Pierwsza ciężarówka TATRA z serii Force z napędem hybrydowym już wkrótce będzie miała swoją premierę

Na targach E-Salon w Pradze, które odbędą się w dniach 7-10 listopada, Tatra Trucks a.s oficjalnie zaprezentuje samochód FORCE e-DRIVE 8×8 Hybrid, przeznaczony do weryfikacji hybrydowego układu napędowego.
Połączenie spalinowego silnika wysokoprężnego i elektrycznego generatora prądotwórczego z akumulatorami trakcyjnymi oferuje kilka rodzajów trybu pracy oraz redukcję szkodliwych emisji. Zaletą jest lokalnie czysta, bezemisyjna praca, możliwość bardzo cichej pracy i zmniejszony ślad cieplny, a to wszystko przy zastosowaniu napędu silnikiem elektrycznym i akumulatorów trakcyjnych. Rozszerzony zasięg można wykorzystać także w trybie łączonym.
TATRA TRUCKS mocno dostrzega konieczność stopniowej dekarbonizacji eksploatacji pojazdów, zarówno drogowych, jak i terenowych. Badania i rozwój wariantów klasy tonażowej ciężkiej z napędami alternatywnymi stanowi wkład tej firmy w wyższy poziom ochrony środowiska i zrównoważonego rozwoju.
O pracach nad hybrydowym układem napędem podmiot informował już nieoficjalnie latem roku ubiegłego. Zgodnie z ówczesnymi planami prototyp takiego modelu – w wydaniu wojskowym – miał być eksponowany na targach Eurosatory. Z tych zapowiedzi jednak ostatecznie nic nie wyszło, gdyż firma zdążyła jedynie przygotować pierwszy prototyp w pełni wojskowego wykonania Force w konfiguracji bazowej – spalinowej – 3-osiowej – najpierw na premierę cywilnej gay Phoenix kolejnej generacji, potem już na wspomnianą wystawę Eurosatory. Prace nad hybrydą może więc zostały nieco spowolnione, lecz nadal trwały. Ich rezultat ma właśnie zostać oficjalnie ujawniony w Pradze.

Pierwsze upublicznione grafiki hybrydowej odmiany Force przedstawiają ten pojazd w wersji zdemilitaryzowanej, 4-osiowej. Byłaby to zatem pierwsza wersja 4-osiowa z nowej gamy Force, gdyż dotychczas zaprezentowane auta były to typy: 2-osiowy – pożarniczy, z załogową kabiną i bliźniaczym ogumieniem z tyłu – oraz wskazany 3-osiowy, militarny, z długą kabiną i wyłącznie pojedynczym ogumieniem. Model hybrydowy ma zaś otrzymać kabinę załogową – wydłużoną, czterodrzwiową – oraz wyłącznie pojedyncze ogumienie, co w pewien sposób już determinuje zakres jego potencjalnego wdrożenia – wykorzystania ze względu na bardzo wysoką dzielność terenową – mobilność taktyczną.

W kwestii zestawienia hybrydowego układu napędowego Tatra dotychczas wskazywała, że samochód ten dostanie standardowy własny – czeski silnik spalinowy o nastawie o mocy maksymalnej 300 kW/408 KM i maksymalnym momencie obrotowym 2100 Nm, współpracujący z silnikiem elektrycznym o analogicznej mocy. Poza tym pojemność pokładowych baterii miała być skalowalna w zależności od potrzeb użytkownika w tym zakresie. Baterie wciąż bowiem są jedną z tzw. kluczowych krytycznych składowych zelektryfikowanych ciężarówek ze względu na swoją masę, wymiary i cenę. Oczywiście model hybrydowy pozwala na zredukowanie ich pokładowej liczby/pojemności, niemniej dalej oni w nim występują. Jak mnie zapewnili moi rozmówcy w Tatrze, w oparciu o ten prototypowy egzemplarz mają być dobrane skalowalne pojemności baterii w zależności od przewidywanego zakresu zastosowania. Zarówno w przypadku klientów cywilnych, jak i sił zbrojnych kluczowymi cechami i zaletami hybryd mają być:

• zdecydowanie niższa cena zakupu niż w pełni elektrycznego odpowiednika;
• brak problemów z zasięgiem, jakie wciąż stanowią jedne z kluczowych ograniczeń w pełnej bezdotacyjnej dyfuzji wydań w pełni elektrycznych;
• możliwość wsparcia czy zastąpienia w trakcie hamowania tradycyjnego układu hamulcowego przez układ elektryczny, gdyż w tym trybie silnik elektryczny pracuje jako prądnica, pozwalająca poprzez rekuperację energii (zamiana energii cieplnej normalnie traconej na energię elektryczną) na jej częściowy odzysk;
• poprawa przyspieszeń, gdyż przy starcie czy gwałtownym przyspieszaniu wykorzystuje się silnik elektryczny, dysponujący maksymalnym momentem obrotowym już od 0 obr/min;
• częściowo wynikające z punktów poprzednich zmniejszenie zużycia paliwa i tym samym emisji CO2, w zależności m.in. od warunków eksploatacji, topografii i trudności pokonywanych odcinków, masy ładunku, liczby operacji start&stop, w granicach 15-30%;
• przy hybrydzie równoległej – tu wdrożonej – możliwość pokonywania w trybie w pełni elektrycznym, czyli cichym i bezemisyjnym, przeciętnie do 15-30 km (tyle wstępnie podawała Tatra, zasięg w trybie cichym zależy również bezpośrednio od pojemności pokładowych baterii).

Dla wojska ważne z tego są szczególnie – możliwość poruszania się cichym trybie skrytym przy wyraźnie obniżonej sygnaturze termalnej i akustycznej oraz zwiększony zasięg na jednym tankowaniu, wynikający z mniejszego zużycia paliwa, a przekładający się na spadek wymagań i kosztów w obszarze tzw. śladu logistycznego w zaopatrzeniu.

Poza tym taka samochodowa technologia hybrydowa oznacza dla armii kolejne korzyści w postaci możliwości zasilania z pokładowych akumulatorów licznych urządzeń elektrycznych bez konieczności załączania chwilowego silnika spalinowego oraz możliwość tzw, eksportu energii na zewnątrz. Wówczas taka hybrydowa ciężarówka pracuje jako stacjonarny agregat prądotwórczy. Dlatego też Tatra nie decyduje się w tej sytuacji na downsizing silnika spalinowego, charakterystyczny dla sektora cywilnego.

Ponadto kwestią pokładowej gry kompletacyjnej pozostaje dobór baterii o takiej pojemności – rzędu 100-200 kWh, pomijając problem ich ceny, by z jednej strony nie ważyły zbyt dużo, co negatywnie przekłada się na ładowność, z drugiej natomiast zabezpieczały wymagany zasięg w trybie cichym, w tym przy pracujących urządzeniach pokładowych i zasilaniu urządzeń i osprzętu zewnętrznego. Osobne wyzwanie to zabezpieczenie w wariancie terenowym baterii przed zalaniem. W ciężarówkach szosowych baterie montuje się zazwyczaj – też ze względów bezpieczeństwa, między podłużnicami ramy podwozia, co dodatkowo obniża wysokość środka ciężkości i w efekcie poprawia stabilność w trakcie jazdy. Jednak w ciężarówkach szosowych, takich jak właśnie Tatra z serii Force, ze zrozumiałych względów rozwiązanie takie nie może zostać wprowadzone. W związku z tym baterie wraz z ich układem kondycjonowania trzeba zamontować de facto jak najwyżej, realnie w specjalnym module za kabiną. Tak uczyniła Tatra, ten zakabinowy moduł z zewnątrz bo bokach chroniąc pionowymi prostokątnymi osłonami z tworzywa. Przy czym przed tym modułem, tuż za kabiną, znajduje się moduł ze zbiornikami pokładowych instalacji oraz – po lewej stronie – z chłodnicą. Montaż tu chłodnicy może w takim razie świadczyć, że pierwszy ujawniony prototyp hybrydowego Force nie otrzyma wcale chłodzony powietrzem własny silnik Tatry, lecz chłodzony cieczą silnik Cummins. Jednostka ta może spełniać także normę czystości spalin Euro 6, co jest istotne dla sprzedaży na rynku cywilnym, oraz mogła się okazać łatwiejsza w kontroli pracy, co odgrywa ważne znaczenie w przypadku sprzężenia jej z silnikiem spalinowym w ramach równoległego szeregowego układu napędowego. Przy czym na rysunku poglądowym ewidentnie widać własny silnik Tatry V8 chłodzony powietrzem, a nie silnik Cumminsa. Może to być więc opcja wielofunkcjonalna – zakabinowa chłodnica po lewej stronie może przy silniku Tatry bazowo służyć do optymalizacji temperatury akumulatorów, a po instalacji silnika Cumminsa i niezbędnemu rozbudowaniu chłodzić również to źródło napędu.

O szczegółach konstrukcyjnych poinformujemy, jak tylko zostają one ujawnione przez samą Tatrę na tym etapie rozwojowym tego prototypowego wciąż produktu.

      Tekst: Jarosław Brach

      Zdjęcia: Producent