteringstekniker har Nissan kunnat förbättra termisk effektivitet utöver nuvarande nivåer. Utvecklingen av nästa generations e-POWER-system fortsätter denna effektivitetsväg genom Nissans design och utveckling av en motor exklusivt för e-POWER.
STARC-konceptet
För att uppnå 50% värmeeffektivitet utvecklade Nissan ett koncept som heter ”STARC”, uppkallat efter nyckelorden (på engelska: strong, tumble and appropriately stretched robust ignition channel). Konceptet möjliggör förbättring av termisk verkningsgrad genom att förstärka gasflödet i cylindern (flödet av luftbränsleblandningen som dras in i cylindern) och tändning, och på ett tillförlitligt sätt förbränna en mer utspädd luftbränsleblandning med högt kompressionsförhållande.
I en konventionell motor finns det begränsningar för att kontrollera luft-bränsleblandningens utspädningsnivå för att reagera på förändrade drivlaster, med flera avvägningar mellan olika driftsförhållanden, såsom gasflöde i cylinder, tändningsmetod och kompressionsförhållande som kan påverka effektivitet negativt.
En dedikerad motor som körs med optimalt belastning för elektrisk produktion gör det dock möjligt att dramatiskt förbättra termisk effektivitet.
Vid intern testning uppnådde Nissan en termisk verkningsgrad på 43% vid användning av EGR-metoden (avgasåtercirkulation) och 46% vid användning av mager förbränning (läs mer nedan) med en flercylindrig motor. En nivå på 50% uppnåddes genom att köra motorn med ett fast varvtal och en belastning i kombination med teknik för återvinning av spillvärme.
Nissans teknikcentrum för förbränningsmotorer.
Nissan e-POWER-systemet
e-POWER introducerades först i Japan 2016 med Nissan Note. Kärnan är samma 100% elmotordrivna teknik som används i Nissan LEAF för att leverera moment, kraft, effektivitet och körglädje. Systemet består av en bensinmotor med en generator, inverter, batteri och elmotor.
Till skillnad från ett konventionellt hybridsystem möjliggör e-POWER användningen av en optimerad motorn för elektrisk produktion genom att enbart använda motorns kraft till generatorn som producerar elektriciteten.
I slutet av december 2020 lanserade Nissan den nya Note på den japanska marknaden. Bilen kommer exklusivt med e-POWER och har redan fått över 20 000 beställningar. Som företagets bästsäljande modell på hemmamarknaden spelar Note en nyckelroll i Nissan NEXT globala affärsförändringsplan.
Mager förbränning beskrivs som:
Förbränning med ett förhållande mellan luft och bränsle som har mer luft än det teoretiska förhållandet mellan luft och bränsle (där bränsle- och syrereaktionen har perfekta proportioner; det vill säga förhållandet mellan helt förbränd luft och bränsle). Lean förbränning med ett överskott av luftförhållandet på λ = 2 antas.
