De geest van het EV-1-verleden.
In 1996 dropte General Motors de EV-1 in Saturn-showrooms in Californië en Arizona. Het was pure elektriciteit. Geen uitstoot. Geen gas. Zeven jaar lang werden ruim duizend van deze strakke sedans verhuurd aan early adopters die aan de pomp wilden ontsnappen. Toen trok GM de stekker eruit. De consensus? De consumentenvraag was zwak. Batterijtechnologie was primitief. Het grootste deel van de vloot kwam niet op opritten terecht. Ze kwamen terecht in brekerbakken.
Snel vooruit naar eind jaren 2000.
De gasprijzen zijn gestegen. De batterijdichtheid is verbeterd. En GM is terug in het spel. Maar ze herhalen de geschiedenis niet. Ze veranderen de regels volledig met het E-Flex Propulsion System. Dit platform vormt de basis voor de Chevrolet Volt, een plug-in hybride elektrische auto (PHEV) die eind 2010 in de showrooms zal verschijnen.
Зміст
Hoe E-Flex verschilt van traditionele hybrides
De meeste mensen verwarren de Volt met een standaard hybride zoals de Toyota Prius. Ze zijn niet hetzelfde. Het onderscheid is belangrijk.
Bij een standaard hybride is de verbrandingsmotor (ICE) mechanisch gekoppeld aan de wielen. Het helpt de auto te duwen, vooral tijdens het accelereren. Zonder de gasmotor kan de elektromotor het zware werk niet doen. Het is een partnerschap.
“Onze motor is niet direct verbonden met de wielen en gaat pas aan als de accu leeg is”, aldus GM-woordvoerder Dave Darovitz.
GM-ingenieurs noemen de opzet van de Volt een ‘revolutionaire draai’. De wielen worden uitsluitend elektrisch aangedreven. Altijd. Ook als de gasmotor draait.
Hier is de truc. De benzinemotor fungeert als range extender. Het is een stationaire boordgenerator. Zodra het batterijpakket leeg is, draait de ICE op. Het bestuurt de auto niet. Het genereert elektriciteit om de batterij op te laden, die vervolgens de elektromotor aandrijft. Geen mechanische koppeling. Geen koppeling. Gewoon puur elektrische voortstuwing, ondersteund door een gasgestookte generator.
De 40-mijlregel
Waarom is deze opstelling belangrijk voor uw dagelijkse woon-werkverkeer?
Nadat de Volt ‘s nachts op een standaard huishoudelijk stopcontact is aangesloten, biedt hij een volledig elektrisch bereik van maximaal 64 kilometer. Dat is genoeg voor het meeste dagelijkse woon-werkverkeer. Je verbrandt geen gas. U betaalt voor elektriciteit.
Zodra die 40 mijl voorbij zijn, treedt de range extender in werking. De auto blijft elektrisch rijden. De batterij behoudt zijn lading. Je voelt nooit een verschuiving in de vermogensafgifte omdat de aandrijflijn nooit verandert. Het is gewoon een elektrische auto met een eindeloze stroomvoorziening.
Maar wat voedt die batterij? En hoeveel gaat dit u eigenlijk kosten vergeleken met een benzineslurper?
De E-Flex-batterij
We moeten onder de motorkap kijken. Concreet in het hart van het E-Flex-platform.
De batterij: zwaar tillen, laag profiel
We hebben het hier over een stuk lithium-ionchemie van 400 pond. 181 kilogram pure energiedichtheid. Er wordt tot 16 kilowattuur elektriciteit opgewekt. Dat is het hart van het E-Flex-systeem.
Waarom doet dit er toe? Omdat eerdere pogingen tot elektrische voertuigen opgeblazen waren. Neem de GM EV-1. Er werd gebruik gemaakt van een loodzuurpakket. Het geleverde vermogen was ongeveer gelijk aan wat E-Flex vandaag de dag levert, maar het gewicht? De EV-1-batterij woog ongeveer 2.200 pond. Dat is bijna een ton meer dood gewicht.
De geometrie van de cellen maakt het verschil. De meeste elektrische voertuigen uit die tijd gebruikten cilindrische lithium-ioncellen. E-Flex gaat plat. Platte cellen nemen minder ruimtelijk volume in beslag. Je stopt meer energie in dezelfde voetafdruk. Ook koeling wordt triviaal. Vloeistof stroomt over een vlak oppervlak zonder turbulentie te bestrijden.
Het is niet zomaar een onderdeel. Het is structureel.
De accu is te groot voor een motorruimte. Het is in het chassis ingebouwd. Een T-vormige rail loopt van voor- naar achteras. De bovenkant van de T zit onder de achterpassagiersstoel. Deze plaatsing beschermt de roedel bij een botsing. Het verlaagt ook het zwaartepunt.
Tony Posawatz, die later de leiding zou nemen over de Chevrolet Volt-lijn, zei het ronduit: “Het hart en de ziel van [het E-Flex-platform] is de batterij, met een voertuig er bovenop.”
Ingenieurs weten hoe ze een motor moeten vastschroeven. Ze weten hoe ze een transmissie moeten monteren. Maar een enorm batterijpakket integreren? Het beheren van de verwarming, de koeling, de exotische materialen? Dat was onbekend terrein.
Brandstofcellen op waterstof? Dat is een toekomstig probleem. Infrastructuur ontbreekt. Elektrisch opladen? Het rooster is er al. Posawatz noteerde de berekening duidelijk: elektriciteit kost één of twee cent per mijl. Benzine kost tien cent. De economie werkt zonder te wachten op nieuwe pijpleidingen.
Rijdynamiek en opladen
De E-Flex-accu voedt een elektromotor. Deze motor drijft de voorwielen aan. Stilte is het eerste wat je opmerkt. Geen verbrandingsgeluid. Gewoon bandengebrul.
Het vermogen ligt rond de 120 kilowatt. Dat komt neer op ongeveer 160 pk. Cijfers klinken bescheiden totdat je je herinnert hoe elektromotoren zich gedragen. Verbrandingsmotoren moeten toeren maken om koppelpieken te bereiken. Elektromotoren leveren direct koppel. Nul tot 100 km/uur gebeurt in minder dan 9 seconden.
Het voelt niet als een zuinige auto. Het voelt als een V-6 sportsedan die vanuit een stoplicht opstijgt. De versnelling is onmiddellijk. Onverbiddelijk.
Regeneratief remmen speelt hierbij een grote rol. Wanneer u het gas loslaat of op de rem tikt, keert de motor om. Het wordt een generator. Het vangt kinetische energie op. Het voert die energie terug naar de batterij. De lage montagepositie van de accu draagt bij aan de stabiliteit tijdens deze hoge G-manoeuvres.
Opladen is alledaags. Het maakt gebruik van dezelfde lithium-ionchemie als uw laptop of telefoon. Gewoon opgeschaald.
Sluit de stekker aan op een standaard huishoudelijk stopcontact van 110 volt. Elk keukenstopcontact werkt. GM verwacht dat de meeste gebruikers ‘s nachts in hun garage zullen opladen. Dat duurt ongeveer zes uur. Als je een circuit van 220 volt hebt, halveer die tijd dan. Drie tot vier uur.
Andrew Farah, hoofdingenieur van de Volt, wilde het proces demystificeren. De componenten zijn complex. De ervaring niet. De auto draaiende houden is net zo eenvoudig als het aansluiten van een lamp. Er zit een stekker aan de zijkant van de auto. Je plugt hem in de muur. Dat is het.
De E-Flex Range Extender
Op het moment dat de initiële batterijlading afneemt, neemt de range extender het over. GM noemt het zo, maar functioneel gezien is het gewoon een verbrandingsmotor die voorin het voertuig zit. In het Chevrolet Volt-concept is het een 1,0-liter driecilindermotor. Het drijft de wielen niet rechtstreeks aan. Het laat een generator draaien om de batterij bij te vullen. De brandstoftank heeft een inhoud van 12 gallons.
Ingenieur Andrew Farah zegt het duidelijk. De meeste elektrische voertuigen zijn eenvoudig. Batterij. Motor. Dat is alles. Geen batterij meer? Jij bent aan het pushen. Op het E-Flex-platform gebeurt dat niet. De benzinemotor elimineert de ‘angst voor het bereik’ waardoor bestuurders naar meters staren en berekenen of ze genoeg energie hebben om thuis te komen.
Je hebt nog steeds gas nodig. Alleen al op accu kan de auto 40 kilometer ver rijden. Daarna? De gasmotor slaat aan. Het is niet optioneel als je in beweging wilt blijven.
Het veld van GM is agressief. Ze beweren dat de gemiddelde bestuurder 500 liter brandstof per jaar bespaart. Bijna geen benzinestationbezoeken. Geen typische motoronderhoudsschema’s. Ze willen dat je zoveel mogelijk de stekker in het stopcontact steekt om de batterij op peil te houden.
Brandstofflexibiliteit en waterstofplannen
Ingenieurs kijken al verder dan alleen benzine. Het doel is een range extender die werkt op benzine of E85-ethanolmengsels. In Europa testen ze diesel. Er is ook een waterstofbrandstofcelvariant in ontwikkeling.
“Je zou het grootste deel van de tijd de brandstofcel gebruiken, en de batterij niet zo veel.”
In die configuratie verwijder je de range extender en generator geheel. Waterstofcellen nemen hun plaats in. De batterij speelt een ondergeschikte rol. Het is een andere architectuur, maar de E-Flex-filosofie blijft.
Nul-uitstoot voor het dagelijkse woon-werkverkeer
GM wil dat deze auto’s schoon zijn. Echt schoon. Gedurende de eerste 40 kilometer rijden is de uitstoot nul. De elektromotor stoot geen chemicaliën uit. Geen verontreinigende stoffen. Geen uitlaat.
Zodra de motor aanslaat, neemt de efficiëntie toe. De ingenieurs van GM schatten ongeveer 50 mijl per gallon als de range extender actief is. De conceptauto beloofde een actieradius van meer dan 900 kilometer. De productieversie biedt ongeveer 360 mijl. Waarom de daling? Kleinere benzinetank. Minder gewicht.
GM-functionarissen beweren dat de verlaging zinvol is. Darovitz vroeg waarom iemand brandstof mee zou nemen die hij misschien nooit zou gebruiken. De meeste Amerikanen rijden niet meer dan 400 mijl zonder te stoppen. GM schat zelfs dat meer dan 75 procent van de Amerikaanse pendelaars minder dan 65 kilometer per dag rijdt.
Als de E-Flex-voertuigen hun doelen bereiken, gebruiken die pendelaars nooit een druppel benzine. Geen schadelijke uitstoot tijdens de dagelijkse sleur. De kleinere tank zou ironisch genoeg het algehele brandstofverbruik kunnen verhogen, zelfs als u er zelden gebruik van maakt. Maar als je besluit de snelweg op te gaan? Je krijgt nog steeds die 50 mpg.
Dus wanneer kun je de Chevy Volt eigenlijk kopen? En wat staat er nog meer op de E-Flex roadmap? Het volgende hoofdstuk bevat de prijs- en beschikbaarheidsgegevens.
Het E-Flex-platform en de ambitieuze routekaart van de Volt
De Chevrolet Volt arriveerde op de North American International Auto Show (NAIAS) van 2007 als het vlaggenschip van GM’s nieuwe E-Flex-platform. Het was niet de EV-1. Dat was een eigenaardigheid met twee zitplaatsen en tweedeurs. Dit was een compacte vierdeurs sedan. Vier zetels. In de cabine past een man van 1,80 meter achterin. Maar geen middenstoel. Die ruimte ging naar het accupakket in de vloer. Door het dak laag te houden, werd de luchtstroom bevorderd. Aerodynamica was niet optioneel. GM had dat brandstofverbruik nodig om te kunnen werken.
Er komen was het moeilijkste gedeelte. De tijdlijn voor de Chevrolet Volt was wreed. Ingenieurs wilden de auto’s eind 2010 op de weg hebben. Dat betekende massaal testen. De batterij moest koel blijven. Het moest veilig zijn. Het moest hobbelige wegen overleven. En het moest in massa geproduceerd kunnen worden. Je kunt niet zomaar een prototype met de hand bouwen en er het beste van hopen als je op volume mikt.
De prijs was nog een hoofdpijndossier. GM bracht aanvankelijk $ 30.000 op de markt. Toen werden de gesprekken vaag. Darovitz, een woordvoerder van GM, zei het botweg.
“De prijs van de Chevrolet Volt is nog niet vastgesteld.”
Ze keken naar belastingvoordelen van de overheid. Voordelen voor de klant. Subsidies. Elektriciteitskosten versus benzinebesparingen. Initiële volumes. De prijs zou bij de lancering gekoppeld zijn aan de gasprijzen. Logisch. Als gas $ 5 per gallon kost, verandert de waardepropositie.
Voorbij de sedan: Opel Flextreme en Cadillac Provoq
Maanden na de onthulling van Volt bracht GM de Opel Flextreme uit. Het is de Europese neef. Een stijlvolle vijfdeurs hatchback. Hetzelfde hart. Dezelfde E-Flex-technologie. Maar de range extender was anders. Een 1,3-liter turbodieselmotor. Geen verbrandingsgasmotor. De meeste auto’s in Duitsland rijden op diesel. De thuisbasis van Opel. Dit maakte de Flextreme beter geschikt voor de Europese wegen.
Toen kwam de Cadillac Provoq. Betreed het showcircuit in januari 2008. Een SUV. Maar het maakte gebruik van een E-Flex-systeem gecombineerd met waterstofbrandstofcellen. Geen uitlaatemissies. Gewoon waterdamp.
De cijfers waren indrukwekkend. 280 mijl op waterstof. 20 mijl op elektrische batterij-energie. En dat terwijl er geen schadelijke uitstoot wordt geproduceerd.
Dit waren nog steeds concepten. Maar Farah, de hoofdingenieur, zei dat de componenten zijn ontworpen voor een breed scala aan voertuigen.
“We zouden de beschikbaarheid van dit soort technologie moeten kunnen vergroten, zodat we het in allerlei verschillende auto’s kunnen stoppen die mensen willen.”
Hoe het in elkaar past
Het E-Flex-platform ging niet alleen over één auto. Het was een modulaire benadering van voortstuwing. Of het nu een compacte sedan, een Europese hatchback of een waterstof-SUV was, de onderliggende filosofie bleef hetzelfde. Elektrificatie met een back-up range extender.
Specifiek voor de Volt waren de technische uitdagingen enorm. Thermisch beheer van de batterij. Veiligheid onder stress. Aërodynamische efficiëntie. Dit alles moest samenkomen voordat de productie begon. Het prijskaartje hing nog steeds in de lucht, gekoppeld aan marktomstandigheden en subsidies. Maar de technologie was echt. En het kwam eraan.
Of de prijs van $30.000 ooit stand heeft gehouden, is een ander verhaal. De tijdlijn was ambitieus. Sommigen noemden het onmogelijk. Maar de stukken waren er. De batterij. De motor. De aerodynamica. Het platform.
Wat gebeurt er als de subsidies opdrogen? Of wanneer de gasprijzen dalen? De wiskunde verandert. De Volt is gebouwd voor een specifiek moment in de tijd. Een moment waarop elektriciteit en benzine met elkaar in oorlog waren. En GM wilde de vredeshandhaver zijn. Of de overwinnaar. Het hangt ervan af hoe je het bekijkt.
