Merc se e-bielie kyk na toekoms | Netwerk24
Deur Marnus Hattingh 24 September 2020 00:00
Mercedes het die sluier gelig van sy GenH2-konsepvragmotor, 'n ambisieuse projek om groenenergie ook na die wêreld van swaarvragmotors uit te brei.
Die GenH2 se naam verwys na sy gevorderde aandryfstelsel – 'n brandstofsel wat elektrisiteit opwek waarmee 'n elektriese motor krag aan die voorhaker verskaf.
Brandstofselle werk met waterstof (H2), waar die waterstof in 'n proses van omgekeerde elektrolise in elektrisiteit en waterdamp omgeskakel word.
Waar vervaardigers nog die tradisionele roete met groot batterypakke van litiumioon-selle volg om mediumgrootte elektriese vragmotors mee aan te dryf, raak dinge meer gekompliseerd wanneer jy 'n swaarvragmotor met e-energie wil toerus.
Mercedes se futuristiese e-swaarvragmotor, die GenH2, is nog in die konsepfase, maar die vervaardiger het groot planne – as al die probleme net eers opgelos kan word.
Jy gaan 'n laaibakvol batterye moet saam karwei om genoeg krag te kan wek om 25 ton loonvrag by jou bestemming te kry.
En dan is net die batterypak reeds 'n hele klompie kilo's daarvan.
Om hierdie hekkie te oorkom het Mercedes se witjasse op die brandstofsel besluit om die elektrisiteit mee op te wek, pleks van die eenvoudiger en kommersieel meer gevorderde proses van 'n batterypak. Al die gewone e-voertuie wat ons vandag op die pad het, benut 'n litiumioon-batterypak. Dis net Hyundai, Toyota, Honda en Mercedes wat enkele proefmotors (sedans) het waarvan elektrisiteit met waterstof en 'n brandstofsel opgewek word.
Mercedes se GenH2 baan die weg vir verdere ontwikkeling op hierdie roete om dit ekonomies haalbaar te maak vir die swaarvoertuigbedryf.
Als goed en wel, maar . . .
Die plan lyk só: Die voorhaker het twee brandstofselle wat elkeen 150 kW krag kan opwek. Die waterstof word in vloeibare vorm in twee brandstoftenks van 40 kg elk geberg. Die elektrisiteit gaan na twee e-motors, wat elkeen 230 kW en 1 577 Nm wringkrag bied.
Dit is in 'n "gemaklike" of veilige verstelling. Die stelsel kan vir korter tye onder meer spanning gesit word sodat elke motor tot 330 kW en 2 071 Nm uitstoot.
In kombinasie bied dit dus 'n kragtige voorhaker wat volgens Mercedes voldoende sal wees om 25 ton vrag te kan sleep, terwyl die hele vragmotor 40 ton weeg.
Só lyk die brandstofsel. Vloeibare waterstof word deur die stelsel gestuur in 'n proses van omgekeerde elektrolise sodat die resultaat 'n klein elektriese stroom en waterdamp is. Die waterdamp drup soos waterdruppels by 'n uitlaatpyp uit, terwyl die elektriese stroom krag aan die e-motors verskaf. As die waterstoftenks leeg is, hervul jy dit in 'n kits by 'n vulstasie.
Die 80 kg (40 kg x 2) waterstof wat hy as brandstof benut, is genoeg om die GenH2 'n reikafstand van 1 000 km te bied.
Tot hiertoe is die ingenieurs se teorieë voortreflik. Trouens, hulle stel ook voor dat die vragmotor 'n 70 kWh-battery kry om ekstra sleepvermoë te bied. Dis nou omdat die stelsel nie heeltyds onder daardie hoë druk kan werk nie en dus eerder in matige verstelling gebruik moet word.
Die Mercedes-direksie sê die eerste toetsmuile moet oor drie jaar (2023) by kliënte afgelewer word sodat hulle die e-lorrie kan gebruik en sy verrigting monitor sodat Mercedes praktyk-terugvoering daaroor kan kry.
Daarna moet die vragmotors in 2028 gebou word.
Daar is wel nog 'n haakplek of twee.
Die eerste is die kraguitset van die stelsel, wat eers nog omseil word deur 'n ekstra litiumioon-batterypak by die stelsel te voeg.
Dit neem ekstra ruimte en gewig in beslag en maak die aandryfstelsel meer kompleks. Mercedes sou verkieslik 'n skoner, eenvoudiger oplossing daarvoor wou hê.
Maar ook die relatief beperkte volgehoue kraguitset en hitte-kontrolering gee die witjasse grys hare. Die stelsel het groot potensiaal, maar om dit nou net op 'n konstante hoë piek te kan handhaaf . . .
En dan is daar die waterstof­dilemma. Mercedes wil die waterstof in sy vloeibare formaat benut eerder as 'n gas. Die Duitsers sê as dit vloeibaar is, is die digtheid hoër, wat tot meer krag per volume lei.
Om waterstof egter in sy vloeibare staat te berg is 'n uitdaging.
Dit moet diep verkoel word, ver benede vriespunt, terwyl die berging, beskerming en isolering in die tenks ook als kopsere vir die projekspan veroorsaak.
Mercedes het voorlopig begin met een slim oplossing, naamlik om 'n dubbeltenk-stelsel te ontwerp. Die twee 40 kg-tenks pas binne-in mekaar en word dan deur 'n vakuum in 'n hulsel verpak.
Hoe effektief dit egter is in praktiese toestande is nou die volgende hekkie.
Sal só 'n verpakking die waterstof steeds in sy vloeibare, verkoelde staat kan hou soos die vragmotor stop en ry, en dit in 'n warm klimaat soos die Karoo in Desember? Hitte wat van die teerpad opslaan kan vinnig 'n verpakking se isolasie ten duurste beproef.