VŠE Budoucnost alternativních paliv v osobní dopravě Dr. Martin Hrdlička ŠKODA AUTO, Vývoj podvozku a agregátu

Transkript

1 VŠE Budoucnost alternativních paliv v osobní dopravě Dr. Martin Hrdlička ŠKODA AUTO, Vývoj podvozku a agregátu

2 Historie 2

3 Konzern Škoda 3

4 Konzern Škoda 4

5 Konzern Škoda 5

6 Volkswagen AG 6

7 Produkt Výroba Trh Modely & Deriváty 3 Závody 30 Zemí vozů Modely & Deriváty 14 Závody > 130 Zemí ca. 1 Mio vozů 7

8 ŠKODA Produktportfolio Citigo Fabia Roomster Rapid Yeti Octavia Superb 8

9 CO 2 Plán snižování emisní náročnosti v EU 9 CONFIDENTIAL

10 CO 2 emise ve světě nákladní automobily 6,0% osobní automobily 5,5% letecká doprava 3,0% ostatní doprava 2,0% lodní doprava 1,5% oceán 41,5% vliv lidské činnosti 3,5% Spalování biomasy 15,0% elektrárny 25,0% země 27,0% vegetace 27,0% biomasa 1,0% průmysl 19,0% domácnosti 23,0% Celkový podíl osobních vozů na světové produkci CO 2 -emisí: 0,2 % 10

11 Legislativa v Evropě (z hlediska komise) ff CO 2 na základě NEFZ g/km 95 g/km EU6 na základě NEFZ nové typy všechny vozy stupeň 1 (např. EU6W) nové typy všechny vozy stupeň2(např. EU6ZD) WLTP pro výfukové plyny a CO nové typy v diskuzi všechny vozy RDE nové typy nové typy všechny vozy nové typy všechny vozy Plynný (NOx) Částice (PN) monitoring stupeň 1 (CF = 2,1) v diskuzi stupeň 2 (CF = 1,5) nové typy všechny vozy 11

12 Měřené škodlivé látky obsažené ve výfukovém plynu CO HC CO 2 NO x PM CO CO 2 NO x HC PM oxid uhelnatý bezbarvý plyn, bez zápachu, jedovatý (blokuje přenos kyslíku v organismu) oxid uhličitý hlavní produkt spalování uhlovodíků, skleníkový plyn oxidy dusíku (oxid dusnatý NO + oxid dusičitý NO 2 ) zejména NO 2 je vysoce toxický uhlovodíky některé z nich jsou dráždivé, toxické či karcinogenní pevné částice tvořeny zejména elementárním uhlíkem, mohou pronikat do plic (závisí na velikosti) 12

13 Složení výfukových plynů vznětového motoru 67% 10,7% 12% 11% N2 CO2 H2O O2 Ostatní 0,30% HC, CO, NO X, PN 13

14 Emisní předpisy 2015 BS4 Žádný nebo max. EU1 EU2 EU3 bez EOBD EU4 bez EOBD EU4/BS4 EU5J EU6W EU6ZD US (LEV, Tier.) atd. 14

15 Agregát podíl na produkci CO2 Technologie a zdroje energie Optimalizace konvenčního pohonu Vliv na spotřebu (CO 2 ) TSI TDI DSG start-stop, volnoběh rekuperace termomanagement odepínání válců (ACT) nabití přímé vstřikování downsizing/rightsizing lehké materiály DSG-automaticky řazená převodovka s dvojitou spojkou Alternativní paliva 43% CO 2 /km LPG CNG LNG Etanol (FlexFuel) Hybridní pohon agregát váha, setrvačná hmotnost Mild-hybrid Full-hybrid Plug-in-hybrid aerodynamika Cw x A valivý odpor, pneumatiky ostatní 20-30g EU-cíl 2050* E-trakce akumulátorový vůz * v diskuzi 15

16 Alternativní pohon, velmi dostupný + existující + čistý = CNG 1 Motivace - 25% CO 2 H Světové zásoby o 50% > ropa H C H H Methan (CH 4 ) 2 CNG + ŠKODA AUTO = dnes + Citigo CNG Dojezd 620 km 79 g CO 2 / km nejnižší CO 2 na světě Octavia G-TEC Dojezd km 97 g CO 2 / km Plyn15 kg Benzín 10 l Plyn 11 kg Quasi - MONOVALENT 3 Budoucnost v EU a ČR BIVALENT Benzín 50 l infrastruktura nezdanění a podpora po 2020 motivace parkování a provoz monovalentní pohony efektivita, další CO 2 redukce 16

17 Citigo CNG 1,0 l 50 kw MPI CNG Spotřeba zemního plynu(cng) m 3 /100km kg/100km ve městě 5,5 3,6 mimo město 3,8 2,5 kombinovaná 4,4 2,9 79 g CO 2 /km 4,4 m 3 zemního plynu/ 100 km dojezd/km Dva ocelové zásobníky na plyn 72l, 200bar Palivová nádrž - benzín 10l 12kg zemní plyn 400 km 10l benzín 220 km 17

18 Octavia CNG 1.4l 81kW TSI CNG Dva ocelové zásobníky na plyn 15kg (97l), 200bar Palivová nádrž - benzín 50l 97g CO 2 / km 5,4 m 3 zemního plynu/ 100km dojezd až km 15 kg CNG 410 km 50 l benzín 920 km 18

19 Energetická hustota baterií a paliv Např.: Energie pro jízdu délky 100km Wh / l Energie Benzin Diesel 50x Zemní plyn (200 bar) H 2 (700 bar) 100 km Li-ion FeF Li/S 8 Li/0 2 H 2 (350 bar) Pb Ni-MH Wh / kg Baterie BEV 12,5 kwh energie 12,5 kwh el. energie 130 kg Čokoláda 2,1 kg Benzín 1,4 ltr. 1 kwh 0,11 l benzínu 1 l benzínu 9 kwh 19

20 Podíl konvenčních motorů v elektrických alternativních pohonech Bezemisní (elektrická) jízda: krátká dlouhá Boost cca. 2km + Boost cca km cca km cca km + Boost km Podíl konvenčních motorů na pohonu Konvenční motory Micro-Hybrid Start Stop Mild-Hybrid Full Hybrid (HEV) Plug-In-Hybrid (PHEV) Range Extender (RE) BEV Elektrický pohon Palivové články 20

21 Optimalizace konvenčních pohonů Zvýšení účinnosti motoru Vysoký stupeň přeplňování downsizing / rightsizing Vysoké vstřikovací tlaky Efektivní využití energie v palivu úprav spalovacího oběhu (Atkinson->Miller->B-Cyklus prodloužená expanze) EGR (HD/ND) Proměnný kompresní poměr Vodou chlazený LLK Motoru blízké zpracování NOx, Kat, DPF Odpojování válců v částečném zatížení (ZAS systém VW) Proměnný zdvih ventilů (AVS systém Audi) Systém Start&Stop 2.0 vypínání motoru již při rychlosti < 7 km/h (St&St 1.0 rychlost = 0 km) 21

22 Optimalizace konvenčních pohonů Regulace zátěže agregátu dle skutečné potřeby Odpojování přídavných agregátů Aktivní elektromagnetické spojky (odpojitelná vodní pumpa, variabilní olejová pumpa) Pasivní volnoběžky Snížení třecích ztrát / opotřebení Snížení přítlaku pístních kroužků (ocelové písty ) Optimalizovaná konstrukce dílů (vůle, rozměry ) Nové generace těsnění rotačních částí (klikový hřídel...) Sycení kluzných povrchů vhodnými látkami (vícevrstvá ložiska, Al, polymery ) Nasazení lehkoběžných olejů Optimalizace množství oleje převodovky Optimalizace tření v hnacích kloubech (Tripod, homokinetický ) U automatických převodovek optimalizace ztrát ( olejové hospodářství, ložiska, chlazení ) 22

23 Optimalizace konvenčních pohonů Termomanagement Chlazené sběrné výfukové potrubí Motor dosáhne rychleji provozní teploty, s tím je spojená úspora paliva a vnitřní prostor je dřív vytápěn Díky menšímu povrchu stěny na straně výfukových plynů až ke katalyzátoru odevzdává výfukový plyn při chodu zahřátého motoru málo tepla a katalyzátor se zahřívá rychleji na provozní teplotu i přes chlazení pomocí chladiva. Při plném zatížení se chladivo silněji chladí a motor může být provozován v širší oblasti s lambdou 1 optimálně z hlediska spotřeby a výfukových plynů. Dvouokruhové chlazení Snížené množství chladiva Vodní čerpadlo na hlavě válců Redukce doby ohřevu využitím energie z výfukových plynů Oddělená kontrola teploty pro blok motoru a hlavu válce 23

24 Syntetická paliva e-paliva vyrobená z CO 2 a vody Obnovitelná energie Voda CO 2 e pailva (e-fuels): e - benzín e -nafta e -plyn e -vodík Výhody: Redukce bilance CO2 při výrobě paliva bude použito CO2 z atmosféry Pro pohony vozů zůstanou konvenční tzn. spalovací motory (žádné dodatečné investice do výrobních zařízení ve výrobě) Současná existující infrastruktura pro distribuci paliv je 100% kompatibilní pro e-paliva Žádné použití zdrojů pro potraviny / žádná konkurence pro výrobu potravin Žádná biomasa Otevřená témata/otázky: Zdrojem energie pro výrobní proces paliv bude obnovitelná energie (vodní, sluneční, větrná, ) Momentálně objem výroby e-paliv v pilotní fázi Cena paliv / daňové podmínky 24 CONFIDENTIAL

25 Děkuji.