A Triple 10 Challenge név arra a három célra utal, amelyek a fejlesztők szeme előtt lebegtek: 10 percnél rövidebb töltési idő, maximum 10 kWh/100 km energiahatékonyság, és 10 tonna szén-dioxiddal egyenértékű karbonlábnyom a teljes életciklusra vetítve.

Ez az első olyan, közúti forgalomra alkalmas személyautó a Shell szerint, amely sikeresen bizonyította, hogy egy egyszerűsített, egykörös hűtőrendszer is képes hatékonyan kezelni a teljes hajtáslánc hőterhelését – még a legszélsőségesebb, valós körülmények között végzett gyorstöltési folyamatok során is. A kompaktabb és hatékonyabb, kevesebb modult tartalmazó akkumulátorcsomag-kialakítás, valamint a fejlett hővezető folyadék alkalmazása – amely lehetővé teszi az akkumulátorház egyszerűbb felépítését – együttesen mintegy 25 százalékos költségcsökkentést eredményezett az akkumulátorcsomag szintjén a hagyományos elektromos járművekhez képest.

A lényeg a merülő hűtéses hőmenedzsment

A koncepcióautóban az akkumulátor és a hajtáslánc hőmenedzsmentjének újragondolásával megnyílt az út a gyorsabb töltés, a könnyebb hajtásrendszerek és a jobb hatékonyság előtt. Egyértelmű, hogy a Triple 10 Challenge koncepcióautó hatékonyságának kulcsa az új hőátadó folyadék. A hagyományos, víz-glikol alapú hűtőrendszerekkel ellentétben ez a dielektromos (elektromosan szigetelő) folyadék lehetővé teszi az akkumulátor közvetlen, folyadékba merítéses hűtését, valamint a hajtáslánc elemeinek – köztük a villanymotornak és a teljesítményelektronikának – a közvetett hűtését. Mivel a dielektromos folyadék nem vezeti az elektromos áramot, a feszültség alatt álló alkatrészekre történő szivárgása kisebb elektromos kockázattal jár (ezért jelennek meg az elektromos komponensek merítésre és közvetlen érintkezésre alkalmas kivitelekben). Hővezető képességük azonban jóval a víz alatti érték alatt van, vagyis elektromos biztonságot nyújtanak azon az áron, hogy kisebb a hővezető képességük.

Az autó villanymotorjának egyes részei, valamint a teljes akkumulátor a Shell új akkumulátorhűtő folyadékába van merítve. Ez megfelelő hűvösen tartja az elektromos alkatrészeket, ami lehetővé teszi, hogy sokkal nagyobb teljesítményt hozzanak ki a rendszerből. „Egy igazán ötletes megoldást alkalmaztunk: a hűtőfolyadékot átvezetjük az összes akkumulátorcellán. Így az akkumulátorcsomagot nagy igénybevételnek tehetjük ki – például a rendkívül gyors töltés érdekében –, miközben a működését mindvégig a biztonságos határokon belül tartjuk” – nyilatkozta a BBC-nek Denis Gorman, a fejlesztésben részt vett RML Group munkatársa.

Extrém kis energiafogyasztás

Úgy tervezték a koncepcióautót – amely egyébként 18 hónap alatt készült el –, hogy 10 kWh/100 km-nál kisebb fogyasztásra legyen képes egy kis, hatékony akkumulátor-rendszer segítségével. Ez több mint 30 százalékos javulást jelent általános energiahatékonyságban számos jelenleg megvásárolható elektromos kisautóhoz képest.

A Triple 10 Challenge képes az akkumulátorát 10 százalékos töltöttségi szintről 80 százalékra tölteni 9 perc 54 másodperc alatt anélkül, hogy ez a hőstabilitás vagy az élettartam rovására menne. Bár a piacon jelenleg kapható elektromos járművek közül is sok képes 10 percnél rövidebb idő alatt feltöltődni, ehhez 300 kW-ot meghaladó teljesítményű ultragyors töltőre van szükségük, amelyek a nyilvános töltőhálózatban ma még ritkaságszámba mennek, és az ilyen töltők drágábbak is a lassabbaknál. A Shell kísérleti autója ezzel szemben a meglévő töltőinfrastruktúrán, egy szabványos 175 kW-os egyenáramú töltő használatával is képes erre az eredményre. Ez percenként 24 km-es hatótáv-növekedést jelent, szemben a tipikus akkumulátoros elektromos járművek esetében tapasztalható, ugyanilyen töltőn elérhető átlagos 13 km/perces értékkel – ami töltési percenként közel 90 százalékkal nagyobb hatótáv-növekedést tesz lehetővé.

Az akkumulátor körüli egységben a csapat újrahasznosított anyagokat használt fel a karbonlábnyom csökkentése érdekében, emellett pedig jelentős erőfeszítéseket tettek a teljes tömeg mérséklésére is. Ennek köszönhetően a koncepcióautó – feleakkora, kb. 20 kWh kapacitású akkumulátorral – olyan hatótávolságot kínál, amilyen ebben a kategóriában elvárható: körülbelül 200 kilométert tud menni egy töltéssel.

Fele akkora karbonlábnyom

A koncepcióautó teljes életciklusra vetített szén-dioxid-lábnyoma becslések szerint csak körülbelül 10 tonna szén-dioxid s könnyűszerkezetes kialakításnak, az optimalizált akkumulátorkapacitásnak, az alacsony szén-dioxid-kibocsátással előállított és újrahasznosítható anyagoknak, valamint a jármű töltéséhez használt, 100 százalékban megújuló forrásból származó villamos energiának köszönhetően. Ez az érték mintegy 50 százalékos csökkenést jelent az életciklusra vetített kibocsátásban az európai piacon elérhető átlagos akkumulátoros elektromos járművekhez képest.

Ez a kompakt, tömegpiaci célú tanulmányautó a következő generációs elektromos járművekben rejlő lehetőségeket demonstrálja. Vonzó alternatívát kínál az iparág számára a hőmenedzsment alapelveinek újragondolásával, kiváltva azt a jelenlegi gyakorlatot, amely egyre nagyobb akkumulátorok alkalmazására épít. „A Triple 10 Challenge koncepcióautó esetében fejlett hőkezelő folyadékaink alkalmazásával teremtettünk lehetőséget a gyorsabb töltésre, a könnyebb rendszerekre és a teljes életciklusra vetített hatékonyság javítására.” – nyilatkozta Cara Tredget, a Shell mobilitási és kenőanyag-technológiai alelnöke.

„Az autógyártók részéről nagy az érdeklődés, és reményeink szerint az elektromos járművek következő generációjában már piacra kerülhet egy ilyen típusú autó” – tette hozzá Toby Rockstroh, a Shell munkatársa a BBC-nek.