Honda - Πατέντες για υβριδική μοτοσυκλέτα με θερμικό κινητήρα και δύο ηλεκτροκινητήρες

Ούτε ένα ούτε δύο αλλά έντεκα διαφορετικά αιτήματα ευρεσιτεχνίας από την Honda
Honda Patent
Από το

motomag

11/7/2023

Ο στόχος της Honda για πλήρη εξηλεκτρισμό τόσο της γκάμας των μοτοσυκλετών όσο και των αυτοκινήτων της έως το 2040 μπορεί να φαντάζει μακρινός, ωστόσο η ιαπωνική εταιρεία με τις νέες καταθέσεις διπλωμάτων ευρεσιτεχνίας μας δίνει μια ιδέα για τα μελλοντικά της πλάνα.

Η Kawasaki το 2022 είχε παρουσιάσει στην EICMA έναν πρωτότυπο κινητήρα βασισμένο στο υπερτροφοδοτούμενο μοτέρ του H2, με άμεσο ψεκασμό ο οποίος όμως έκαιγε υδρογόνο, και είχε ως στόχο να εισέλθει στην παραγωγή το 2024. Αν γυρίσουμε τον χρόνο πίσω θα δούμε πως η Honda το 2018 είχε παρουσιάσει το PCX Hybrid για τις ασιατικές αγορές, χωρίς ωστόσο να κάνει λόγο για επέκταση των πωλήσεων του μοντέλου και στις υπόλοιπες αγορές. Πριν λίγες ημέρες η "Big H" μας έκανε γνωστό πως δεν έχει εγκαταλείψει τα σχέδια που αφορούν τις υβριδικές μοτοσυκλέτες καθώς ήρθαν στο φως της δημοσιότητας έντεκα καταθέσεις διπλωμάτων ευρεσιτεχνίας οι οποίες σχετίζονται με υβριδικά δίτροχα. Αρχικά να αναφέρουμε πως οι σχετικές πατέντες ευρεσιτεχνίας είχαν κατατεθεί το 2021, ωστόσο δημοσιοποιήθηκαν πριν λίγες ημέρες. Μπορεί τα διπλώματα ευρεσιτεχνίας που βλέπουμε στις φωτογραφίες να αλλάζουν αριθμό, ωστόσο σε όλα υπάρχουν κάποιες βασικές αρχές: ένας κινητήρας εσωτερικής καύσης, που λειτουργεί σε συνδυασμό με δύο ηλεκτρικούς κινητήρες, και μια μονάδα ελέγχου ισχύος (PCU) η οποία αποφασίζει πως θα κατανεμηθεί η δύναμη στον οπίσθιο τροχό.

Honda Patent

Η μονάδα ελέγχου ισχύος (PCU) θα διαχειρίζεται τον τρόπο με τον οποίο η δύναμη θα περνάει στον πίσω τροχό, είτε ο θερμικός κινητήρας λειτουργεί μόνος του, είτε λειτουργεί σε συνεργασία με τον έναν ή και τους δύο ηλεκτροκινητήρες, είτε η μοτοσυκλέτα λειτουργεί μόνο με κάποιον ηλεκτροκινητήρα. Ενδιαφέρουσα είναι η χρήση των δύο ηλεκτροκινητήρων η οποία χαρίζει κάποια πλεονεκτήματα παρά την πολυπλοκότητα της. Στις πατέντες βλέπουμε πως ο ένας ηλεκτροκινητήρας θα μπορεί να λειτουργήσει ως κινητήρας μετάδοσης κίνησης ενώ ο άλλος θα γίνεται γεννήτρια, μετατρέποντας την απόδοση του κινητήρα σε ηλεκτρική ενέργεια για να φορτίσει τις μπαταρίες. Σε συνδυασμό με την ανάκτηση ενέργειας κατά το φρενάρισμα, αυτή η υβριδική διάταξη ενδεχομένως να μπορεί να επιτρέψει μικρότερες και ελαφρύτερες μπαταρίες χωρίς να θυσιάζεται η αυτονομία η οποία είναι το ζητούμενο των ηλεκτρικών οχημάτων σήμερα. Σε κάποιες από τις πατέντες βλέπουμε να υπάρχει διαφορετική διάταξη στους ηλεκτροκινητήρες με σκοπό την μείωση των διαστάσεων, αλλά και την βελτίωση της αεροδυναμικής και της ψύξης. Για παράδειγμα σε κάποιες άλλες πατέντες, οι ηλεκτροκινητήρες είναι δίπλα δίπλα πίσω από τον κινητήρα, ενώ σε κάποιες ο ένας είναι πίσω από τον κινητήρα και ο άλλος είναι ευθυγραμμισμένος με τον στροφαλοφόρο άξονα. Σε μία άλλη περίπτωση οι ηλεκτροκινητήρες είναι ευθυγραμμισμένοι κάθετα πίσω από τον κινητήρα.

Honda Patent

Η χρήση του κινητήρα NC 750 στα περισσότερα από τα σχέδια ευρεσιτεχνίας έχει κάποιο νόημα, καθώς η διάταξη του κινητήρα με την κλίση προς τα εμπρός δίνει στην ιαπωνική εταιρεία διάφορες επιλογές ως προς την τοποθέτηση άλλων εξαρτημάτων, όπως οι μπαταρίες. Στις πατέντες ευρεσιτεχνίας γίνεται αναφορά και σε ένα σύστημα συνεχώς μεταβαλλόμενης μετάδοσης, αλλά δεν αποκλείεται να υπάρχει και χειροκίνητο κιβώτιο ταχυτήτων. Μια άλλη πατέντα δείχνει τη χρήση του διπλού συμπλέκτη της Honda (DCT), όχι για την αλλαγή ταχυτήτων αλλά για την εναλλαγή μεταξύ του κινητήρα εσωτερικής καύσης και των δύο ηλεκτροκινητήρων. Η μεγάλη ποικιλία των διπλωμάτων ευρεσιτεχνίας υποδηλώνει μια ανοιχτή προσέγγιση σε διαφορετικές ιδέες, για το υβριδικό μέλλον της Honda. Το αν θα προλάβει την Kawasaki στον “πόλεμο” των υβριδικών μένει να αποδειχθεί.

Honda PatentHonda PatentHonda PatentHonda Patent

SK Motorium

Ετικέτες

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.