De derde generatie van Nissan's e-POWER is een hybride systeem waarbij de wielen volledig elektrisch worden aangedreven, terwijl een benzinemotor dient als generator voor de batterij.
Belangrijkste innovaties:
- 5-in-1 Elektrische Unit: Een modulaire integratie van de motor, reductor, inverter, increaser en generator. Dit vermindert energieverlies en trillingen, wat resulteert in een stillere rijervaring en betere acceleratie.
- Technische Verbeteringen: Gebruik van platte draadspoelen, dubbelzijdige koeling van de inverter en siliciumcarbide (SiC) halfgeleiders om de efficiëntie te verhogen.
- Gespecialiseerde Motoren: De HR14DDe en de turbo ZR15DDTe zijn specifiek ontwikkeld voor energieopwekking. Ze maken gebruik van een long-stroke ontwerp en het STARC-concept voor een stabiele verbranding bij hoge compressieverhoudingen.
- Efficiëntie: Door technologieën zoals cold spray klepzittingen en beperking van het werkbereik kan een thermische efficiëntie van 50% worden behaald.
Het uiteindelijke doel is om de productiekosten van e-POWER tegen 2026 te verlagen tot het niveau van traditionele verbrandingsmotoren (ICE).
Derde generatie e-POWER
e-POWER is de unieke elektrisch aangedreven hybride aandrijflijn van Nissan die een elektromotor integreert met een benzinemotor. Omdat het systeem voor 100% wordt aangedreven door een motor met een hoog vermogen, kunnen bestuurders genieten van een ervaring die vergelijkbaar is met een elektrische auto (EV), met de gemoedsrust van een ingebouwde benzinemotor die energie opwekt voor de batterij.
Belangrijkste evolutiepunten
Het e-POWER-systeem van de derde generatie combineert een specifiek ontworpen motor die speciaal is ontwikkeld voor e-POWER-toepassingen. Door deze fundamenteel nieuwe benadering van de motor is de energieopwekking verder geoptimaliseerd ten opzichte van de vorige generatie, inclusief de activeringstiming die onafhankelijk is van de rijomstandigheden en het vermogensbereik.
De nieuwe modulaire aanpak van de derde generatie, genaamd "5-in-1", integreert vijf belangrijke componenten om de prestaties te verbeteren, wat resulteert in een aanzienlijke verbetering van het brandstofverbruik en de stilte.
De 5-in-1 elektrische unit
(Vergelijking met de 2e generatie e-POWER in de Qashqai)
Een modulaire 5-in-1 aanpak optimaliseert de behuizing van de motor, reductor, inverter, increaser en generator. Deze aanpak bereikt een hoog efficiëntieniveau door de stroomstroom te verhogen voor een groter vermogen en het energieverlies te beperken.
Het verbeteren van de acceleratie en energie-efficiëntie vereist een hoger vermogen, wat wordt bereikt door de elektrische stroom te verhogen. Dit zorgt ook voor een grotere efficiëntie door energieverliezen te verminderen. Het 5-in-1 systeem maakt gebruik van platte draadspoelen die met minimale tussenruimtes kunnen worden geplaatst, waardoor er een hogere stroom door de motor kan vloeien. De inverter beschikt bovendien over een power-module van de nieuwste generatie en een dubbelzijdige koelstructuur die warmte efficiënt afvoert, wat de efficiëntie vooral bij hoge snelheden verbetert.
Daarnaast maken sommige modellen gebruik van siliciumcarbide (SiC) vermogenshalfgeleiders in de inverter, die het energieverlies verminderen vergeleken met conventionele siliciumhalfgeleiders. Hierdoor kan meer van de opgewekte elektriciteit worden gebruikt om het voertuig aan te drijven, waardoor er minder elektriciteit gegenereerd hoeft te worden en het brandstofverbruik verbetert.
Technische verbeteringen:
- Platte draadspoelen in de motor: Optimalisatie van stroomstroom.
- Dubbelzijdige koeling van de inverter: Efficiënte warmteafvoer.
Door de stijfheid via integratie te verbeteren, werd interferentie tussen de resonantiepunten van de carrosserie vermeden, wat de stilte van het systeem verder heeft vergroot. Dit maakte ook een assemblage met hoge precisie mogelijk, waardoor de onrondheidstoleranties van roterende assen (zoals motoren en tandwielen) werden verminderd en trillingen werden onderdrukt.
Door de 3-in-1 EV-aandrijflijn en de bijbehorende componenten te delen, wordt niet alleen het aantal onderdelen en de productie-investeringen verminderd, maar wordt ook geprofiteerd van de technologieën en expertise van zowel EV als e-POWER om de ontwikkeling van verder geoptimaliseerde geëlektrificeerde aandrijflijnen efficiënt te stimuleren.
Specifiek ontworpen motoren voor energieopwekking
Er zijn twee typen motoren beschikbaar die zijn gericht op energieopwekking:
- Purpose-built engine HR14DDe
- Purpose-built engine met turbo ZR15DDTe
Door gebruik te maken van een specifiek ontworpen ingebouwde motor voor energieopwekking, hebben Nissan-ingenieurs een zeer efficiënt ontwerp van de aandrijflijn gerealiseerd dat het brandstofverbruik aanzienlijk verbetert ten opzichte van eerdere e-POWER-toepassingen. Een belangrijke factor hierbij is een motor die een stabiele verbrandingscyclus kan handhaven.
In het algemeen is het voor het verbeteren van de motorefficiëntie belangrijk om de compressieverhouding te verhogen en de EGR-ratio*1 te verhogen (waarbij uitlaatgas wordt gerecirculeerd en gemengd met het luchtinlaatsysteem). Omdat een typische motor over een breed toerentalbereik werkt, afhankelijk van de rijomstandigheden, is het moeilijk om een stabiele en optimale verbrandingscyclus te behouden.
De specifiek ontworpen motoren van Nissan kunnen op een constante snelheid werken en een stabiele verbranding handhaven dankzij hun long-stroke ontwerp, dat een sterke in-cilinder stroom (tumble flow) creëert. Dit maakt verbrandingsstabiliteit mogelijk, zelfs bij een hoge compressieverhouding en een hoge EGR-ratio.
Om het brandstofverbruik en het vermogen verder te verbeteren, maakt de ZR15DDTe-motor gebruik van het unieke STARC-concept*2 van Nissan in combinatie met een grote turbocharger.
Het STARC-concept is de belichaming van onderzoeksresultaten die het belang benadrukken van het beheersen van de luchtstroom richting de bougie in de verbrandingskamer om de ontsteking te verbeteren. Het concept houdt in dat de luchtstroom zo wordt beheerd dat het ontladingskanaal van de bougie stabiel blijft, waardoor de verbranding effectief wordt geleid en een stabiele verbranding wordt geboden, zelfs bij een hoge EGR-ratio.
Door middel van cold spray-technologie wordt de klepzitting in de inlaatpoort van de motor geïntegreerd, waardoor de ideale poortvorm wordt bereikt. Hierdoor kan lucht met een sterke tumble-flow krachtig de cilinder in worden geleid. Daarnaast is de zuigerkroon nauwkeurig gevormd om de tumble-flow tijdens de compressie te behouden, wat ontsteking met een sterke vonk en een stabiele verbranding garandeert.
De grote turbocharger perst een aanzienlijke hoeveelheid samengeperst uitlaatgas en lucht in de cilinder, wat het vermogen verhoogt en tegelijkertijd de thermische efficiëntie van de motor verbetert.
--- Voetnoten: 1 Exhaust Gas Recirculation (EGR): Uitlaatgasrecirculatie. 2 STARC (Strong Tumble & Appropriately stretched Robust ignition Channel): Een verbrandingsconcept dat door Nissan in 2021 is aangekondigd en een indrukwekkende thermische efficiëntie levert.
Overzicht van de e-POWER generaties
- Eerste generatie e-POWER (e-POWER systeem): Het 100% elektrisch aangedreven hybride systeem van Nissan.
- Tweede generatie e-POWER: Uitbreiding van e-POWER naar een breder scala aan voertuigen en markten.
Gerelateerde technologieën
- e-POWER regeltechnologie: Geavanceerde regeltechnologie ondersteunt het krachtige en stille rijden dat kenmerkend is voor motoraandrijving.
- Next-generation X-in-1 elektrische aandrijflijn: Verdere commonisering en modularisering van kerncomponenten voor EV en e-POWER, met als doel de kosten van e-POWER tegen 2026 te verlagen tot die van voertuigen met een verbrandingsmotor (ICE).
- Thermische efficiëntie van 50%: De verbrandingsmotor van e-POWER bereikt een thermische efficiëntie van 50%. Efficiënte, vastpuntsbediening wordt gerealiseerd door het werkbereik van de motor te beperken, wat alleen mogelijk is voor een motor die uitsluitend is bestemd voor elektriciteitsopwekking.
- Cold spray klepzitting: De wereldprimeur van een cold spray klepzitting-structuur die een hoge efficiëntie ondersteunt in e-POWER specifieke generatormotoren.
Derde generatie e-POWER
e-POWER is de unieke elektrisch aangedreven hybride aandrijflijn van Nissan die een elektromotor integreert met een benzinemotor. Omdat het systeem voor 100% wordt aangedreven door een motor met een hoog vermogen, kunnen bestuurders genieten van een ervaring die vergelijkbaar is met een elektrische auto (EV), met de gemoedsrust van een ingebouwde benzinemotor die energie opwekt voor de batterij.
Belangrijkste evolutiepunten
Het e-POWER-systeem van de derde generatie combineert een specifiek ontworpen motor die speciaal is ontwikkeld voor e-POWER-toepassingen. Door deze fundamenteel nieuwe benadering van de motor is de energieopwekking verder geoptimaliseerd ten opzichte van de vorige generatie, inclusief de activeringstiming die onafhankelijk is van de rijomstandigheden en het vermogensbereik.
De nieuwe modulaire aanpak van de derde generatie, genaamd "5-in-1", integreert vijf belangrijke componenten om de prestaties te verbeteren, wat resulteert in een aanzienlijke verbetering van het brandstofverbruik en de stilte.
De 5-in-1 elektrische unit
(Vergelijking met de 2e generatie e-POWER in de Qashqai)
Een modulaire 5-in-1 aanpak optimaliseert de behuizing van de motor, reductor, inverter, increaser en generator. Deze aanpak bereikt een hoog efficiëntieniveau door de stroomstroom te verhogen voor een groter vermogen en het energieverlies te beperken.
Het verbeteren van de acceleratie en energie-efficiëntie vereist een hoger vermogen, wat wordt bereikt door de elektrische stroom te verhogen. Dit zorgt ook voor een grotere efficiëntie door energieverliezen te verminderen. Het 5-in-1 systeem maakt gebruik van platte draadspoelen die met minimale tussenruimtes kunnen worden geplaatst, waardoor er een hogere stroom door de motor kan vloeien. De inverter beschikt bovendien over een power-module van de nieuwste generatie en een dubbelzijdige koelstructuur die warmte efficiënt afvoert, wat de efficiëntie vooral bij hoge snelheden verbetert.
Daarnaast maken sommige modellen gebruik van siliciumcarbide (SiC) vermogenshalfgeleiders in de inverter, die het energieverlies verminderen vergeleken met conventionele siliciumhalfgeleiders. Hierdoor kan meer van de opgewekte elektriciteit worden gebruikt om het voertuig aan te drijven, waardoor er minder elektriciteit gegenereerd hoeft te worden en het brandstofverbruik verbetert.
Technische verbeteringen:
- Platte draadspoelen in de motor: Optimalisatie van stroomstroom.
- Dubbelzijdige koeling van de inverter: Efficiënte warmteafvoer.
Door de stijfheid via integratie te verbeteren, werd interferentie tussen de resonantiepunten van de carrosserie vermeden, wat de stilte van het systeem verder heeft vergroot. Dit maakte ook een assemblage met hoge precisie mogelijk, waardoor de onrondheidstoleranties van roterende assen (zoals motoren en tandwielen) werden verminderd en trillingen werden onderdrukt.
Door de 3-in-1 EV-aandrijflijn en de bijbehorende componenten te delen, wordt niet alleen het aantal onderdelen en de productie-investeringen verminderd, maar wordt ook geprofiteerd van de technologieën en expertise van zowel EV als e-POWER om de ontwikkeling van verder geoptimaliseerde geëlektrificeerde aandrijflijnen efficiënt te stimuleren.
Specifiek ontworpen motoren voor energieopwekking
Er zijn twee typen motoren beschikbaar die zijn gericht op energieopwekking:
- Purpose-built engine HR14DDe
- Purpose-built engine met turbo ZR15DDTe
Door gebruik te maken van een specifiek ontworpen ingebouwde motor voor energieopwekking, hebben Nissan-ingenieurs een zeer efficiënt ontwerp van de aandrijflijn gerealiseerd dat het brandstofverbruik aanzienlijk verbetert ten opzichte van eerdere e-POWER-toepassingen. Een belangrijke factor hierbij is een motor die een stabiele verbrandingscyclus kan handhaven.
In het algemeen is het voor het verbeteren van de motorefficiëntie belangrijk om de compressieverhouding te verhogen en de EGR-ratio*1 te verhogen (waarbij uitlaatgas wordt gerecirculeerd en gemengd met het luchtinlaatsysteem). Omdat een typische motor over een breed toerentalbereik werkt, afhankelijk van de rijomstandigheden, is het moeilijk om een stabiele en optimale verbrandingscyclus te behouden.
De specifiek ontworpen motoren van Nissan kunnen op een constante snelheid werken en een stabiele verbranding handhaven dankzij hun long-stroke ontwerp, dat een sterke in-cilinder stroom (tumble flow) creëert. Dit maakt verbrandingsstabiliteit mogelijk, zelfs bij een hoge compressieverhouding en een hoge EGR-ratio.
Om het brandstofverbruik en het vermogen verder te verbeteren, maakt de ZR15DDTe-motor gebruik van het unieke STARC-concept*2 van Nissan in combinatie met een grote turbocharger.
Het STARC-concept is de belichaming van onderzoeksresultaten die het belang benadrukken van het beheersen van de luchtstroom richting de bougie in de verbrandingskamer om de ontsteking te verbeteren. Het concept houdt in dat de luchtstroom zo wordt beheerd dat het ontladingskanaal van de bougie stabiel blijft, waardoor de verbranding effectief wordt geleid en een stabiele verbranding wordt geboden, zelfs bij een hoge EGR-ratio.
Door middel van cold spray-technologie wordt de klepzitting in de inlaatpoort van de motor geïntegreerd, waardoor de ideale poortvorm wordt bereikt. Hierdoor kan lucht met een sterke tumble-flow krachtig de cilinder in worden geleid. Daarnaast is de zuigerkroon nauwkeurig gevormd om de tumble-flow tijdens de compressie te behouden, wat ontsteking met een sterke vonk en een stabiele verbranding garandeert.
De grote turbocharger perst een aanzienlijke hoeveelheid samengeperst uitlaatgas en lucht in de cilinder, wat het vermogen verhoogt en tegelijkertijd de thermische efficiëntie van de motor verbetert.
--- Voetnoten: 1 Exhaust Gas Recirculation (EGR): Uitlaatgasrecirculatie. 2 STARC (Strong Tumble & Appropriately stretched Robust ignition Channel): Een verbrandingsconcept dat door Nissan in 2021 is aangekondigd en een indrukwekkende thermische efficiëntie levert.
Overzicht van de e-POWER generaties
- Eerste generatie e-POWER (e-POWER systeem): Het 100% elektrisch aangedreven hybride systeem van Nissan.
- Tweede generatie e-POWER: Uitbreiding van e-POWER naar een breder scala aan voertuigen en markten.
Gerelateerde technologieën
- e-POWER regeltechnologie: Geavanceerde regeltechnologie ondersteunt het krachtige en stille rijden dat kenmerkend is voor motoraandrijving.
- Next-generation X-in-1 elektrische aandrijflijn: Verdere commonisering en modularisering van kerncomponenten voor EV en e-POWER, met als doel de kosten van e-POWER tegen 2026 te verlagen tot die van voertuigen met een verbrandingsmotor (ICE).
- Thermische efficiëntie van 50%: De verbrandingsmotor van e-POWER bereikt een thermische efficiëntie van 50%. Efficiënte, vastpuntsbediening wordt gerealiseerd door het werkbereik van de motor te beperken, wat alleen mogelijk is voor een motor die uitsluitend is bestemd voor elektriciteitsopwekking.
- Cold spray klepzitting: De wereldprimeur van een cold spray klepzitting-structuur die een hoge efficiëntie ondersteunt in e-POWER specifieke generatormotoren.
Groetjes,