Automobilul electric
Data: 1-15 aprilie 2004
Sunt un vechi membru AGIR, primesc in mod regulat "Univers ingineresc" si marturisesc ca gasesc in fiecare numar informatii si studii foarte interesante.
Totusi, in ultima revista din 2003 am citit articolul domnului Mihai Olteneanu "Cercetari avansate romanesti in domeniul vehiculelor nepoluante", dar nu am fost prea multumit de cele aflate in acest material.
Astfel, afirmatia ca vehiculele electrice dependente (tramvaie, troleibuze) sau independente (autovehicule electrice pentru persoane si marfuri) reduc poluarea atmosferei la zero este exagerata. Pentru aglomerarile urbane se poate spune aceasta, dar cum toate vehiculele electrice sunt actionate sau se reincarca de la niste surse de curent electric, evident ca vorbim doar de o mutare (o translare poate) a poluarii din centrele urbane spre periferie, acolo unde se afla marile centrale termice producatoare de energie electrica. Reducerea de poluare se rezuma deci la proportia in care sursele hidro, nucleare sau regenerabile participa la potentialul energetic al tarii. Daca pentru Franta, acest coeficient de reducere poate urca pana la 85%, in cazul nostru el nu depaseste 25%, restul nefiind altceva decat o deplasare a poluarii globale spre zone mai putin aglomerate.
Continuand lectura articolului, aflu de cele trei directii principale ale cercetarilor, dar si aici am unele obiectii. Problema motoarelor electrice si chopper-elor de putere este de mult rezolvata, atat ca performante, cat si ca pret si fiabilitate, ea nemaifiind o prioritate, asa cum sunt de pilda caroseriile foarte usoare, modulabile si totusi rezistente la probele Euro NCAP sau sursele electrochimice de curent, unde, pe langa acumulatoare performante de peste 120 Wh/kg (tip Ni - metal - hidrura sau litiu - ion), accentul se pune tot mai mult pe noile pile de combustie, adevaratele surse care pot defini un Z.E.V. (zero emission vehicle).
Am ajuns la ceea ce in articol este prezentat drept solutia romaneasca, si aici constat ca sunt mai multe elemente de analizat.
Istoria automobilului electric incepe o data cu secolul XIX, dar saltul cel mare a fost facut in 1896, cand faimoasa masina a lui Camille Janatzy "Jamais contente" a depasit pentru prima data viteza de 100 km/h (mai precis 105,6). Sub forma de obuz pe patru roti, ea era propulsata cu doua motoare electrice de cate 8 kW fiecare, ce actionau individual rotile puntii din spate.
In 1902, Ferdinand Porche (tatal) realizeaza si el un vehicul performant, cu patru motoare electrice, fiecare inglobat in cate o roata, fapt care te duce cu gandul la constatarea ca si primul vehicul cu transmisiune integrala a fost tot un automobil electric.
Cam in aceeasi perioada, romanul Aurel Persu (realizatorul primului automobil aerodinamic) construieste si el un automobil electric, prototip, care se afla inca la Muzeul Tehnic "Prof.ing. Dimitrie Leonida". De altfel, fotografia prezentata in revista seamana izbitor de mult cu vehicolul electric realizat de Aurel Persu. Daca vorbim de o solutie romaneasca pentru automobilul electric, atunci aceasta trebuie obligatoriu legata de marele inginer roman.
Sa facem un salt in timp pana in 1975, cand CNST (Ion Ursu, Octavian Grozea si Dumitru Manzatu) foloseste un program PNUD (nr.16/'75) pentru cercetari privind vehiculele nepoluante. S-au avut in vedere atunci atat automobile alimentate cu metanol, cat si automobile electrice. Pentru aceasta, Centrul de Cercetari Terotehnice (dr. ing. Istrate Leonida si dr. ing. Paleolog Preda - absolvent la T.H.S. Berlin - Charlotenburg) a primit sarcina si fondurile necesare inceperii lucrarilor in cadrul acestui program PNUD. Din colectivul de lucru am facut parte si eu, alaturi de neobositul sfredelitor de noutati tehnice care este si astazi ing. dipl. Justin Capra. Programul s-a desfasurat in perioada 1975-1981 si s-a incheiat cu omologarile oficiale pentru: un model de scuter electric (care functioneaza si azi), denumit SOLETA; un grup de cinci minitaxiuri electrice, denumite SARMIS; o Dacie 1301E, care a parcurs in trasee urbane, pe timpul diferitelor probe, cca 62.000 km, cu doua randuri de baterii.
Pentru aceasta, motorul electric de curent continuu, cu o putere nominala de 15 kW, a fost construit la UMEB, iar actionarea sa se facea printr-un controler cu 10 ploturi.Tensiunea de lucru, initial de 96V, a fost marita ulterior la 120V. Acest Vehicul Electric Independent ( VEI ) transmitea energia la puntea din fata a masinii prin intermediul unui ambreiaj si al unei cutii de viteze cu 4+1 trepte. Pentru hibridizare (incarcarea suplimentara a bateriilor independent de priza) s-a folosit tot timpul un panou solar cu celule foto voltaice, realizat de firma Philips, din foi de siliciu cristalin.
Viteza maxima realizata a fost de 90 km/h, autonomia pe sosea (cu doua persoane) a fost de 90 km, iar autonomia in oras, cu 4 persoane, de 60 km. Dupa cercetarile initiale, masina aceasta a ajuns la un grad ridicat de fiabilitate, ea fiind prezentata ulterior in foarte multe ocazii.
Afara de situatia speciala cand masina a fost prezentata si folosita de conducatorii de atunci ai tarii (si cand drept soferi au fost folositi specialisti din cadrul gospodariei de partid), in tot restul timpului Dacia 1301E, inscrisa oficial in circulatie, a fost condusa numai de mine. Cu ea au mers aproape toti demnitarii din conducerea superioara a tarii. De asemenea, cu ea a mers, in dese randuri, domnul prof. dr. ing. Florin Tanasescu, fostul director al ICPE, ca si domnul dr. ing. Alexandru Necula, ministrul de resort din acea vreme. Dupa terminarea probelor si omologare, s-a trecut la elaborarea documentatiei pentru o noua faza a programului PNUD, adica realizarea a cinci furgonete Dacia 1301E, care sa fie folosite pentru transportul de marfuri usoare (in special pentru servicii postale si coletarie) in centrul Capitalei. Lipsa acuta de fonduri care a aparut in 1981 (o data cu noua situatie internationala) a condus la sistarea lucrarilor si ulterior la abandonarea programului.
Sar acum iar peste un numar de ani si ajung in 1994, cand, ca cercetator stiintific principal gradul 1, la ICTCM Bucuresti, am reusit sa obtin demararea unui nou program de automobile electrice.
Ideea de baza a fost legarea acestei initiative de cea veche, adica de realizarea unei masini electrice utilitare pentru transportul de marfuri usoare in aglomeratiile urbane. Daca faza de studiu de documentare am realizat-o singur, pentru studiul de fezabilitate si proiectul tehnic am apelat la colaboratori externi competenti, si anume la: ICDEM, Institutul de Cercetare si Proiectare Speciala din Bucuresti ({os. Oltenitei nr. 111, sector 4) pentru structura metalica, caroserie, directie, frane, echilibrare dinamica s.a. si ICPE, Institutul de Cercetare si Proiectare Electrotehnica, Bucuresti, pentru motorul electric, chopperul de actionare, cu tiristoare de putere, si acumulatoarele electrice performante.
Ambele faze mentionate au fost parcurse, iar documentatiile elaborate au fost avizate in unanimitate.
|n cadrul proiectului tehnic finalizat, colectivul specializat din cadrul ICDEM, condus de ing. dipl. Vasile Vinogradsky, a realizat o utilitara electrica capabila sa poarte cu 70 km/h o sarcina utila de 500kg, pentru o autonomie urbana de 60 km.
Ca un blestem, cand a fost vorba de trecerea la faza finala a proiectului de executie, lipsa de fonduri si-a spus iar cuvantul, iar programul a fost din nou oprit.
Am ajuns acum in situatia in care trebuie sa va raspund la intrebarea fireasca: Ce rost are toata aceasta istorisire legata de automobilul electric romanesc?
Raspunsul meu este unul simplu si firesc, legat de dorinta de a nu se mai parcurge in tara noastra etape deja rezolvate, deci de a nu se mai descoperi roata a doua, a treia sau a patra oara.
|n acest sens mentionez:
1. Cu 8-9 ani in urma, ICPE si-a propus sa realizeze un chopper de putere si seturi de acumulatoare performante. Constat acum ca se apeleaza din nou la cutii de viteze manuale si la acumulatoare de start cu plumb.
2. Optiunea generala, pe plan mondial, este de a se utiliza la alimentarea motorului electric tensiuni de 180-200 V, curentul continuu fiind convertit in curent alternativ, astfel incat la sfarsitul incarcarii acumulatoarelor, tensiunea de lucru sa ajunga aproximativ egala cu tensiunea de la retea. |n acest fel, vechiul transformator (in general cu multe kilograme si care trebuia carat tot timpul in masina) isi pierde utilitatea.
3. Studiul pilei de combustie, singura sursa de curent efectiv nepoluanta, nu trebuie neglijat, aceasta ajungand in alte tari la stadii impresionante de performante, fiabilitate si costuri mai mici.
|mi exprim in mod ferm speranta ca randurile de mai sus vor avea totusi o utilizare in sensul convingerii forurilor de resort de necesitatea abordarii lucrarilor in mod novator, cu mult curaj si perspectiva a cercetarilor de varf.
Recurgerea din nou la adaptarea de ARO Spartano sau Dacia Solenza este, dupa a mea parere, lipsita de orice perspectiva.
As vrea sa adaug, ca o ultima informatie, faptul ca modul de organizare al automobilului electric hibrid Toyota Prius este deosebit de eficient. Acest VEI, aflat deja la a doua generatie de fabricatie, s-a vandut in peste 160.000 de bucati, fara semnalarea unor defecte deosebite in cei 4 ani de fabricatie. Studierea documentatiei tehnice a acestei masini ar putea fi si o sursa de informatii importanta.
{tiind ca in Colegiul director al revistei "Univers ingineresc" se afla si domnul prof. dr. ing. Nicolae Vasile, directorul ICPE de azi si de ieri (1994-1996) sper ca randurile de mai sus sa ajunga, printate, si pe masa de lucru a domniei sale.