Hantu EV-1 Masa Lalu.
Pada tahun 1996, General Motors meluncurkan EV-1 ke ruang pamer Saturnus di California dan Arizona. Itu adalah listrik murni. Nol emisi. Nol gas. Selama tujuh tahun, lebih dari 1.000 sedan ramping ini disewakan kepada pengguna awal yang ingin lepas dari keterpurukan. Kemudian GM mencabut stekernya. Konsensusnya? Permintaan konsumen lemah. Teknologi baterai masih primitif. Sebagian besar armada tidak berakhir di jalan masuk. Mereka berakhir di tempat penghancur.
Maju cepat ke akhir tahun 2000-an.
Harga gas melonjak. Kepadatan baterai telah meningkat. Dan GM kembali bermain. Namun mereka tidak mengulangi sejarah. Mereka mengubah aturan sepenuhnya dengan Sistem Propulsi E-Flex. Platform ini mendasari Chevrolet Volt, kendaraan listrik hibrida plug-in (PHEV) yang dijadwalkan untuk ruang pamer pada akhir tahun 2010.
Зміст
Perbedaan E-Flex dengan Hibrida Tradisional
Kebanyakan orang bingung antara Volt dengan hybrid standar seperti Toyota Prius. Keduanya tidak sama. Perbedaan itu penting.
Pada hibrida standar, mesin pembakaran internal (ICE) dihubungkan secara mekanis ke roda. Ini membantu mendorong mobil, terutama saat akselerasi. Tanpa mesin gas, motor listrik tidak dapat melakukan pekerjaan berat. Ini adalah kemitraan.
“Mesin kami tidak terhubung langsung ke roda dan hanya menyala saat baterai habis,” kata juru bicara GM Dave Darovitz.
Insinyur GM menyebut pengaturan Volt sebagai “putaran revolusioner”. Roda digerakkan semata-mata dengan tenaga listrik. Selalu. Bahkan saat mesin gas hidup.
Inilah triknya. Mesin bensin bertindak sebagai range extender. Ini adalah generator terpasang yang tidak bergerak. Setelah baterai kosong, ICE berputar. Itu tidak mengemudikan mobil. Ini menghasilkan listrik untuk mengisi ulang baterai, yang kemudian menggerakkan motor listrik. Tidak ada tautan mekanis. Tidak ada kopling. Hanya penggerak listrik murni, didukung oleh generator berbahan bakar gas.
Aturan 40 Mil
Mengapa pengaturan ini penting untuk perjalanan harian Anda?
Setelah dicolokkan ke stopkontak rumah tangga standar dalam semalam, Volt menawarkan jangkauan listrik hingga 40 mil (64 kilometer). Itu cukup untuk sebagian besar perjalanan sehari-hari. Anda tidak membakar gas. Anda membayar listrik.
Setelah jarak 40 mil itu berlalu, alat perluasan jangkauan mulai bekerja. Mobil terus bergerak dengan tenaga listrik. Baterai tetap terisi daya. Anda tidak akan pernah merasakan perubahan dalam penyaluran tenaga karena drivetrainnya tidak pernah berubah. Itu hanyalah mobil listrik dengan pasokan listrik yang tidak ada habisnya.
Tapi apa yang menggerakkan baterai itu? Dan berapa biaya sebenarnya dibandingkan dengan boros bahan bakar?
Baterai E-Flex
Kita perlu mencari di balik terpal. Khususnya, di jantung platform E-Flex.
Baterai: Pengangkatan Berat, Profil Rendah
Kita berbicara tentang bongkahan kimia litium-ion seberat 400 pon di sini. Kepadatan energi murni 181 kilogram. Ini menghasilkan listrik hingga 16 kilowatt-jam. Itulah inti dari sistem E-Flex.
Mengapa ini penting? Karena upaya sebelumnya pada kendaraan listrik mengalami kegagalan. Misalnya GM EV-1. Itu menggunakan paket asam timbal. Tenaga yang dihasilkan kira-kira sama dengan yang dihasilkan E-Flex saat ini, namun bobotnya? Baterai EV-1 berbobot sekitar 2.200 pon. Itu hampir satu ton lebih banyak bobot matinya.
Geometri sel membuat perbedaan. Sebagian besar kendaraan listrik pada masa itu menggunakan sel lithium-ion berbentuk silinder. E-Flex menjadi datar. Sel datar mengambil lebih sedikit volume spasial. Anda mengemas lebih banyak energi ke dalam jejak yang sama. Pendinginan juga menjadi hal yang sepele. Fluida mengalir melintasi permukaan datar tanpa melawan turbulensi.
Ini bukan hanya sebuah komponen. Ini bersifat struktural.
Baterainya terlalu besar untuk ruang mesin. Itu dibangun ke dalam sasis. Rel berbentuk T membentang dari poros depan ke belakang. Bagian atas T berada di bawah jok penumpang belakang. Penempatan ini melindungi paket dari benturan. Itu juga menurunkan pusat gravitasi.
Tony Posawatz, yang kemudian mengarahkan lini Chevrolet Volt, secara blak-blakan menyatakan: “Hati dan jiwa [platform E-Flex] adalah baterai, dengan kendaraan di atasnya.”
Insinyur tahu cara memasang baut pada mesin. Mereka tahu cara memasang transmisi. Tetapi mengintegrasikan baterai yang sangat besar? Mengelola pemanasan, pendinginan, material eksotik? Itu adalah wilayah yang belum dipetakan.
Sel bahan bakar hidrogen? Itu adalah masalah di masa depan. Infrastruktur tidak ada. Pengisian listrik? Jaringannya sudah ada. Posawatz mencatat perhitungannya dengan jelas: listrik mengalir satu atau dua sen per mil. Gas berada pada harga sepuluh sen. Perekonomian berjalan tanpa menunggu jaringan pipa baru.
Dinamika Berkendara dan Pengisian Daya
Baterai E-Flex memberi daya pada motor listrik. Motor ini menggerakkan roda depan. Keheningan adalah hal pertama yang Anda perhatikan. Tidak ada suara pembakaran. Hanya deru ban.
Outputnya sekitar 120 kilowatt. Itu mengkonversi menjadi sekitar 160 tenaga kuda. Angka-angkanya terdengar sederhana sampai Anda ingat bagaimana motor listrik berperilaku. Mesin pembakaran internal perlu berputar untuk mencapai puncak torsi. Motor listrik menghasilkan torsi instan. Nol hingga 60 mph terjadi dalam waktu kurang dari 9 detik.
Tidak terasa seperti mobil ekonomis. Rasanya seperti sedan sport V-6 meluncur dari lampu lalu lintas. Akselerasinya langsung terjadi. Tanpa henti.
Pengereman regeneratif memainkan peran besar di sini. Saat Anda melepas gas atau menginjak rem, fungsi motor akan berbalik. Itu menjadi generator. Ini menangkap energi kinetik. Ini memasukkan energi itu kembali ke baterai. Posisi pemasangan baterai yang rendah membantu stabilitas penanganan selama manuver G tinggi ini.
Mengisi daya adalah hal biasa. Ia menggunakan bahan kimia litium-ion yang sama seperti laptop atau ponsel Anda. Baru saja ditingkatkan.
Colokkan ke stopkontak rumah tangga standar 110 volt. Soket dapur apa pun bisa digunakan. GM memperkirakan sebagian besar pengguna akan mengisi daya semalaman di garasi mereka. Itu memakan waktu sekitar enam jam. Jika Anda memiliki sirkuit 220 volt, kurangi waktu tersebut menjadi dua. Tiga sampai empat jam.
Andrew Farah, chief engineer Volt, ingin mengungkap proses tersebut. Komponennya rumit. Pengalamannya tidak. Menjaga mobil tetap berjalan semudah mencolokkan lampu. Terdapat colokan di bagian samping mobil. Anda mencolokkannya ke dinding. Hanya itu saja.
Pemanjang Jangkauan E-Flex
Saat daya baterai awal turun, perluasan jangkauan mengambil alih. GM menyebutnya demikian, namun secara fungsional, ini hanyalah mesin pembakaran internal yang berada di bagian depan kendaraan. Dalam konsep Chevrolet Volt, menggunakan mesin tiga silinder 1.0 liter. Itu tidak menggerakkan roda secara langsung. Ini memutar generator untuk menjaga baterai tetap terisi. Tangki bahan bakar menampung 12 galon.
Insinyur Andrew Farah menjelaskannya dengan jelas. Kebanyakan kendaraan listrik itu sederhana. Baterai. Motor. Itu saja. Kehabisan biaya? Anda mendorong. Di platform E-Flex, hal itu tidak terjadi. Motor bensin menghilangkan “kecemasan jangkauan” yang membuat pengemudi menatap alat pengukur, menghitung apakah mereka memiliki cukup tenaga untuk pulang.
Anda masih membutuhkan bensin. Mobil berjalan hingga 40 mil hanya dengan tenaga baterai. Setelah itu? Motor gas menyala. Ini bukan pilihan jika Anda ingin terus bergerak.
Pitch GM agresif. Mereka mengklaim rata-rata pengemudi menghemat 500 galon bahan bakar per tahun. Hampir tidak ada kunjungan ke SPBU. Tidak ada jadwal servis mesin yang khas. Mereka ingin Anda mencolokkannya sebanyak mungkin agar baterai tetap terkondisi.
Fleksibilitas Bahan Bakar dan Paket Hidrogen
Para insinyur sudah melihat lebih dari sekedar bensin. Tujuannya adalah range extender yang menggunakan campuran bensin atau etanol E85. Di Eropa, mereka sedang menguji solar. Ada juga varian sel bahan bakar hidrogen yang sedang dikembangkan.
“Anda akan menggunakan sel bahan bakar hampir sepanjang waktu, dan baterainya tidak terlalu banyak.”
Dalam konfigurasi itu, Anda menghapus range extender dan generator seluruhnya. Sel hidrogen menggantikan tempatnya. Baterai memainkan peran sekunder. Arsitekturnya berbeda, tetapi filosofi E-Flex tetap ada.
Nol Emisi untuk Perjalanan Harian
GM ingin mobil-mobil ini bersih. Sangat bersih. Untuk perjalanan 40 mil pertama, emisinya nol. Motor listrik tidak mengeluarkan bahan kimia. Tidak ada polutan. Tidak ada knalpot.
Begitu mesin menyala, efisiensi melonjak. Insinyur GM memperkirakan sekitar 50 mil per galon dengan range extender aktif. Mobil konsep ini menjanjikan jangkauan lebih dari 600 mil. Versi produksi menawarkan sekitar 360 mil. Mengapa terjatuh? Tangki bensin lebih kecil. Berat badan lebih sedikit.
Pejabat GM berpendapat pengurangan tersebut masuk akal. Darovitz bertanya mengapa ada orang yang membawa bahan bakar yang mungkin tidak akan pernah mereka gunakan. Kebanyakan orang Amerika tidak berkendara sejauh 400 mil tanpa berhenti. Faktanya, GM memperkirakan lebih dari 75 persen penumpang di AS berkendara kurang dari 40 mil sehari.
Jika kendaraan E-Flex mencapai targetnya, para penumpang tersebut tidak akan pernah menggunakan setetes bensin pun. Tidak ada emisi berbahaya selama kesibukan sehari-hari. Ironisnya, tangki yang lebih kecil mungkin meningkatkan angka penghematan bahan bakar secara keseluruhan, meskipun Anda jarang menggunakannya. Tetapi jika Anda memutuskan untuk berangkat ke jalan raya? Anda masih mendapatkan 50 mpg itu.
Jadi kapan sebenarnya Anda bisa membeli Chevy Volt? Dan apa lagi yang ada dalam peta jalan E-Flex? Bab berikutnya berisi rincian harga dan ketersediaan.
Platform E-Flex dan Peta Jalan Ambisius Volt
Chevrolet Volt hadir di North American International Auto Show (NAIAS) 2007 sebagai andalan platform E-Flex baru GM. Itu bukan EV-1. Itu adalah keanehan dua tempat duduk, dua pintu. Ini adalah sedan kompak empat pintu. Empat kursi. Kabinnya bisa memuat pria setinggi 6 kaki 2 inci di belakang. Tapi tidak ada kursi tengah. Ruang itu menuju ke baterai di lantai. Menjaga atap tetap rendah membantu aliran udara. Aerodinamika bukanlah pilihan. GM membutuhkan penghematan bahan bakar agar dapat bekerja.
Menuju ke sana adalah bagian yang sulit. Garis waktu Chevrolet Volt sangat brutal. Para insinyur menginginkan mobil tersebut dapat beredar di jalan pada akhir tahun 2010. Itu berarti pengujian besar-besaran. Baterainya harus tetap dingin. Itu harus aman. Ia harus bertahan di jalan bergelombang. Dan itu harus diproduksi secara massal. Anda tidak bisa hanya membuat prototipe dan berharap yang terbaik saat Anda menginginkan volume.
Penetapan harga adalah sakit kepala lainnya. GM awalnya memberikan $30.000. Kemudian pembicaraan menjadi tidak jelas. Darovitz, juru bicara GM, terus terang mengutarakannya.
“Harga Chevrolet Volt belum ditentukan.”
Mereka sedang melihat kredit pajak pemerintah. Manfaat pelanggan. Subsidi. Biaya listrik versus penghematan bensin. Volume awal. Harga tersebut akan dikaitkan dengan harga gas saat peluncuran. Masuk akal. Jika harga gas $5 per galon, proposisi nilai berubah.
Melampaui Sedan: Opel Flextreme dan Cadillac Provoq
Beberapa bulan setelah Volt terungkap, GM meluncurkan Opel Flextreme. Itu adalah sepupu Eropa. Hatchback lima pintu yang bergaya. Hati yang sama. Teknologi E-Flex yang sama. Tapi range extendernya berbeda. Mesin turbodiesel 1,3 liter. Bukan mesin gas pembakaran internal. Sebagian besar mobil bertenaga diesel di Jerman. Kandang Opel. Hal ini membuat Flextreme lebih cocok untuk jalan raya Eropa.
Lalu datanglah Cadillac Provoq. Kunjungi sirkuit pertunjukan pada Januari 2008. Sebuah SUV. Tapi menggunakan sistem E-Flex yang dipasangkan dengan sel bahan bakar hidrogen. Tidak ada emisi knalpot. Hanya uap air.
Jumlahnya sangat mengesankan. 280 mil dengan hidrogen. 20 mil dengan energi baterai listrik. Semuanya menghasilkan nol emisi berbahaya.
Ini masih berupa konsep. Namun Farah, chief engineer, mengatakan komponen tersebut dirancang untuk berbagai jenis kendaraan.
“Kita harus dapat memperluas ketersediaan teknologi semacam ini, untuk menerapkannya pada semua jenis mobil yang diinginkan orang.”
Bagaimana Ini Cocok Bersama
Platform E-Flex bukan hanya tentang satu mobil. Itu adalah pendekatan modular terhadap tenaga penggerak. Baik itu sedan kompak, hatchback Eropa, atau SUV hidrogen, filosofi dasarnya tetap sama. Elektrifikasi dengan perluasan jangkauan cadangan.
Khusus untuk Volt, tantangan tekniknya sangat besar. Manajemen termal baterai. Keamanan di bawah tekanan. Efisiensi aerodinamis. Semua ini harus disatukan sebelum produksi dimulai. Label harga masih belum jelas, terkait dengan kondisi pasar dan subsidi. Tapi teknologi itu nyata. Dan itu akan datang.
Apakah titik harga $30.000 akan bertahan adalah cerita lain. Garis waktunya sangat ambisius. Ada yang menyebutnya mustahil. Tapi potongannya ada di sana. Baterai. Motornya. Aerodinamika. Platformnya.
Apa jadinya jika subsidi habis? Atau saat harga bahan bakar turun? Matematikanya berubah. Volt dibangun untuk momen waktu tertentu. Saat dimana listrik dan bensin sedang berperang. Dan GM ingin menjadi penjaga perdamaian. Atau pemenangnya. Tergantung bagaimana Anda melihatnya.
