Vissza a jövőbe: középpontban az e-mobilitás

Szerző: Lengyel Zoltán | 2017.06.23. 10:30

A jövő a jelenben gyökerezik. Az autóiparnak egyre növekvő kihívásokkal kell szembenéznie. A jelenlegi belsőégésű motorra alapozott hajtástechnika több mint százéves múltra tekinthet vissza.

A töretlen fejlesztéseknek köszönhetően folyamatos fejlődésen mentek keresztül. Tömegük, üzemanyag felhasználásuk, károsanyag kibocsájtásuk csökkent, másfelől fajlagos teljesítményük növekedett. Ugyanakkor a környezet állapotának változása számos kérdést vet fel. 2016-ban a világon 75 millió gépjárművet állítottak elő (ennek csak 1,7%-a volt E-Autó). Ez a szám a nagynépességű országok India, Kína motorizáltságának robbanásszerű növekedésével emelkedő tendenciát mutat. Bármennyire is sikerül a belsőégésű gépjárművek CO2, NOx, korom és egyéb károsanyag-kibocsájtását csökkenteni, ebben a volumenben károsanyag-kibocsájtásuk révén jelentősen hozzájárulnak az üvegházhatás erősödéséhez és ezzel a klímaváltozáshoz. Ugyanakkor nem szabad megfeledkezni a talaj közeli szállópor (főleg a dieselüzemű járművek okán) és szmog közvetlen egészségkárosító hatásáról sem. A hagyományos motorokra vonatkozó kibocsájtási értékek folyamatos szigorítása lehetne egy út, de mint azt a gyakorlat mutatja ennek valós körülmények közötti betartása komoly kívánnivalókat hagy maga után. Gondoljunk csak a közelmúlt nagy vihart kavart TDI botrányára. Másfelől a károsanyag-kibocsájtás továbbra sem nulla, illetve a jelenlegi technikával ez csak jóval bonyolultabb és drágább (adott esetben a jármű teljesítményének rovására) módon oldható meg. Vissza a gyökerekhez. A XX. század fordulóján az elektromos hajtás sokkal elterjedtebb volt és gyakorlatilag az akkor még gyerekcipőben járó belsőégésű motor jelentette az alternatívát. Az akkori E-mobilitás határa a rövid hatótáv volt. Az autóipar ismét felfedezte az elektromos hajtásban rejlő lehetőségeket, amelynek révén a légszennyezettség csökkenthetőnek tűnik.

1. ábra Az egyes hajtástípusok sematikus összehasonlítása

Vissza a jövőbe

Az 1. ábra mutatja a hagyományos és a tisztán elektromos meghajtás elvi sémáját. Az első lépés, amelynek során a hagyományos főleg benzinüzemű motor és akkumulátorról működő elektromos motor közvetlenül hajtva a kerekeket adja a hibrid rendszert. Ennek továbbfejlesztett változata az un. konnektoros (pug in) hibridek, amelyek közvetlenül elektromos hálózatról is tölthetőek. Soros hibridek esetében a belsőégésű motor már nem vesz részt közvetlen a jármű mozgatásában. Feladata az akkumulátor töltése. A hibrid rendszerekkel mindenképpen csökkenthető az üzemanyag fogyasztás és a károsanyag kibocsájtás. A tisztán elektromos hajtást további két csoportra bonthatjuk. Az egyik megoldás során az elektromos meghajtó motor energiáját az autóban elhelyezett nagyteljesítményű akkumulátorok szolgáltatják. Míg a másik esetben az elektromos energia insitu az un. üzemanyagcella segítségével H2 oxidációja során keletkezik. Mindkét esetben a közvetlen káros anyag kibocsájtás nullának tekinthető.

2. ábra Az elektromos autók helyzete a jelentősebb gyártással rendelkező országok tekintetében

Piaci helyzet és jövőbeni tendenciák

Az elektromos és üzemanyagcellás autók is folyamatos fejlődést mutatnak. Kína és Dél-Korea rohamléptekben fejleszti technológiáját. Az egyes országokban a meglévő modellpaletta fejlesztésén, kiszélesítésén dolgoznak. A prémium szegmensből a középkategória felé is nyitnak. Ugyanakkor a helyi kormányok a vásárlásokat támogatások révén továbbra is ösztönzik. A jövőbe tekintve (3. ábra) 2025–re a világ személygépkocsi gyártása 87 millió darabot is elérheti. Továbbá várható, hogy 2015 és 2020 között a hagyományos belsőégésű gépjárművek gyártása csökkenni fog. Helyüket elsősorban a hibrid járművek, ill. kisebb mértékben a tisztán elektromos meghajtással rendelkező autók veszik át. A paradigmaváltás a szemünk előtt zajlik. Ez a változás az ipar számos területét fogja érinteni. Ebből a műanyagipar sem marad, maradhat ki. Jelenleg a gyártott műszaki műanyagok döntő többségét, az autóipar használja fel a beépítésre kerülő különféle alkatrészek formájában.

3. ábra A személygépkocsi gyártás várható alakulását és az egyes hajtásmódok megoszlása

Az E-mobiltás előretörésével a jövőben el fognak tűnni olyan műanyag alkatrészek, mint amelyeket az üzemanyag szintjelzésben, üzemanyag szivattyúrendszerekben használtak. Nem lesz szükség hengerfej burkolatokra, olajteknőkre és még sok más a belsőégésű motorhoz köthető alkatrészre. Ugyanakkor sokkal több elektromos alkatrész műanyag elemére lesz szükség, mint az a 4. ábrán is látható. A gépjárművek elektromos és elektronikai alkatrészek részaránya gyakorlatilag már az elmúlt tíz évben is jelentős mértékben emelkedett (5. ábra). A hibrid és elektromos autók térnyerésével ez csak erősödni fog.

4. ábra Műszaki műanyagok alkalmazási területe elektromos autók esetében

A műanyag alapanyagok esetében még inkább előtérbe fog kerülni a magasabb hőállóság, lángállóság (halogénmentes), hidrolízissel szembeni ellenállás, vegyszerállóság. Nem szabad megfeledkezni a vezetőképes (elektromos és vagy hő) műanyagok nyújtotta új lehetőségekről sem. A kopó igénybevételnek kitett alkatrészeknél pedig bártan lehet alkalmazni a legújabb szénszállal, teflonnal, szilikon olajjal, vagy egyéb módon adalékolt megoldásokat sem. Mindezen megoldásokban szeretnénk az autóipar partnere lenni. A Biesterfeld Interowa GmbH & Co KG vezető műanyag alapanyaggyártók forgalmazója a Kelet-Közép-Európa –i régióban. Több mint 60 éve a DuPont cég hivatalos disztribútoraként kínálja a Rynite® PET, Crastin® PBT, Zytel® PA és Zytel® HTN, Delrin® POM és Hytrel® TPC-ET alapanyagit. Ezek különféle csatlakozók, burkolatok, kábelek és kopó alkatrészek gyártására használhatóak. A Zytel HTN szemi aromás poliamidjai nagy hőállóságukkal tűnnek ki. A Vespel® PI egyesíti az extrém hőállóságot (500 °C) és kiváló kopásállóságot. A Victrex cég PEEK alapanyagai szemben a Vespel® PI alapanyagokkal fröccsönthetőek és 260°C -on tartósan használhatóak, és persze kopásállóságuk is kimagasló.  A Lehmann & Voss cég Luvocom® kompaundjai pedig a speciális igényeket hivatottak kielégíteni. Ha elektromosan vezető vagy ESD alapanyagra van szükség nem akadály. A hővezető vagy tribológiai alkalmazásokhoz is kínálunk megoldásokat. Az Exxon Mobil Santoprene™ TPE valamint az BASF Polyurethanes Elastollan® TPU alapanyagai a kábeliparban is ismertek. Bízunk benne, hogy alapanyaginkkal és a hozzájuk kapcsolódó ismereteinkkel mi is támogathatjuk az autóiparban lezajló, az E-mobilitás irányába mutató változást.

5. ábraElektromos és elektronikai alkatrészek részarányának változása

Forrás: DuPont® cég marketing anyag

Lengyel Zoltán

Biesterfeld Interowa GmbH & Co KG.

Z.lengyel@biesterfeld.com

(x)