Er is niets zo mooi als de aanblik van een snelweg die verandert in een parkeerplaats. Auto’s staan bumper aan bumper en kruipen met pijnlijke traagheid naar voren. De psychologische tol is onmiddellijk. Je bent te laat voor een vergadering en zit vast in een metalen kist, terwijl de veiligheidsgordel in je schouder prikt. Claustrofobie treedt op. Je kunt er niet meer uit. Je moet wachten tot de patstelling afneemt.
Maar de stress is niet alleen mentaal. Je motor draait nog.
Op een zinderende middag in juli kunt u de stralingswarmte voelen van de uitlaatpijpen rondom uw auto. Je verbrandt gas terwijl je nergens heen gaat. Stationair draaien is een van de meest inefficiënte manieren om brandstof te gebruiken. Je gooit letterlijk geld uit het raam.
De kosten reiken verder dan uw portemonnee. De koolstofemissies van interne verbranding stijgen in de atmosfeer. Deze smog draagt bij aan het stedelijke hitte-eilandeffect, waardoor de lokale temperaturen in grootstedelijke gebieden stijgen. Het is een dubbele straf: financieel en ecologisch.
Chauffeurs zoeken naar antwoorden. Nu de olieprijzen volatiel zijn en de bezorgdheid over het milieu toeneemt, voelt de conventionele verbrandingsmotor zich ouderwets. Er is een oplossing voor de stop-and-go-nachtmerrie. Het wordt een idle-stop-systeem genoemd.
De werking van stop-startefficiëntie
Een stationair-stopsysteem, ook wel start-stopsysteem genoemd, schakelt de motor automatisch uit wanneer het voertuig tot stilstand komt. Hij start opnieuw op het moment dat u de rem loslaat of de koppeling inschakelt. Deze technologie vormt de ruggengraat van wat de industrie nu milde hybrides noemt.
In tegenstelling tot volledige hybrides die een elektromotor gebruiken om de wielen aan te drijven, vertrouwen milde hybrides voor de voortstuwing op de motor. De elektromotor helpt alleen tijdens het accelereren of door hulpsystemen aan te drijven. De Idle-Stop-functie is de meest voorkomende toepassing van deze mild-hybride architectuur.
Het doel is simpel: onnodig brandstofverbruik tijdens stilstandperiodes elimineren. Wanneer u voor een rood licht wacht, slaapt de motor. Er wordt geen brandstof verbrand. Er komt geen uitstoot vrij. Wanneer u klaar bent om te vertrekken, wordt de startmotor onmiddellijk ingeschakeld. De overgang is snel. Moderne systemen hebben de vertraging teruggebracht tot bijna onmerkbare niveaus.
Waarom traditioneel stationair draaien inefficiënt is
Verbrandingsmotoren zijn ontworpen om met specifieke toerentallen te werken voor optimale efficiëntie. Door stationair te draaien, blijft de motor op een laag toerental draaien zonder nuttig werk te doen. Het brandstof-luchtmengsel verbrandt, maar de energie gaat verloren door wrijving en hitte.
Denk eens aan de cijfers. Een typische sedan kan tijdens stationair draaien tussen de 0,2 en 0,5 gallon brandstof per uur verbruiken. Meer dan een week pendelen door druk verkeer telt dit op. U betaalt niet alleen voor de brandstof; u betaalt voor de slijtage van componenten zoals de bougies en olie, die sneller verslechteren onder inefficiënte bedrijfsomstandigheden.
Het stationair-stopsysteem doorbreekt deze cyclus. Door de brandstoftoevoer volledig te verminderen terwijl hij stilstaat, worden hulpbronnen gespaard. Het vermindert de belasting van de accu en de starter, hoewel deze componenten zijn versterkt om de langere inschakelduur aan te kunnen.
De rol van milde hybrides bij het terugdringen van de uitstoot
Milde hybrides integreren een riemaangedreven startergenerator (BSG) of een geïntegreerde startergenerator (ISG). Deze apparaten verzorgen het herstartproces van de motor. Ze zijn robuuster dan conventionele starters. Ze bieden ook koppelondersteuning tijdens het accelereren, waardoor de vermogensafgifte wordt afgevlakt.
Door deze opstelling kan de motor vaker en voor langere tijd worden uitgeschakeld. In druk stadsverkeer kan de motor gedurende een aanzienlijk deel van de rit uitgeschakeld zijn. Het resultaat is een meetbare daling van de CO2-uitstoot.
Regelgevende instanties over de hele wereld scherpen de normen voor het brandstofverbruik aan. Autofabrikanten adopteren stationair-stoptechnologie als een kosteneffectieve manier om aan deze eisen te voldoen zonder hele aandrijflijnen opnieuw te ontwerpen. Het is een stapsgewijze verandering met een cumulatieve impact.
Impact op het brandstofverbruik in de praktijk
De brandstofbesparing varieert afhankelijk van de rijomstandigheden. In stop-and-go-verkeer kan de
Hoe milde hybrides eigenlijk werken
Je hoort veel over volledige hybrides. De industrie draait hard op elektrificatie, en de marketingbudgetten weerspiegelen dat. Maar milde hybrides worden ook stilletjes belangrijker. Laat je niet misleiden door de naam. Het zijn geen hybriden in technische zin. Er is geen elektromotor die de wielen aandrijft. Je verbrandt nog steeds benzine om rotatiebewegingen te creëren. De accu bestaat, maar zijn taak is totaal anders dan wat je ziet in een Prius of een Toyota RAV4 Hybride.
De primaire functie is het ondersteunen van het start-stopsysteem. Deze technologie schakelt de motor uit wanneer de auto stilstaat of uitrolt om brandstof te besparen. Een rood licht? Motor uit. Geen gasverbranding. Wanneer het licht groen wordt en u het pedaal indrukt, start de motor opnieuw. Het gebeurt zo snel dat je het misschien niet eens merkt. De schorsing vervalt niet. De besturing gaat niet zwaar. Het voelt alsof de auto nooit heeft stilgestaan.
Het systeem is gebaseerd op drie kerncomponenten: de verbrandingsmotor, een elektrische startgenerator en een batterij met hoge capaciteit. De energie stroomt in beide richtingen, afhankelijk van de rijtoestand. Dit is waar regeneratief remmen in het spel komt. Het is niet alleen voor kustvaart. Wanneer u in beweging bent en begint te remmen, zetten de wielen de elektrische generator aan. Die rotatie-energie wordt omgezet in elektriciteit. De generator stuurt die lading naar de accu. Het slaat het op. Wanneer u later opnieuw moet opstarten, stuurt de accu stroom via de starter. Eenvoudig. Efficiënt.
Welke auto’s zijn voorzien van Idle-Stop-technologie?
Dit is niet exclusief voor één fabrikant. Bijna elke grote autofabrikant heeft een versie van deze technologie in zijn assortiment geïntegreerd. Je vindt het in compacte sedans, middelgrote SUV’s en zelfs enkele prestatiegerichte modellen. De uitvoering varieert. Sommige systemen zijn eenvoudig en sluiten de motor af bij volledige stilstand. Anderen zijn geavanceerder en kunnen opnieuw starten voordat de auto volledig tot stilstand is gekomen als het verkeer naar voren komt.
Kijk naar het compacte SUV-segment. Merken als Honda, Toyota en Ford hebben deze systemen op grote schaal toegepast in modellen als de CR-V, RAV4 en Escape. Je ziet ze ook in reguliere sedans zoals de Honda Accord, Toyota Camry en Ford Fusion. De technologie is ook doorgedrongen tot zuinige auto’s. De Nissan Versa en Hyundai Elantra zijn vaak uitgerust met deze systemen om aan strengere emissienormen te voldoen zonder al te veel vermogen op te offeren.
In het luxesegment gebruiken BMW, Mercedes-Benz en Audi deze systemen al jaren. Ze worden vaak gecombineerd met complexere mild-hybride architecturen die de motor kort kunnen ondersteunen tijdens het accelereren. Het gaat hier niet alleen om het besparen van een liter gas hier en daar. Het gaat om het voldoen aan de wettelijke eisen. Steden scherpen de emissieregels aan. Autofabrikanten moeten de wagenparkgemiddelden verlagen. Milde hybrides bieden een relatief goedkope manier om aan de regelgeving te voldoen.
“De batterij in een milde hybride is nog steeds erg belangrijk, maar het voornaamste doel ervan is als onderdeel van het stationair-stopsysteem.”
Niet alle start-stopsystemen zijn gelijk. Sommigen voelen zich schokkerig. De motor kan sputteren wanneer deze opnieuw wordt gestart. Het kan gebeuren dat de airconditioning uitvalt, waardoor u in het zomerse verkeer gaat zweten. Anderen zijn verfijnd. De herstart verloopt stil. De klimaatregeling blijft ingeschakeld. Het verschil zit vaak in de kwaliteit van de startgenerator en het accumanagementsysteem. Voertuigen uit het hogere segment krijgen meestal de betere implementatie. Voor die gladheid betaal je.
adoptie door consumenten
De realiteit van milde hybrides en de opkomst van Smart Idle-Stop
Laten we eerlijk zijn vanaf de poort. De brandstofbesparing van een milde hybride zal je niet rijk maken. Je zult niet het soort cijfers zien dat je krijgt met een volledig hybride aandrijflijn. Maar dat betekent niet dat de technologie nutteloos is. Stop-startsystemen zijn een echte stap voorwaarts voor conventionele verbrandingsmotoren. Ze richten zich op de twee grootste vijanden van het brandstofverbruik: stationair draaien en de stop-and-go-nachtmerrie van rijden in de stad.
Dit is geen nieuw concept. De technologie zweeft al jaren rond, maar de adoptie neemt eindelijk toe. We zien een verschuiving van niche-implementaties naar bredere acceptatie bij grote fabrikanten.
Europese en Japanse adoptie
De meeste early adopters komen uit Europa of Japan. Het is logisch. De verkeersdichtheid en brandstofbelastingen in die markten hebben ingenieurs gedwongen naar efficiëntie te kijken waar andere regio’s zich misschien niet druk over zouden hebben gemaakt.
Denk eens aan de MINI Cooper. Deze kleine auto, gebouwd onder de paraplu van de BMW Group, is sinds 2007 voorzien van stationair-stoptechnologie. Het is een subtiel kenmerk dat vaak over het hoofd wordt gezien door kopers die zich richten op stijl of merkerfgoed, maar het komt neer op duizenden kilometers.
Audi volgde later dit voorbeeld. In het tweede kwartaal van 2009 introduceerde de Duitse autofabrikant stationair-stopsystemen voor de A3-, A4- en A5-modellen. Ze gaven aan dat zelfs kopers van premium sedans niet waren vrijgesteld van efficiëntie-eisen.
Mazda’s SISS: Verbranding boven starten
De belangrijkste recente ontwikkeling komt van Mazda met de Mazda3. Vanaf eind 2009 introduceerde dit voertuig een slimmere variant van het standaard stationair-stopsysteem.
Hier is het probleem met conventionele systemen: ze vertrouwen op een traditionele elektrische startmotor. Die motor trekt veel stroom uit de accu. Het opnieuw opstarten kan traag aanvoelen. Er is sprake van vertraging. Het doodt de naadloze ervaring die bestuurders verwachten.
Mazda loste dit op door verbranding te gebruiken om de motor opnieuw te starten. Ze noemen het het Smart Idle Stop-systeem of SISS.
De truc ligt in directe injectie en nauwkeurige sensorgegevens. Wanneer u tot stilstand komt, positioneren de sensoren van het systeem de zuigers van de motor op specifieke locaties binnen elke cilinder. Dit is niet willekeurig. De computer identificeert welke cilinder volledig onder druk staat en klaar is om te vuren.
Bij het opnieuw starten wordt brandstof rechtstreeks in die specifieke cilinder geïnjecteerd. Het lucht-brandstofmengsel ontbrandt. De motor komt onmiddellijk weer tot leven. Geen startmotorgejank. Geen vertraging.
De cijfers liegen niet
Het resultaat van deze mechanische verschuiving is meetbaar. Mazda beweert dat hun motoren in slechts 350 milliseconden opnieuw opstarten. Vergelijk dat eens met conventionele systemen, waarbij het ongeveer twee keer zo lang duurt voordat de krukas weer draait.
De efficiëntiewinst is evenzeer concreet. Mazda rapporteert een vermindering van 10 procent in het brandstofverbruik in stadsomstandigheden. Dat is belangrijk voor een auto die niet plug-in is. Het is het soort verbetering dat ertoe doet als je naar een prijs-per-gallon-sticker staart.
Deze kleine verbetering in het herstartmechanisme verandert de vergelijking voor stadsbestuurders. Het verandert een hinderlijk kenmerk in een tastbaar voordeel.
Voor degenen die dieper graven in hybride technologie en brandstofefficiëntie: het landschap verandert snel. De kloof tussen milde hybrides en volledige hybrides wordt kleiner op het gebied van rijervaring, ook al blijft de mechanische complexiteit anders.
Bronnen
- Abuelsamid, Sam. “Paris Preview: Mazda introduceert een nieuw, slimmer Smart Idle Stop-systeem.” AutoBlogGreen.com. 10 september 2008.
- HybridCars.com. “Stop-Start-motorhybriden.”
- Korzeniewski, Jeremy. “Audi kondigt introductie aan van stop/start-technologie.” AutoBlogGreen.com. 8 mei 2009.
- Pollard, Tim. “MINI stop-start.” AutoMagazine.com. 3 september 2007.
*Richard, Michael Graham. “Ben je het beu om nul kilometer per gallon te halen? Stop/start-technologie is iets voor jou.” Treehugger.com. 8 februari 2008. - Amerikaanse ministerie van Energie. “Stop/Start: Overzicht.”
