BMW – Πατέντες για monocoque πλαίσιο σε ηλεκτρική μοτοσυκλέτα

Η θήκη της μπαταρίας θα λειτουργεί ταυτόχρονα και ως τμήμα του πλαισίου
motomagBMW – Πατέντες για monocoque πλαίσιο σε ηλεκτρική μοτοσυκλέτα
Από τον

Αλέξανδρο Λαμπράκη

19/1/2024

Σύμφωνα με πατέντες που δημοσιεύτηκαν, η BMW εργάζεται πάνω στην δημιουργία ενός monocoque πλαισίου για ηλεκτρικές μοτοσυκλέτες, το οποίο θα χρησιμοποιεί την θήκη της μπαταρίας ως φέρον τμήμα του, προσφέροντας διάφορα πλεονεκτήματα, όσον αφορά την διάταξη και την χρήση σε διαφορετικού τύπου μοντέλα, χωρίς να απαιτούνται σημαντικές μετατροπές.

Οι Βαυαροί έχουν εδώ και χρόνια αρχίσει να ασχολούνται με την ηλεκτροκίνηση, τόσο στα αυτοκίνητα, όσο και στις μοτοσυκλέτες. Ήδη, στην γκάμα της υπάρχουν τα ηλεκτρικά σκούτερ CE 04 και CE 02 μαζικής παραγωγής, τα οποία έχουν προκύψει από το περιορισμένης παραγωγής C evolution. Το πρώτο ηλεκτρικό σκούτερ της BMW μετρά ήδη σχεδόν μία δεκαετία, πολύ πριν οι υπόλοιποι μεγάλοι κατασκευαστές αρχίσουν να ασχολούνται με την ηλεκτροκίνηση.

BMW – Πατέντες για monocoque πλαίσιο σε ηλεκτρική μοτοσυκλέτα

Μέχρι στιγμής, όμως, το μόνο που έχουμε δει από το Μόναχο όσον αφορά τις ηλεκτρικές μοτοσυκλέτες περιορίζεται στο concept Vision DC, ένα roadster που μας έδειξε για πρώτη φορά το 2019. Το συγκεκριμένο πρωτότυπο κατάφερνε να υιοθετήσει το εκκεντρικό σχεδιασμό, παραμένοντας ταυτόχρονα κοντά με αυτόν των boxer μοντέλων της. Μάλιστα, ο σχεδιασμός της μπαταρίας και του κινητήρα έγιναν με στόχο να θυμίζουν την εν λόγω διάταξη που χρησιμοποιεί η BMW στους μεγάλους θερμικούς κινητήρες της.

BMW – Πατέντες για monocoque πλαίσιο σε ηλεκτρική μοτοσυκλέτα

Από τότε μπήκε αρκετό νερό στο αυλάκι, καθώς η ηλεκτροκίνηση έχει αρχίσει να μπαίνει για τα καλά στην ζωή μας, με πολλές ευρωπαϊκές πόλεις να απαγορεύουν ακόμη και την είσοδο οχημάτων με θερμικό κινητήρα σε οριοθετημένες περιοχές στα κέντρα μεγάλων πόλεων. Γενικότερα, η Ευρώπη προωθεί – πολλές φορές με βίαιο τρόπο – τον εξηλεκτρισμό των οχημάτων, κάτι που πέρα από τις αντιδράσεις που έχει φέρει στο ευρύ κοινό, έχει από την άλλη βοηθήσει στην εξέλιξη της συγκεκριμένης τεχνολογίας. Το 2020, λοιπόν, η εταιρεία κατοχύρωσε μία σειρά εμπορικών ονομάτων, με τα ακρωνύμια “CE” και “DC”. Το πρώτο, όπως έχουμε δει με τα CE 04 και CE 02, αφορά τα ηλεκτρικά σκούτερ της εταιρείας, ενώ το “DC” (direct current), όπως δηλώνει η BMW αφορά τις ηλεκτρικές της μοτοσυκλέτες, κάτι που ξέρουμε ότι έρχεται όπως μας έχει ανακοινώσει σε συνέντευξή του και ο CEO της BMW, Markus Schramm.

Οι νέες πατέντες έρχονται σχεδόν ένα χρόνο αργότερα από τις τελευταίες που αφορούσαν την ηλεκτροκίνηση, στις οποίες η BMW έδειχνε τα σχέδια για μία μικρή ηλεκτρική μοτοσυκλέτα, χρησιμοποιώντας εξαρτήματα από την σειρά μικρομεσαίου κυβισμού G 310. Η πατέντα που βλέπουμε εδώ θα μπορούσε να αναφέρεται σε κάτι μεγαλύτερο σε ισχύ με αντίστοιχα αυξημένη απόδοση.

BMW – Πατέντες για monocoque πλαίσιο σε ηλεκτρική μοτοσυκλέτα

Τα σχέδια της πατέντας δείχνουν ένα αρθρωτό monocoque πλαίσιο, το οποίο δομείται γύρω από ένα κεντρικό τμήμα τριών επιπέδων, για τις μπαταρίες και τα ηλεκτρονικά συστήματα ελέγχου και φόρτισης. Αυτά, καλύπτονται από βιδωτά πλαϊνά καλύμματα, δίνοντας με αυτόν τον τρόπο την απαραίτητη σταθερότητα και ακαμψία στο όλο σύνολο. Πιθανότατα το συγκεκριμένο σχέδιο προορίζεται για να χρησιμοποιηθεί με διαμήκη τοποθετημένο κινητήρα, όπως είχαμε στο Vision DC, καθιστώντας έτσι εφικτή την χρήση άξονα στην τελική μετάδοση, φέρνοντας την ηλεκτρική της μοτοσυκλέτα ακόμα πιο κοντά στο σήμα κατατεθέν των Βαυαρών, τις μοτοσυκλέτες με boxer κινητήρα και άξονα στην μετάδοση.

Όπως βλέπουμε, η BMW χρησιμοποιεί και εδώ αλουμίνιο για την θήκη της μπαταρίας, όπως είχαμε δει και στο πρωτότυπο του 2019, ενσωματώνοντάς την στο πλαίσιο. Αντίστοιχη αρχιτεκτονική έχουν ακολουθήσει η Harley-Davidson με το Livewire, αλλά και η Can-Am στα ηλεκτρικά μοντέλα που αναμένεται να μπουν στην παραγωγή μέσα στο 2024. Το συγκεκριμένο μέταλλο δεν έχει επιλεχθεί τυχαία, καθώς έχει θερμοαπαγωγικές ικανότητες, βοηθώντας στην διατήρηση σταθερής θερμοκρασίας για την μπαταρία.

BMW – Πατέντες για monocoque πλαίσιο σε ηλεκτρική μοτοσυκλέτα

Η ιδέα ενός monocoque πλαισίου, που ταυτόχρονα λειτουργεί και ως χώρος για τα ηλεκτρονικά δεν είναι καινούργια, όμως η πατέντα της BMW επικεντρώνεται στην συγκεκριμένη διάταξη, η οποία περιβάλει στην ουσία το χώρο όπου βρίσκεται η μπαταρία. Η κεφαλή του τιμονιού φαίνεται να είναι από κράμα αλουμινίου, ενώ δένει πάνω στο υπόλοιπο πλαίσιο με βίδες, κάτι που την καθιστά εύκολο να αλλαχθεί, προσδίδοντας διαφορετικά γεωμετρικά χαρακτηριστικά στο σύνολο, χωρίς μεγάλες αλλαγές. Το ίδιο ισχύει και για τα σημεία έδρασης του ψαλιδιού, το οποίο μπορεί εύκολα να αφαιρεθεί, χωρίς να επηρεαστεί το κύριο τμήμα του πλαισίου. Στις πατέντες βλέπουμε ότι το πίσω αμορτισέρ εδράζεται στο πάνω τμήμα του monocoque. Η αρθρωτή διάταξη που επιτρέπει την εύκολη αποσύνδεση της κεφαλής του τιμονιού και των σημείων έδρασης του ψαλιδιού, από το κύριο κεντρικό στοιχείο έχει σημαντικό πλεονέκτημα όσον αφορά το κόστος. Καθώς τα ίδια ηλεκτρονικά, το πακέτο της μπαταρίας και το δομικό τμήμα, μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε διάφορα είδη μοντέλων, χωρίς να απαιτείται ριζικός ανασχεδιασμός κάθε φορά, το κόστος παραγωγής και εξέλιξης μπορεί να μειωθεί δραστικά, αφού λιγότερα εξαρτήματα χρειάζεται να κατασκευαστούν από λευκό χαρτί, ωφελώντας εν τέλει τον τελικό καταναλωτή.

Το πιο πιθανό είναι ότι αρχικά η BMW θα μας παρουσιάσει κάποια ηλεκτρική μοτοσυκλέτα σε roadster ύφος, με στόχο την αστική μετακίνηση. Οι περιορισμοί που θέτουν οι μικρές μπαταρίες που μπορούν να τοποθετηθούν στις μοτοσυκλέτες – καθώς το βάρος παίζει σημαντικό ρόλο, σε αντίθεση από τα αυτοκίνητα – συνεπάγονται μικρή αυτονομία και οι μεγάλοι χρόνοι φόρτισης, είναι ζητήματα που οι Βαυαροί γνωρίζουν καλά. Αυτός είναι και ο λόγος που για την ώρα πιθανότατα δεν θα δούμε μία adventure ή touring μοτοσυκλέτα από αυτούς. Ίσως στο μέλλον, με την έλευση των μπαταριών στερεάς κατάστασης, οι οποίες είναι πιο μικρές σε διαστάσεις, ελαφρύτερες και φορτίζουν ταχύτερα, και εν γένει την πρόοδο της τεχνολογίας στο συγκεκριμένο χώρο, να δούμε και κάποιο τέτοιο μοντέλο, στο μέλλον.

Πατέντα Kawasaki για τροφοδοσία με υγροποιημένο υδρογόνο - Ο πεντακύλινδρος κινητήρας του H2 HySE

Οι Ιάπωνες επιμένουν πως το υδρογόνο είναι προτιμότερη λύση από τις μπαταρίες
kawasaki h2 hyse
Από τον

Σπύρο Τσαντήλα

27/4/2026

Σε ένα από τα ισχυρότερα αναχώματα στην προτεινόμενη λαίλαπα της βεβιασμένης Ηλεκτροκίνησης εξελίσσεται η χρήση υδρογόνου ως καύσιμο στους κινητήρες εσωτερικής καύσης και οι Ιάπωνες πρωτοπορούν στο θέμα αυτό, έχοντας στήσει εδώ και μερικά χρόνια την κοινοπραξία HySE με συμμετοχή των περισσότερων κατασκευαστών μοτοσυκλετών και αυτοκινήτων της χώρας.

Η Kawasaki είναι μια από τις πιο δραστήριες εταιρείες στον τομέα αυτόν, όσον αφορά στη Μοτοσυκλέτα τουλάχιστον, έχοντας ήδη παρουσιάσει το λειτουργικό πρωτότυπο H2 HySE που έκανε γύρους επίδειξης στις πίστες των Le Mans και Suzuka στα περιθώρια των αγώνων Endurance σε Γαλλία και Ιαπωνία πέρυσι.

kawasaki-h2-hyse

Αυτό το φουτουριστικό πρωτότυπο ωστόσο επιδεικνύει με μια ματιά το μεγαλύτερο πρόβλημα που αντιμετωπίζει η τεχνολογία υδρογόνου: την αποθήκευσή του. Οι γιγάντιες βαλίτσες του H2 HySE είναι απαραίτητες για να φιλοξενήσουν κάμποσα κάνιστρα υδρογόνου υπό πολύ υψηλή πίεση μα, ακόμη κι έτσι, η αυτονομία της μοτοσυκλέτας αυτής φέρεται να είναι ακόμη μη ανταγωνιστική συγκριτικά με μιας βενζινοκίνητης.

Η χρήση αερίου υδρογόνου έχει τα προβλήματά της, γι’ αυτό στο Akashi εξετάζουν ως λύση το υγροποιημένο υδρογόνο, καθώς έτσι θα μπορεί να χωρέσει περισσότερο στη μοτοσυκλέτα. Αυτό ακριβώς είναι και το αντικείμενο της πιο πρόσφατης ευρεσιτεχνίας που κατοχύρωσε η Kawasaki στην Ιαπωνία.

kawasaki-h2-hyse
Η ευρεσιτεχνία της Kawasaki μπορεί να εφαρμοστεί σε διάφορους τύπους κινητήρων, όπως λ.χ. σε έναν V8 που θα μοιάζει με V10

Στο σχέδιο βλέπουμε έναν κινητήρα που μοιάζει πεντακύλινδρος σε σειρά, ωστόσο στην πραγματικότητα είναι τετρακύλινδρος – ως ήταν εξαρχής ο κινητήρας του H2 HySE με τον υπερσυμπιεστή. Μόνο που ο ακριανός κύλινδρος στη δεξιά πλευρά του κινητήρα δεν λειτουργεί όπως οι υπόλοιποι τέσσερεις και αντί να ωθεί τον στρόφαλο, παίρνει κίνηση απ’ αυτόν για να αντλήσει καύσιμο.

Εξηγούμαι αναλυτικότερα, γιατί τα νούμερα που συνοδεύουν την πατέντα της Kawasaki έχουν ιδιαίτερο τεχνικό ενδιαφέρον.

Στα χαρτιά, το υδρογόνο έχει μεγαλύτερη ενεργειακή πυκνότητα από τη βενζίνη ανά μονάδα μάζας. Αυτό σημαίνει πως ένα κιλό υδρογόνου έχει περίπου τριπλάσια αποθηκευμένη ενέργεια από ένα κιλό βενζίνης. Αν όμως μιλήσουμε για ενέργεια ανά μονάδα όγκου, τότε η κατάσταση αντιστρέφεται ραγδαία, καθώς στον ίδιο όγκο η (υγρή) βενζίνη έχει ασύγκριτα περισσότερη ενέργεια από το (αέριο) υδρογόνο. Ενδεικτικά, αναφέρει πως ακόμη κι αν συμπιέσουμε το υδρογόνο στα 700 bar (πάνω από 10.000 psi), στο ίδιο όγκο η βενζίνη έχει εξαπλάσια ενέργεια αποθηκευμένη.

kawasaki-h2-hyse

Και το πρόβλημα στη μοτοσυκλέτα είναι πως ο δεσμευτικός παράγοντας δεν είναι τόσο το βάρος, όσο ο διαθέσιμος χώρος για αποθήκευση του υδρογόνου, δηλαδή ο όγκος.

Η ιδέα της Kawasaki είναι προφανέστατη: το υγροποιημένο υδρογόνο απαιτεί πολύ μικρότερο όγκο για την αποθήκευσή του, άρα θα μπορούμε να φορτώσουμε μεγαλύτερη ποσότητα στη μοτοσυκλέτα χωρίς να απαιτεί βαλίτσες σε μέγεθος μικρής καλύβας. Μόνο που δεν είναι τόσο απλό το θέμα.

Το υγροποιημένο υδρογόνο έχει τα δικά του προβλήματα. Πρώτον, πρέπει να διατηρείται σε εξαιρετικά χαμηλή θερμοκρασία για να μην εξαερωθεί, άρα το δοχείο αποθήκευσής του θα πρέπει να είναι άριστα μονωμένο για να διατηρεί το υδρογόνο σε υγρή φάση.

​ kawasaki h2 hyse
Στο σχέδιο της Kawasaki το υγρό υδρογόνο ψεκάζεται μέσω δύο μπεκ τόσο απευθείας στον θάλαμο καύσης (29) όσο και στην εισαγωγή του αέρα (28)

Μετά προκύπτει ένα θέμα με την πίεση που δεν θα έχουμε πλέον στο δοχείο του. Στα 700 και 1000 bar, μόλις ανοίξει δίοδος στο κύκλωμα τροφοδοσίας το αέριο θα εκτοξευτεί με μεγάλη πίεση. Δεν θα συμβεί το ίδιο με το υγρό όμως, οπότε τώρα χρειαζόμαστε τρόμπες για να δημιουργήσουν την απαιτούμενη πίεση στη γραμμή τροφοδοσίας.

Η προτεινόμενη λύση της Kawasaki στο θέμα είναι ένα δίδυμο από αντλίες, μια παραδοσιακή σαν αυτή που έχουν οι περισσότεροι κινητήρες της αγοράς ήδη για τη βενζίνη και μια δεύτερη την οποία στα σχέδια των Ιαπώνων υποδύεται το πέμπτο πιστόνι στον τετρακύλινδρο κινητήρα. Η Kawasaki λέει πως αυτός ο έξτρα κύλινδρος μπορεί να δημιουργήσει πίεση τουλάχιστον 1500 psi για να οδηγήσει το υγρό υδρογόνο στον θάλαμο καύσης.

Τα παραπάνω προφανώς και δεν λύνουν όλα τα ζητήματα της Υδρογονοκίνησης, αλλά αν μη τι άλλο δείχνουν πως οι Ιάπωνες επιμένουν πολύ ζεστά στο θέμα. Η Kawasaki μάλιστα δείχνει πολύ πρόθυμη να αναλάβει ρόλο πρωτοπόρου, καθώς εκτός από τη μοτοσυκλέτα κι ένα UTV που θα φορέσει τον ίδιο κινητήρα, έχει αναλάβει να εξελίξει ένα πλοίο ειδικά σχεδιασμένο για τη μεταφορά υγροποιημένου υδρογόνου, το οποίο υπολογίζεται να έχει ολοκληρωθεί ως το τέλος του 2026.

​ kawasaki h2 hyse

Αυτή τη στιγμή πάντως δεν είμαστε ακόμη κοντά στο σημείο που το υδρογόνο μπορεί να αντικαταστήσει το πετρέλαιο και τη βενζίνη στις μεταφορές, ειδικά όταν βάλουμε στην εξίσωση και όλους τους χωροταξικούς περιορισμούς που ισχύουν στα δίκυκλα. Πλησιάζουμε όμως και η δουλειά που κάνει η κοινοπραξία HySE βρίσκεται στην πρώτη γραμμή τεχνολογικής καινοτομίας.

Μετά, θα απομένει το πιο δύσκολο βήμα απ’ όλα: το δίκτυο ανεφοδιασμού, το πρόβλημα που πια ξεφεύγει από τον έλεγχο των εργοστασίων και της επιστήμης για να κυλιστεί στη λάσπη πολιτικών και επιχειρηματικών λογικών.