A indústria automobilística está adotando rapidamente a hibridação eletrificada, aproveitando sistemas de alta tensão para melhorar a eficiência e o desempenho de combustível. De fato, os analistas preveem que os trens de força híbridos – impulsionados por tecnologias como o E-Turbo da Garrett – comandarão 25% do mercado global de veículos leves em 2023 e mais de 30% até 2030
O E-Turbo da Garrett é a primeira inovação da indústria de veículos de passageiros. Ele elimina o turbo lag, graças a um motor elétrico de alta velocidade posicionado diretamente no eixo turbo entre o compressor e a turbina. Também recupera energia, tornando-se um contribuinte líquido para o sistema de gerenciamento de energia do veículo. Como resultado, o E-Turbo amplia os limites do tamanho reduzido do motor por meio de eficiência e melhorias significativas de desempenho.
Esta inovação premiada, desenvolvida por engenheiros do Centro de Excelência em Eletrificação da Garrett, representa um marco tecnológico significativo na eletrificação do trem de força híbrido – fornecendo um roteiro para a conformidade com emissões mais rigorosas e regulamentos de economia de combustível ou CO2 sem comprometer o desempenho.
Aqui estão 7 aspectos únicos sobre como o E-Turbo da Garrett ajudará a moldar o futuro da eletrificação:
1. Inovação Premiada
O E-Turbo da Garrett foi reconhecido em 2021 com um Prêmio Automotive News PACE (Premier Automotive Suppliers’ Contribution to Excellence). É uma inovação pioneira no mundo, utilizando um motor elétrico de alta velocidade posicionado no eixo turbo para girar o compressor mais rapidamente e eliminar o lag. Para trens de força híbridos, isso melhora drasticamente o desempenho transitório do motor e o torque de baixa qualidade, oferece mais potência e resposta mais rápida, permitindo a eficiência do motor por meio da recuperação de energia.
2. Corrida Comprovada, Pronta para a Estrada
Os rápidos avanços da Garrett na tecnologia de eletrificação são um resultado direto do trabalho na Fórmula 1 TM (F1TM) e Le Mans como fornecedor oficial de equipes de renome mundial. As equipes de corrida de Le Mans hibridizaram seus trens de força primeiro, enquanto a F1 foi ainda mais longe, hibridizando o carro e seu sistema de reforço. E em breve uma grande montadora lançará um carro de passageiros híbrido equipado com o E-Turbo da Garrett ainda em 2022 – um dos 10 programas globais de OEM em andamento que farão com que a arquitetura Garrett E-Turbo penetre cada vez mais nos trens de força híbridos eletrificados.
3. Sem desperdício
O E-Turbo da Garrett pode ser usado como motor e gerador. O motor do tamanho da palma da mão – situado no eixo turbo entre os estágios do compressor e da turbina – não apenas suporta o sistema de reforço, mas também pode alimentar o motor híbrido diretamente ou recarregar a bateria.
Como tal, torna-se um contribuinte líquido para o sistema de gerenciamento de energia do veículo, permitindo que os engenheiros escolham quando e como usar ou recuperar energia. Isso aumenta a flexibilidade das estratégias de eficiência de combustível entre o sistema híbrido e os pontos de operação do motor.
4. Possibilitando um Futuro de Alta Eficiência com Lambda 1
Eletrificar um turbocompressor elimina a necessidade de uma pequena turbina de alta eficiência para acionar o compressor a baixas taxas de fluxo. O motor elétrico e o compressor de grande alcance da E-Turbo melhoram a resposta de baixo custo e estendem o desempenho de ponta, o que significa que a turbina pode ser do tamanho certo para a potência nominal Lambda 1. Isso, juntamente com a energia recuperada, ajuda o sistema elétrico do veículo a contribuir para as relações estequiométricas ar/combustível necessárias para atender à futura legislação de emissões.
5. Redução Eletrizante do Motor Híbrido
A tecnologia E-Turbo ajuda a permitir uma estratégia de hibridização de tamanho reduzido do motor. Ao eliminar o atraso, não há necessidade de compensação de tamanho e inércia devido a alvos conflitantes de estado estacionário e transitórios. Em vez disso, os engenheiros podem se concentrar na solução aerodinâmica ideal para economia de combustível e energia, confiantes de que o E-Motor compensará qualquer aumento da inércia
Como resultado, quando o E-Turbo é emparelhado com hibridação, um motor de 4 cilindros pode substituir um turbo duplo V8 e oferecer benefícios de CO2 e emissões, juntamente com uma ótima experiência de condução.
6. Dando adeus ao Turbo Lag
O E-Turbo oferece a eficiência de um turbo grande com atraso zero. Qualquer atraso potencial de inércia é superado pelo motor eletrônico que gira o compressor mais rapidamente, melhorando drasticamente o desempenho transitório do motor e o torque de ponta. Este é o resultado direto dos avanços internos da Garrett em motores de alta velocidade, motores de densidade de alta potência, inversores de alta corrente e frequência de comutação e software de controle de motor.
7. Preparando-se para Eletrificação Pesada e Além
A tecnologia E-Turbo estende os benefícios da eletrificação híbrida para o setor de serviços pesados na rodovia, permitindo reforço elétrico, composição turbo e gerenciamento térmico aprimorado após o tratamento. Isso abre o potencial de economia de combustível de 2-5% com redução ou redução do tamanho do motor, 20% de redução de NOx e fuligem do motor por meio de operações transitórias, eficiência térmica de freio de referência e melhor custo geral do sistema. Além disso, a energia coletada pelo E-Turbo é fornecida diretamente a um motor eletrônico, fornecendo torque adicional à linha motriz, reduzindo a carga do motor e minimizando a queima e as emissões de combustível.
Para veículos fora de estrada, como tratores agrícolas, o E-Turbo pode ajudar a aumentar a produtividade, graças à economia de combustível e à melhoria das emissões resultantes de motores de baixo porte mais compactos.
Fonte: Garrett Motion