De revolutie van de hybride - jaren van onderzoek en ontwikkeling

In juni 2011 leverde Volvo Trucks de eerste hybridetruck aan een klant. Nu zijn er ruim 50 Volvo FE Hybrids in bedrijf. Er gingen jaren van onderzoek en ontwikkeling vooraf aan het vervaardigen van deze trucks. De hybridetechnologieën van Volvo Trucks laten nu een veelbelovende toekomst zien.

Volvo Trucks hybridemotor.

De Volvo Group begon al in 1985 met het investeren in hybride-aandrijvingen, maar het duurde tot 2005 voor dit echt van de grond kwam.

Om het belang van de Volvo FE Hybrid volledig op waarde te kunnen schatten, is het nodig te begrijpen hoeveel onderzoek en ontwikkeling er in het project is gestoken. In tegenstelling tot wat vaak wordt gedacht, is het gebruik van elektromotoren geen nieuw concept. De Volvo Group begon al in 1985 met onderzoek naar hybride-aandrijvingen. Deze projecten zijn echter nooit verder gekomen dan prototypen en demonstratiemodellen.

Anders Kroon.

Anders Kroon, Vice President Energy Efficiency & Environment, Volvo Trucks.

“Destijds waren deze projecten meer een waarborg voor het geval we er niet volledig in zouden slagen om aan de emissievoorschriften te voldoen”, zegt Anders Kroon, Vice President Energy Efficiency & Environment bij Volvo Trucks, die ruim een decennium nauw betrokken was bij het hybrideproject. “Ze hadden in het geheel geen markteconomisch aspect en waren niet gericht op het maken van een commercieel levensvatbaar product.” 

Dit veranderde allemaal in 2001, toen Kroon werd gevraagd een onderzoek te starten naar toekomstige brandstoffen. De bevindingen daarvan waren opzienbarend.

“Het was duidelijk dat er niet alleen een eind zou komen aan het tijdperk van probleemloos olie winnen, het einde zou ook snel komen”, herinnert hij zich. “We realiseerden ons al vrij snel dat we alternatieven moesten vinden voor fossiele brandstoffen, en we moesten nu iets doen om er klaar voor te zijn.” 

Vanaf 2002 gingen Anders Kroon en zijn team onderzoek te doen naar verschillende combinaties van elektro- en verbrandingsmotoren. Elektriciteit werd gekozen als de meest rendabele alternatieve energiebron, vanwege de zeer efficiënte conversie naar mechanische energie. En zo kwam de ontwikkeling van de parallelhybride tot stand. Met ondersteuning van de Zweedse overheid en het Amerikaanse Ministerie van Defensie, en met fondsen van de Volvo Group, kon het ontwikkelingsteam een parallelhybridesysteem bouwen dat eind 2005 werd gedemonstreerd. 

We hebben in principe de technologie gereed - nu zijn we die aan het perfectioneren.

Mats Alaküla, Global Advanced Engineering, Volvo Trucks

Toen kwam het grote keerpunt: nadat Leif Johansson, toenmalige ceo van de Volvo Group, de hybride had gezien, maakte hij publiekelijk bekend dat de Volvo Group beloofde om binnen drie jaar een hybride-aandrijving te introduceren.

Miguel Hallgren.

Miguel Hallgren, Product Requirement Manager, Volvo Trucks.

“We hadden er pas drie jaar aan gewerkt, en we hadden officieel nog niet eens een organisatie”, zegt Kroon. “We werden opgejaagd, op jacht naar kennis. Maar in twee en een half jaar beseften we dat we een aandrijflijn gereed hadden voor productie.”

Het resultaat van de inspanningen van Volvo Trucks was de Volvo FE Hybrid, die in 2009 officieel werd gepresenteerd. In 2010 werd het eerste voertuig geleverd aan een klant, en momenteel zijn er ruim 50 hybriden in bedrijf. 

“Dit is de zwaarste in serie geproduceerde hybridetruck die beschikbaar is voor commerciële doeleinden”, zegt Miguel Hallgren, Product Requirement Manager, Volvo Trucks. “Vóór Volvo Trucks had geen enkele andere fabrikant ter wereld een 26-tons truck geproduceerd met een hybride- aandrijving.”

Wanneer enkel de elektromotor is ingeschakeld, is de Volvo FE Hybrid fluisterstil. Wanneer het voertuig tot boven de 20 km/u accelereert, wordt de dieselmotor geactiveerd. De automatische versnellingsbak zorgt voor een optimale balans tussen de twee motoren, wat een hogere efficiency geeft. De accu wordt bijgeladen met de herwonnen energie die wordt gegenereerd tijdens het remmen, waardoor minder energie verloren gaat.

Omdat de Volvo FE Hybrid geen brandstof verbruikt bij lage snelheden en de herwonnen remenergie gebruikt, is de wagen het meest geschikt voor inzet met veel stops en wegrijden. Daardoor halen vuilniswagens de hoogste besparingen, met tot 20% minder brandstof. In combinatie met een elektrische huisvuilopbouw kunnen de besparingen voor het complete voertuig wel 30%bedragen. Stedelijke distributietrucks kunnen ook tot 15% besparen.

Vóór Volvo Trucks had geen enkele andere fabrikant ter wereld een 26-tons truck geproduceerd met een hybride- aandrijving.

Miguel Hallgren, Product Requirement Manager, Volvo Trucks

De feedback van klanten op de Volvo FE Hybrid is overweldigend positief. Niet alleen worden de beloofde brandstofbesparingen gehaald, maar ook zijn de beschikbaarheid en de productiviteit van de truck uitstekend.

“Het grote verschil tussen de Volvo FE Hybrid en andere hybridetrucks is dat het systeem is geoptimaliseerd voor Volvo”, voegt Hallgren eraan toe. “We hebben het hele systeem vanaf het begin geïntegreerd zodat alle componenten optimaal samenwerken, wat een hoog kwaliteitsniveau en extra prestaties garandeert.”

Mats Alaküla.

Mats Alaküla, Global Advanced Engineering, Volvo Trucks.

Zelfs het ontwikkelingsteam is verrast hoe goed de Volvo FE Hybrid presteert.

“Het resultaat is een zeer betrouwbaar voertuig”, zegt Mats Alaküla, Global Advanced Engineering, Volvo Trucks. “In de bustoepassing in Londen had het systeem een hogere beschikbaarheid dan de niet-hybride uitvoeringen van hetzelfde type voertuig, wat volgens mij opmerkelijk is. Dat is een goede indicatie voor de kwaliteit van het product.” 

“Het bouwen is net een atletiekwedstrijd: als je als eerste aankomt, word je gehoord en gezien”, voegt Anders Kroon eraan toe. “Als je over twee of drie jaar naar de markt kijkt, zul je min of meer kopieën zien van wat wij nu hebben.”

Dus wat volgt nu? Is de Volvo FE Hybrid het eindpunt of slechts het begin? “Hybride is een goed begin omdat het brandstofverbruik daalt, maar we verbruiken nog steeds brandstof, dus het probleem is hiermee niet opgelost”, zegt Alaküla. “De volgende stap is om van diesel naar een alternatieve energiebron te gaan, in dit geval elektriciteit als de voornaamste energievoorziening.”

Op korte termijn ligt de nadruk op het verbeteren van de hybride door een grotere accucapaciteit. De hybrideaandrijving kan dan voor meer toepassingen en truckmodellen worden ingezet. Maar er zit een einde aan het herwinnen van remenergie. Voor het overstappen naar een volledige elektrische modus zijn plug-in-oplossingen nodig. Daarom ligt nu de prioriteit op het vinden van manieren om aan te sluiten op een elektrisch netwerk, zonder de rijcyclus van het voertuig te veranderen, bijvoorbeeld opladen terwijl het voertuig toch al stationair draait. Wanneer snelle, praktische aansluitingsmethoden kunnen worden gevonden, leveren bussen het grootste potentieel. Bussen hebben namelijk regelmatige, voorspelbare stops op vaste locaties, maar ook stedelijke distributietrucks kunnen profiteren.

We hebben in principe de technologie gereed - nu zijn we die aan het perfectioneren.

Mats Alaküla, Global Advanced Engineering, Volvo Trucks

“Wanneer een distributietruck tien keer per dag 5-10 minuten stilstaat en beschikt over een redelijk krachtige elektrische aansluiting, zal dat in veel gevallen voldoende zijn”, legt Alaküla uit. “Die trucks kunnen het grootste deel van de werkdag in de elektrische modus rijden, wat goed is voor het milieu en de economie. We hebben in principe de technologie gereed - nu zijn we die aan het perfectioneren.”

Hoe interessant dat ook klinkt, er zitten nog wel beperkingen aan. Het systeem vertrouwt op het frequent stoppen van het voertuig, wat niet praktisch is voor internationaal transport. Maar wat als het mogelijk is om de accu te laden tijdens het rijden? Het concept van elektrische wegen, waarbij voertuigen continu zijn aangesloten op een elektrisch netwerk, klinkt fantasierijk maar het is een idee waar serieus naar wordt gekeken. “Er zijn al testtrajecten gebouwd in de VS, Azië en Europa”, zegt Anders Kroon. 

“Opladen vormt de essentie”, concludeert Mats Alaküla. “Indien we goedkope elektrische energie kunnen leveren, op een stabiele, veilige en gemakkelijke manier, zou dat alles compleet veranderen. Als we dat kunnen bewerkstelligen, vallen de grenzen weg.”
 

Volvo hybride aandrijflijn.

Volvo’s hybride aandrijflijn bleek zo betrouwbaar voor bussen dat het systeem in Londen vaker wordt ingezet dan niet-hybride uitvoeringen van hetzelfde type.

cbe966b4-952c-4e16-942d-630899a0b112

Gerelateerde inhoud

Terugschakelen

De I-Shift-reeks heeft een nieuwe variant: I-Shift met kruipversnellingen. Met de nieuwe versnellingen kan vanuit stilstand worden gestart met ladingen tot 325 ton....

Hoe chauffeurs profijt hebben van Volvo Dynamic Steering

Perfecte stabiliteit bij hoge snelheden, volledige controle bij lage snelheden en aanzienlijk minder belasting op spieren en gewrichten. Sinds de introductie van het baanbrekende VDS-systeem (Volvo Dynamic Steering) in 2013 is het rijgedrag van veel ...

Het juiste gevoel – hoe IFS werd ontwikkeld

De opdracht was duidelijk: ontwikkel een veringssysteem dat Volvo-trucks toonaangevend maakt wat betreft weggedrag en comfort. Het realiseren van dat doel was een uitdaging....

Artikelen filteren

5 true 5