พัฒนาเครื่องยนต์ให้มีประสิทธิภาพเชิงความร้อนถึง 50%
นิสสัน ประกาศความสำเร็จด้านความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีในการพัฒนาประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ให้มีประสิทธิภาพเชิงความร้อนถึง 50% (อัตราส่วนระหว่างค่าความร้อนของพลังงานที่เครื่องยนต์ผลิตได้ต่อค่าความร้อนของเชื้อเพลิงที่สูญเสียไป) ภายใต้ระบบขับเคลื่อนอี-พาวเวอร์
เทคโนโลยีอี-พาวเวอร์ ของนิสสัน ใช้เครื่องยนต์เบนซินเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าให้กับชุดขับเคลื่อนพลังงานไฟฟ้า (e powertrain) โดยล่าสุดนิสสันได้ยกระดับของเทคโนโลยีนี้ให้มีประสิทธิภาพเชิงความร้อน (Thermal Efficiency)ที่เหนือกว่าค่าเฉลี่ยของอุตสาหกรรมยานยนต์ในปัจจุบัน ซึ่งสามารถลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ของรถยนต์ได้มากขึ้นกว่าเดิม
“เพื่อให้บรรลุเป้าหมายการลดคาร์บอนเป็นศูนย์จากวงจรชีวิตผลิตภัณฑ์ ภายในปี พ.ศ.2593 นิสสันตั้งเป้าที่จะขับเคลื่อนการใช้พลังงานไฟฟ้าในรถยนต์รุ่นใหม่ทั้งหมดที่เปิดตัวในตลาดหลักๆ ของนิสสัน ภายในช่วงต้นทศวรรษ พ.ศ.2573” โทชิฮิโระ ฮิราอิ รองประธานอาวุโสฝ่ายวิศวกรรมระบบส่งกำลัง และรถยนต์ไฟฟ้า (ใส่ ENG name & title) กล่าว “ภายใต้กลยุทธ์ด้านยานยนต์พลังงานไฟฟ้าของนิสสัน เราพร้อมส่งเสริมการพัฒนาระบบขับเคลื่อนที่ใช้ไฟฟ้ารวมถึงแบตเตอรี่ประสิทธิภาพสูงสำหรับรถยนต์ไฟฟ้า โดยเทคโนโลยีอี-พาวเวอร์ จะเป็นหนึ่งในกลยุทธ์หลักที่สำคัญของเรา” ฮิราอิ กล่าวเสริม
แนวคิดของการเพิ่มประสิทธิภาพ
รถยนต์ที่ใช้เครื่องยนต์สันดาปภายใน (Internal Combustion Engine – ICE) ทั่วไป ต้องการกำลังจากเครื่องยนต์ในแต่ละช่วงรอบเครื่อง (RPM) ที่เหมาะสมและต้องสัมพันธ์กับแรงต้านที่มาจากการขับเคลื่อนซึ่งรวมไปถึงน้ำหนักที่กำลังบรรทุก ด้วยข้อกำหนดพื้นฐานนี้ทำให้เครื่องยนต์ทั่วไปไม่สามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุดตลอดเวลา อย่างไรก็ตามระบบ อี-พาวเวอร์ ของนิสสัน ใช้เครื่องยนต์สันดาปภายในเพื่อทำหน้าที่เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำหรับระบบขับเคลื่อนไฟฟ้า การทำงานของเครื่องยนต์จะถูกจำกัด ไว้ในช่วงที่มีประสิทธิภาพสูงสุด ทำให้การผลิตไฟฟ้าสู่เครื่องยนต์ และปริมาณไฟฟ้าที่เก็บไว้ในแบตเตอรี่จะถูกนำมาใช้อย่างเหมาะสม
ด้วยแนวความคิดดังกล่าว รวมไปถึงวิวัฒนาการของเทคโนโลยีแบตเตอรี่ และเทคนิคการจัดเก็บพลังงานของนิสสัน จึงสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพเชิงความร้อนได้มากกว่าเครื่องยนต์ทั่วๆไปในปัจจุบัน การพัฒนาอี-พาวเวอร์ รุ่นต่อไปจะยังนำหลักการนี้มาใช้ในการออกแบบและพัฒนาเครื่องยนต์สำหรับระบบอี-พาวเวอร์ ของนิสสัน
แนวคิด STARC
เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพด้านพลังงานความร้อนถึง 50% นิสสัน ได้พัฒนาแนวคิดที่เรียกว่า “STARC” หรือ Strong, Tumble and Appropriately stretched Robust ignition Channel ที่ช่วยให้ปรับปรุงประสิทธิภาพเชิงความร้อนโดยเพิ่มการไหลวนของเชื้อเพลิงไอดีในห้องเผาไหม้ ส่งผลให้การเผาไหม้สมบูรณ์มากขึ้น และได้อัตราส่วนกำลังอัดที่สูงมากขึ้น
สำหรับเครื่องยนต์ทั่วไปจะมีข้อจำกัดในการควบคุมระดับส่วนผสมระหว่างอากาศ และเชื้อเพลิงเพื่อตอบสนองต่อสภาพการขับขี่ที่เปลี่ยนไป ตามสภาวะการใช้งานต่างๆ เช่นการไหลของเชื้อเพลิงในกระบอกสูบ การจุดระเบิด และอัตราส่วนกำลังอัดซึ่งมีประสิทธิภาพในการให้พลังงานในขณะนั้น
อย่างไรก็ตาม เมื่อเครื่องยนต์ทำงานในจุดที่มีประสิทธิภาพสูงสุดสำหรับการผลิตกระแสไฟฟ้าเพียงอย่างเดียว ทำให้นิสสันสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพเชิงความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพเพิ่มมากขึ้น
ซึ่งจากการทดสอบภายใน นิสสันมีประสิทธิภาพเชิงความร้อนถึง 43% เมื่อวัดผลแบบ EGR1 dilution และ 46% เมื่อใช้การวัดผลแบบ lean combustion2 หากเครื่องยนต์มีรอบการทำงาน และการใช้กำลังเครื่องยนต์คง จะได้ประสิทธิภาพเชิงความร้อนถึง 50%
ระบบของนิสสัน อี–พาวเวอร์
เทคโนโลยีอี-พาวเวอร์ เปิดตัวครั้งแรกที่ประเทศญี่ปุ่นในปี 2559 ในรถยนต์ นิสสัน โน้ต อี-พาวเวอร์ซึ่งขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ไฟฟ้า 100% แบบเดียวกันกับ นิสสัน ลีฟ ทำให้ได้กำลังเต็มประสิทธิภาพและการขับขี่ที่เร้าใจทุกอัตราเร่ง โดยมีเครื่องยนต์เบนซินขนาดเล็กทำหน้าที่กำเนิดกระแสไฟฟ้า รวมถึงมี อินเวอร์เตอร์ แบตเตอรี่ และมอเตอร์ไฟฟ้า ซึ่งแตกต่างจากระบบไฮบริดทั่วไปเพราะเครื่องยนต์ไม่ได้ทำหน้าที่ขับเคลื่อนระบบส่งกำลัง
ในช่วงปลายเดือนธันวาคมปี 2563 ที่ผ่านมา นิสสันได้เปิดตัว โน้ต โฉมใหม่ สำหรับตลาดญี่ปุ่น ซึ่งนิสสัน โน้ต รุ่นใหม่นี้มามาพร้อมกับ เทคโนโลยีอี-พาวเวอร์ โดยเฉพาะ และมี ยอดสั่งซื้อไปแล้วกว่า 20,000 คัน ในฐานะรุ่นที่ขายดีที่สุดของบริษัท ในตลาดบ้านเกิด นิสสัน โน้ต มีบทบาทสำคัญและเป็นส่วนหนึ่งของผลิตภัณฑ์ภายใต้ แผนยุทธศาสตร์ นิสสัน เน็กซ์ (Nissan NEXT) ทั่วโลก
1 เทคโนโลยีที่หมุนเวียนก๊าซไอเสียส่วนหนึ่งหลังจากการเผาไหม้กลับเข้าสู่ห้องเผาไหม้
2 การเผาไหม้ที่มีอัตราส่วนผสมของเชื้อเพลิงอากาศที่มีอากาศมากกว่าอัตราส่วนอากาศต่อเชื้อเพลิงตามทฤษฎี (ซึ่งปฏิกิริยาของเชื้อเพลิงและออกซิเจนมีสัดส่วนที่สมบูรณ์แบบนั่นคืออัตราส่วนของอากาศที่เผาไหม้อย่างสมบูรณ์ต่อเชื้อเพลิง) การเผาไหม้แบบลีนที่มีอัตราส่วนอากาศส่วนเกินเท่ากับ λ = 2
