Lassan kezdjük az új korszakot, főleg a türelmetlen
várakozás és életünk kedvezőtlen folyamatai miatt. Zsúfolttá vált a
Föld, sok embert kell eltartania egyre növekvő igényekkel. A
mobilitásnak mint a korunkban felvetett általános emberi jognak a
világ egész lakosságára való kiterjesztése az egyik aktuális folyamat.
A konzervatív érdekérvényesítők szerint van elegendő energiaforrás, és
a szennyezés a technika fejlesztésével kordában tartható. A növekedés
eddigi logikája alapján a most motorizált világ nagyobb, gyorsabb,
kényelmesebb és több járművet igényel, az eddigi gyalogosok pedig
legalább a mostani jólétet szeretnék elérni. Szép és nemes célok
hatalmas ipari, technikai, tudományos kapacitás kiépítését,
kiterjesztését igénylik, eddig szegénységben élő népcsoportok
emelkednek az idealizált szintekre. Vannak bizonyos korlátok: a
jelenleg használt energiaforrások beszűkülnek, az igényelt
mennyiségben nehezebben hozzáférhetők, a nyersanyagok egyes fajtái
átalakulnak, és újrahasznosításuk nagy ráfordítást igényel, az
életfeltételek alapjait biztosító alaprendszerek: a víz, levegő,
termőföld szennyeződik, felhasználható mennyisége csökken, a
közlekedés számára igényelt hely egyre nő, és ezzel csökken az élethez
szükséges tér. A korlátok kiterjesztése is nagyrészt tudományos
technikai feladat, de természetesen a politika is jelentős szerepet
játszik alakulásukban.
Kutatásaink a jövő lehetséges irányainak
számbavételén alapulnak, és a fenti globális problémák egy vékony
szeletével: a villamos hajtások közlekedésben való alkalmazásával
foglalkoznak.
A villamos energia lehetőségei a közlekedésben; trendek, elektromos
közlekedési eszközök
A villamosság mint energiahordozó a kőolajkorszak kezdetén együtt
indult a fosszilis anyagokkal. Az első jármű, amelyik túllépte a 100
km/h sebességet, egy elektromos versenyautó volt. A kőolajszármazékok
nagyobb energiasűrűsége azonban a villamos hajtás közúti közlekedésben
való felhasználását szinte teljesen eltüntette, és győzött a
belsőégésű motor. Erre alapozottan alakult ki a mai közúti közlekedés
modern rendszere, melyben jelenleg több mint egymilliárd autó
közlekedik. A növekedés pedig folytatódik, Kínában egy év alatt
27%-kal nőtt az autók száma, 2010-ben 27 millió darabra. Az autók
átlagos tömege 800 kg körülire becsülhető, tehát a közlekedő autókban
felhalmozott értékes anyag mennyisége a gyártásukhoz szükséges
anyagmennyiséggel együtt kb. egymilliárd tonna. Az igények és
előrejelzések alapján ha a kínaiak és az indiaiak is szeretnék elérni
az észak-amerikaiak motorizáltságát, akkor ez a szám hamarosan
duplázódik. Ehhez természetesen gyártókapacitás épül ki, az előállítás
energiát igényel és szennyezést okoz.
A jelenlegi közlekedés autós szektorának
energiaigénye Magyarországon a benzin tüzelőanyag vásárlása alapján
közelíthető. 2010-ben 1,368 milliárd liter benzin és 1,591 milliárd
liter gázolaj fogyott a közlekedésben, amelyből 82% jutott a közúti
közlekedésre (forrás: MÁSZ/hvg, 2010 3). Az áruszállítás ebből 12%, a
tömegközlekedés (autóbusz) pedig 6%. A személygépkocsi-közlekedés éves
energiaigénye tehát 2010-ben 22 559,15 GWh volt, s ennek kb. fele
fogyott el napi 40 km-nél rövidebb távolságok megtételére. A paksi
erőmű 2011-ben 15 685 GWh energiát termelt, ami a Magyarországon
előállított villamosenergia 43,25%-a (URL1) volt.
A belsőégésű motoros autókkal való közlekedés
energetikai hatékonysága rosszabb, mint a villamos járműveké. Két
Citroënt, a dízel C3-ast és a villamos hajtású C-Zerót (mindkettőnek
van személy- és haszonjármű változata is) összehasonlítva: 3,6 liter
gázolajból, azaz 137 MJ-ból képes megtenni 100 km-t a C3-as, erre a
feladatra a C-Zero mindössze 45 MJ felhasználását igényli (URL2). A
villamosenergia eljuttatása a fogyasztóhoz viszont hatékonyságrontó a
villanyautóknál, a veszteség kb. 10%.
A fentiek alapján: ha a teljes autós közlekedést
villamossá szeretnénk tenni a maihoz hasonló közlekedés viszonyok
mellett, akkor az autózásra fordított energia a paksi erőmű csaknem
fél évi működtetésével lenne megtermelhető, azaz a teljes magyar
villamosenergia-fogyasztás 25%-át kellene erre fordítani.
Természetesen ekkora villamosenergia-kapacitás nem áll rendelkezésre,
és a közeljövőben sem számíthatunk erre, legfeljebb fokozatos
kiépítésre. Tehát a leghatékonyabb, ún. plug in, konnektorból
táplálkozó közlekedés a mai járművek szintjén nehezen, vagy inkább
egyáltalán nem valósítható meg. Kitörési lehetőség azonban van: a
minimális energiaigényű járművek fokozottabb felhasználása és
villamosítása. Amennyiben a városi közlekedést, amelynél a megtett
napi kilométer viszonylag kevés, szeretnénk villamos járművekkel
kiváltani, sokkal reménytelibb megoldás kínálkozik. Ezeknél az
utazásoknál nem a lassan harci járművé fajuló városi terepjárókat
kellene használni, hanem a kis helyigényű, kis tömegű és nagyon
energiahatékony villamos kerékpárokat, robogókat vagy az ezekből
származtatható egyszerű, de mindenki számára elérhető és használható
járműveket. Egy ilyen jármű külső villamosenergia felhasználása napi
átlagosan 20 km-es utakra 200 és 4000 Wh között van. Ha az év 270
munkanapján használjuk, akkor a teljes energiamennyiség egy járműre
54–1080 kWh között van. Hárommillió jármű esetén 154–3240 GWh lenne az
évi villamosenergia-szükséglet, ami a jelenlegi hazai
villamosenergia-termelés 0,4–8,9%-a között van. Az energetikai
hatékonyság szempontjából elfogadható villamos jármű nem az eddig
megszokott autó, hanem egy kisebb tömegű, kisebb sebességű, kisebb
helyigényű, kevesebb komforttal rendelkező egy- vagy kétszemélyes
közlekedési eszköz.
A fentebb vázolt, második járműként használható
eszközök akkumulátorainak töltése a jelenlegi hálózatról, akár a
lakóházak, lakások saját vagy erre a célra létesített, egyedileg is
mérhető töltő csatlakozóiról is megoldható, különösebben nagy
beruházások nélkül.
Az ilyen járművek természetesen számos egyéb
kedvező tulajdonsággal is rendelkeznek, amelyek mindegyike a
fenntartható emberi élet irányába mutat.

1. ábra • Energiaköltségek a jármű
születésétől haláláig nem hibrid járműveknél (* dust-to-dust costs:
„portól porig”; a tervezéstől az újrafeldolgozásig ráfordított teljes
energiaköltség)

2. ábra • Energiaköltségek a jármű
születésétől haláláig hibrid járműveknél
A jelenlegi autóformák fenntartására törekvő
járműfajták a tisztán villamos hajtású hagyományos felépítésű és a
hibrid személygépkocsik, illetve haszonjárművek. Ezek közül a nem plug
in üzemmódban használt hibridek elterjesztése nagyobb jelentőségű,
mivel ezek a belsőégésű motorok nagyon rossz hatékonyságú
üzemszakaszait helyettesítik rövid ideig tartó villamos hajtással.
Viszonylag egyszerű építésmód, kevés tömegnövekedés és kis villamos
hatótávolság jellemzi ezeket a járműveket. Az ilyen járművek növelik a
belsőégésű motoros hajtás energiahatékonyságát, de nagy áttörést a
villamos motorizáció irányában nem jelentenek. A plug in hibridekről
mindez nem mondható el. A használatban lévő nagy villamos
hatótávolságú hibridek ráfordításai hosszú távon nem tarthatók, a
hagyományos autóknál jóval nagyobbak. Erre utal az alábbi két ábrán
látható felmérés eredménye, amelyekben a legnagyobb energiaráfordítású
hagyományos belsőégésű motorral ellátott jármű teljes energiaigénye
kisebb, mint a legjobb hibridautóé.
A haszonjárművek nagy kihívást jelentenek a
villamos motorizáció szempontjából, mivel mind beruházási, mind pedig
üzemeltetési tőkeigényük magas. Az árufuvarozás profitorientált
ágazat, és nem rendelkezik azokkal az emocionális vonásokkal, mint a
személygépkocsi-közlekedés, ezért politikai ráhatás nélkül a
haszonjármű energetikai és járműstruktúra csak nagyon lassan fog
változni. Részterületeken lehet megoldásokat keresni, bizonyos helyi,
főleg környezetvédelmi meggondolásokból, amelyek főként hibrid
rendszereket jelenthetnek kisebb méretű autóbuszoknál és
tehergépkocsiknál. Mivel a járművek megtérülési idejének kicsinek kell
lennie, csak nagy hatótávolságú, állandóan üzemeltethető járművekről
lehet szó, amelyek nagyon nagy villamosenergia tárolókapacitást
igényelnek. Mind a nagy tömegű akkumulátorok, mind pedig a hibrid
rendszer további villamos elemei a hasznos tömeg csökkentését
eredményezik, tehát a felhasználást erősen korlátozzák. Ilyen
járműveket csak adott célra, adott forgalmi, szállítási és domborzati
viszonyokra szabad szinte egyedileg tervezni, ami az egyébként is
jelentős költségeket tovább növeli.
Jelentős beruházást igényel a nagy járművek töltési hálózatának
kiépítése és az adott területen rendszertelenül jelentkező nagy áramú
villamosenergia-igény is.
A villamos energián alapuló közlekedés egyik
hozadéka lehet a hatékonyabb villamosenergia-menedzsment, amit a
rendszerbe állított akkumulátorok jótékony hatása eredményezhet. A kis
energiájú járművek tároló kapacitása járművenként 800–4000 kWh, a
tárolókat két-három naponta kell tölteni, leginkább az éjszakai
órákban. Ez a kis teljesítményű járművek tömeges elterjedése esetén
jelent olyan kapacitást, amely a rugalmatlan erőműszerkezet
egyenlőtlen terhelési problémáit ellensúlyozhatja.
Összefoglalásként tehát a fenntartható közlekedésre
való átváltáshoz nem a mai járművekhez hasonló villamos közlekedési
eszközökre, hanem rövid távolságra használható, kisméretű és -tömegű
villamos hajtású járműparkra volna szükség, amelyet a jelenlegi
villamos rendszer kis ráfordítással is ki tudna szolgálni. A plug-in
hibridek csak korlátozott számban létjogosultak, és speciális
esetekben lehet autóbuszok, illetve teherautók villamos hibrid
változatait a mindennapi közlekedésben felhasználni.
A minimális hajtási energiaigényű
járművek létjogosultsága
Az energetikai fejezetben található számok alapján levont
következetés: ha a Föld minden lakosára szeretnénk kiterjeszteni a mai
fejlett országok polgáraihoz hasonló egyéni mobilitás jogát,
lehetőségét, akkor ez a jelenlegi járművekkel sem energetikai, sem
pedig a nyersanyagok szempontjából nem valósítható meg. Még inkább
nyilvánvalóvá válik ez, ha a világ fejlődésének további trendjeit is
figyelembe vesszük. A mostani járművek gyártása is jelentős energiát,
nyersanyagmennyiséget és szellemi, fizikai munkát köt le. Mind a
gyártás, mind a járművek használata hatalmas területet foglal el, ami
által csökken az élőlények által belakható terület, az élelmiszer- és
ívóvízbázis. A nagyvárosok száma, mérete egyre nő, az itteni
helyszükségletet nagymértékben a járművek méretei, fajtái, sebessége
határozza meg. A Föld szennyezése olyan méreteket ölt, amely az életet
fenntartó egyensúlyi állapot összeomlásához vezet. Ezek az irányzatok
annyiban érintik a felvetett tématerületet, amennyiben hatással vannak
a jelenlegi és a jövőben használatos járművek konstrukciós,
energetikai és egyéb járműtechnikai vonatkozásaira. Tehát
járműveinknek tekintettel kell lenniük a helyszűkére és a környezet
terhelésére is.
A nagyvárosi forgalom átlagsebessége 10–20 km/ó között mozog, a
legnagyobb sebességcsúcsok 50 vagy 70 km/ó nagyságúak. Az ehhez a
sebességhez szükséges teljesítmény egy jó alaktényezővel és kis
homlokfelülettel rendelkező, de még kényelmesen használható járműnél
200–4000 W közötti. A városi közlekedés dinamikájához szükséges
gyorsulás a járművek tömegének minimalizálásával érhető el, és
versenyképesnek kell lennie a jelenlegi átlagos személygépkocsi
gyorsító képességével. A tömeg csökkentése nemcsak a jármű kisebb
méretei miatt lehetséges, hanem a rövid távú közlekedés alacsonyabb
komfortigényei, valamint a kisebb sebességgel járó kisebb passzív
biztonságitömeg-igény miatt is. A kisebb járművek aktív biztonsági
mutatói (fékezhetőség, kormányozhatóság, manőverező képesség)
eredendően jobbak, mint nagyobb tömegű társaiké, passzív biztonságuk
csökkenése az aktív biztonság további növelésével ellensúlyozható.
Nagy lehetőség és kihívás a kutatás-fejlesztés számára a kis járművek
intelligenciájának kiépítése, növelése, a járművek közötti
kommunikáció és egymásra hatás megteremtésével növelni ezek aktív
biztonságát.
Közúti járművek helyszükséglete tárolásnál, parkolásnál, más
járművel való szállításnál
és a közlekedésben
A fenti és a következő táblázatok egyszerűsített, statikus felmérés
alapján számított adatai szerint mind a parkolás, mind pedig a
forgalmi helykihasználás szempontjából legelőnyösebbek az autóbuszok,
és a jelenleg marginális kétszemélyes (tandem, vagy gyermekét szállító
szülő) kerékpár. Dinamizált vizsgálat (amely nem volt e kutatás célja)
esetén az autóbuszok rugalmatlansága és nagy áteresztőképessége, míg a
kerékpár és egynyomú járművek nagymértékű rugalmassága,
szervezhetősége és alacsony beruházási, valamint üzemeltetési költsége
domborodik ki.
A nyertesek tábora tehát a motorizált közúti
közlekedésben: az autóbuszok és a villamos hajtású/rásegítésű kerékpár
jellegű kétszemélyes járművek. Vesztes pedig a jelenlegi közlekedési
eszközpark, ami annyit jelent, hogy nagy ráfordítással (beruházás,
energia, útfelület, parkoló- és tárolóhely), illetve környezetrombolás
árán tartjuk fenn jelenlegi mobilitásunkat.
Az energetikai, az anyagigény és a helyfoglalás
előnyös tulajdonságai mellett a minimális hajtásigényű járművek
életciklus-problémái sem annyira súlyosak, mint a jelenlegi autóknál
tapasztalni lehet. A kisebb tömeg egyértelműen kisebb újrafeldolgozási
problémákat jelent, de a felhasznált anyagok fajtáinak száma is jóval
kevesebb egy ilyen járműnél. A villamos hajtáshoz szükséges
akkumulátorok és elektronikus rendszerek újrahasznosítása egyébként is
megoldandó feladat, hiszen más rendszerek is használnak ilyeneket.
Mivel a minimális energiaigény mellett a járművek
alapterület-igénye kb. 2m2, van értelme fedélzeti napelem
használatának a jármű hajtásához. Egy ekkora napelem várható napi
energiatermelése hazánkban 980 Wh, ami egy pedelec három-négy órás
rásegítő energiája (győri besugárzás 1200 kWh/m2/év,
napelemes töltés-kisütés hatásfoka 15%).
Amennyiben gyors megoldást akarunk találni a
jelenlegi motorizáció problémáinak megoldására, akkor a minimális
hajtásigényű járművek tömeges elterjesztése ezt lehetővé teszi, mert
egy ilyen jármű:
• a városi közlekedés igényeit kielégíti,
• energia és anyagfelhasználása kicsi,
• értelmes lehetőséget ad napelem használatára,
• kevés helyet igényel a közlekedésben,
parkolásnál, tárolásnál,
• veszélyessége az idegen járművekre kicsi, aktív
biztonsága növelhető,
• környezetbarát az üzemeltetése és az
újrafeldolgozhatósága.
A fenti előnyökkel szembeállítható hátrányai:
• felhasználhatósága korlátozott,
• sebessége kisebb,
• kevesebb komforttal rendelkezik.
A minimális hajtási energiájú járművek a jelenlegi
járműpark kiegészítő állományaként is létjogosultak, hiszen csak egy
bizonyos körben a városi, illetve az elővárosi közlekedésben lehetne
ezeket tömegesen felhasználni. Tárolásuk megoldható, beruházásuk az
üzemeltetési költségekből gyorsan megtérül. A gyártók számára jelentős
kapacitásbővítést és fejlesztést jelentenének, amennyiben tömeges
igény mutatkozik irántuk. A jelenlegi individuális eszközök mellett
nevezhetjük őket második járműnek.
A minimális hajtásienergia-igényű
járművek jellemzői
Az eddigiekben ezeknek a járműveknek a környezeti követelményeit
vettük sorba, amelyek alapján a jármű alapjellemzői kialakíthatóak. A
járművet jellemző mennyiségek egy általánosított típusra a már
sorozatban készült, nagy tömegben használt eszközökből
származtathatók. A legegyszerűbb motorizált közúti közlekedési eszköz
a pedelec szabványt kielégítő kerékpár. Ez a jármű a jelenlegi
közlekedésdinamikába egyre inkább csak mint elkülönített eszköz jön
szóba, igyekeznek a gyorsabb, nagyobb gyorsulású járművek forgalmából
kizárni. Tehát univerzális gépkocsi-helyettesítőként csak zárt vagy
félig zárt rendszerekben terjedhet el tömegesen.
A jelenleg gyártottak közül a városi közlekedés mai
dinamikájához optimálisnak tekinthető jármű a fedett robogó, illetve
motorkerékpár, 4 kW teljesítményű villamos hajtással, legalább 50 km
hatótávolsággal. Az egynyomú jármű saját tömege 120 kg, végsebessége
70 km/h. Ez a jármű a fenti meggondolások mindegyikét pozitívan
teljesíti, de az alkalmazási célterület változtatásával az elektromos
kerékpár, illetve nagyobb teljesítményű villamos hajtású motorkerékpár
kategóriák irányába fejleszthető.
Az összehasonlító táblázatban a fajlagos, egységnyi
tömegre jutó teljesítmény, a motorizáltság foka mutatja a városi
közlekedésben használható járművek közötti értelmetlenül nagy
különbségeket. A lomhának érzett csuklós autóbusz és a fürge
segédmotoros kerékpár között az eltérés kétszeres. A motorkerékpárok
csaknem négyszeres dinamikussága, mint azt a gyakorlat is mutatja már
veszélyt jelent. Egy erre irányuló kutatás célja lehet a motorizáltság
értelmes határának megadása egy városi közlekedési környezetben.
A minimális hajtásienergia-igényű járművek
létező megjelenési formái
A legkisebb, már közlekedési célra felhasználható motorizált jármű a
pedelec irányelveket (a pedelec szó a pedal electric cycle szavak
összevonásából alakult ki, lényege, hogy a pedelec elektromos rendszer
csak akkor segít hajtani, ha a pedált forgatjuk [Richtlinie, 2002])
kielégítő villamos rásegítésű kerékpár. Ez a jármű egy kényelmes
kerékpár, amely villamos rásegítéssel rendelkezik. (A rásegítés
korábbi 250 W teljesítménykorlátját az Európai Parlament 2012-ben
szándékozik feloldani). A rásegítés vagy a pedálforgatás hatására,
vagy pedig a pedálnyomaték-növekedés miatt következik be, és csak
bizonyos sebességig (ált. 25 km/ó) marad fenn. A villamos rendszer
általánosan elterjedt elemei: állandó mágneses háromfázisú
szinkronmotor, motormeghajtó szabályzó erősítő, pedálforgás, illetve
-nyomaték-jeladó, kezelő szervek: rásegítés fokozatkapcsoló és
fékkarok mikrokapcsolóval. A pedálforgatást, illetve nyomatékot
érzékelő rendszer irányítástechnikai szempontból különbözik: a
pedálforgatást érzékelő berendezéseknél egy-két folytonos
pedálelfordulás hatására a rásegítés megkezdődhet, és a beállított
fokozatnak megfelelő sebességig az erősítő áramkorlátjának megfelelő
áramerősséggel forgatja a rásegítő villamos motort. A sebességhatáron
belül a kerékpáros a pedál forgatásával növeli a sebességet, segíti a
határsebesség elérését. A határsebességen túl a rendszer nem segít rá,
a nagyobb sebességet csak a kerékpáros energiájával lehet növelni és
megtartani. A pedálnyomatékot érzékelő rendszernél a
fokozatkapcsolóval a kerékpáros az általa kifejtett nyomatékszükséglet
mértékét állítja be, és a rásegítő nyomaték követi a kerékpáros
hajtónyomatékát egészen a beállított értékig. Amennyiben a beállított
értéknél nagyobb nyomatékra van szükség, akkor azt a kerékpárosnak
kell kifejtenie.
A forgalomban lévő pedelec rendszerek
motorelrendezése három változatban terjedt el: a hátsó vagy az első
kerékagyban, illetve a pedálnál. A kerékagymotorok lehetnek közvetlen
meghajtásúak, ill. hajtóműves megoldásúak. A pedálrásegítők (PAS)
minden esetben hajtóművel rendelkeznek.
A közvetlen meghajtású motorok jobb hatásfokúak, de
tömegük általában nagyobb, mint a hajtóműves kiviteleknél. Nagy
különbség a hajtóműves és hajtómű nélküli változatoknál, hogy az
előbbieknél villamos fékezésre jelenleg még nincs még elvi lehetőség
sem.
A motorok szabályzó meghajtó egysége vagy PWM-
(négyszögimpulzus) vagy szinuszos jelformával dolgozó háromfázisú
inverter, amely viszonylag kis fordulatszám-tartományban tudja a
motort működtető háromfázisú forgó mágneses teret létrehozó periodikus
áramot az akkumulátor egyenfeszültségű tápegysége segítségével
előállítani. A szabályzó egységgel integrált elektronikus erősítő
(teljesítményfokozat) hozza létre azt a hajtáshoz szükséges nagy
áramerősséget, amely a motornyomatékot eredményezi. A szabályzó egység
jeladói: a motorban elhelyezett HAL-szenzorok, amelyek a motortengely
szöghelyzetét mérik, a pedálforgás, illetve -nyomatékszenzor, a
fékkarok mikrokapcsolói.
A rásegítéshez szükséges villamos energiát
akkumulátorokban tároljuk a kerékpárokon. Az alkalmazott akkumulátorok
ólom, lítium alapanyagúak. Mindkét alapanyag jelentős mértékben
elterjedt, és alapvetően beszerzési áruk határozza meg, melyik járműbe
kerülnek. Kapacitásuk és feszültségük határozza meg energiatároló
képességüket. Az elterjedt rendszerek általában 24–48 V-os névleges
feszültséggel és 6–18 Ah kapacitással rendelkeznek, ami egy pedelec
kerékpár számára 20–120 km rásegítéssel rendelkező hatótávolságot
jelent kényelemtől, domborzati viszonyoktól, forgalomtól függően.
A legnagyobb példányszámban üzemelő, minimális
hajtásienergia-igényű villamos járművek a segédmotoros kerékpárok
kategóriájában terjedtek el. Ezeknél a nagyobb hajtóteljesítmény (4
kW), nagyobb sebesség (45 km/ó), a motoros és pedálhajtás
függetlensége a jellemző. Ez a járműtípus belsőégésű motoros
változataival integráns része a közúti forgalomnak, nagy dinamikája és
jó manőverező képessége, kis tároló, parkoló és forgalmi
helyszükségletete ideális városi járművé teszi. Hátránya a kisebb
komfort és a szükséges vezetési képességek, a veszélyérzet.
Elvi felépítésükben különböznek a pedelec
járművektől. Mivel nem szükségességes a pedálozás, a szabályzás már
nem rásegítés célú. A villamos motor általában hajtómű nélküli,
közvetlen meghajtású, állandó mágneses szinkronmotor, szinte kizárólag
a hátsó tengelyre építve. A motorszabályzás a meghajtó erősítőn
keresztül a szabályzás áramkorlátjának változtatásával történik,
amelyet a hagyományos gázforgattyúval vezérelt jeladó (HAL- vagy
potenciométer) vezérel. Annak ellenére, hogy a motorok közvetlen
meghajtásúak, a segédmotoros kerékpároknál is csak nagyon ritka
esetekben alkalmaznak rekuperációs fékezési lehetőséget.
Energiatároló egységeik alapvetően megegyeznek a
kerékpároknál használtakkal, a nagyobb teljesítményigény azonban
növelt kapacitás igényel, és ezzel nagyobb tömeget is jelent.
Bár a segédmotoros kerékpárok a gyakorlatban nem
akadályozzák a gépkocsikra alapozott közlekedést, ez csak annak
köszönhető, hogy valós paramétereik már nem ebbe a járműkategóriába
tartoznak. Járműdinamikailag valóban a gépkocsival versenyképes
járműkategória a motorkerékpár, amelynek kisebb változata (L7e) is
teljesen megfelelő a városi, elővárosi közlekedésre.
Ez a járműfajta kevésbé elterjedt, mert a jogi
szabályzás nem tette lehetővé ennek a járműnek a vezetését
személygépkocsi vezetői engedéllyel (ez hamarosan feloldódik). Ez a
jármű kialakítható két, három és négy kerékkel, két személy
szállítható vele, és haszonjármű formában is építhető. Tehát ideális
kiindulási alap lehet a jövő kis energiaigényű közlekedése számára.
Létező jármű ezekből kis számban üzemel, ami annyit
jelent, hogy a piac ezeket nem fogadja el, tehát fejleszteni kell
őket. A fejlesztés igényét már nem a divat, illetve a
fogyasztásgerjesztés, hanem a szükségszerűség teremti meg.
A kutatás-fejlesztés szükséges irányai
A közlekedési energia, nyersanyag- és helyfelhasználás, valamint a
környezeti igények által kijelölt szükségszerűségek alapján a
kutatás-fejlesztési irányok meghatározhatók. A kutatási területeket
itt nagy vonalakban vázoljuk fel, mert egyes fő elemeikkel a
továbbiakban részletesen foglalkozunk.
Az optimális járműtípus és -méret meghatározása,
ami illeszkedik a jelenlegi igényekhez • A kutatások során külön lehet
foglalkozni a közlekedés emocionális viszonyaival. Bizonyára olyan
közlekedés sosem lesz, amelyből teljesen kiszűrhető az emberi érzelmek
befolyása, de jobb volna a közúti közlekedést kivenni a küzdőtér
kategóriából, és más közlekedési ágakhoz hasonlóan A helyről B helyre
való helyváltoztatásra használni. Egy ilyen hangulati rendszerben már
nincs akkora jelentősége a jármű jelenleg nagyra értékelt
tulajdonságainak, amelyek nagymértékben hozzájárulnak a jelenlegi
rossz állapot fenntartásához. Ha csupán szikár használati szempontból
közelítjük az optimális (a tárgyalt esetekben városi) járművet, akkor
egy nagyon egyszerű, viszonylag kis helyigényű és sebességű, a mai
gépkocsira kevéssé emlékeztető járműig jutunk. Ez egy kétszemélyes,
legfeljebb 7 kW teljesítményű, két- vagy négykerekű, villamos hajtású,
fedett, félig zárt jármű, amely a parkolóhelyen és a forgalomban egy
jelenlegi autó fele helyével beéri. Az optimális jármű kialakítása
természetesen a felhasználás helyétől, a forgalmi körülményektől, a
felhasználóktól, éghajlattól függ.
A hajtásrendszer: motor, elektronika,
informatikai rendszer • A mai járművek hajtásrendszerétől
jelentősen eltérő motorral és hajtóművel rendelkezik a második jármű.
A technika mai szintjén a villamos hajtás a leginkább elterjeszthető,
ezen belül pedig ugyan jelentős korlátokkal, de egy bizonyos
hajtásrendszer: az állandó mágneses szinkronmotoros hajtómű a
legmegfelelőbb. Ennek a motornak jelentős elektronikai háttérigénye
van, ami jelentős ráfordítást igényel mind a hardver, mind pedig a
szoftver szempontjából. A motorok helyszükséglete és tömege
csökkentésének igénye teremti meg a kutatások szükséges alapját,
amihez a hatásfok növelésére való törekvés járul.
A motormeghajtó elektronika már önmagában önálló
informatikai rendszert képez, amely kapcsolódik a jármű kommunikációs
és külső irányításához. Az informatikai rendszer hivatott a motorok
hajtó és fékező (generátoros) üzemének szabályzására, a fékezési
energia tárolásának biztosítására.
|