Ứng dụng công nghệ Hybrid cho máy công trình

Sau một thời gian dài nghiên cứu, đến nay Komatsu đã giới thiệu với thị trường máy đào hybrid PC200-8 là thiết bị xây dựng đầu tiên sử dụng công nghệ hybrid. Sau đây là nội dung cuộc phỏng vấn ông Hikosaburo Hiraki - phụ trách phát triển hệ thống Komatsu Hybrid nhằm giảm khí thải CO2 và suất tiêu hao nhiên liệu.

PV: Xin ông giới thiệu tổng quan về hệ thống Komatsu Hybrid

Ông Hiraki: Hệ thống Komatsu Hybrid sẽ chuyển đổi năng lượng phát sinh khi cấu trúc phần trên của máy đào thuỷ lực giảm tốc độ trong khi quay. Năng lượng này sẽ nạp vào tụ điện và sử dụng để bổ sung cho công suất động cơ thông qua máy phát điện khi động cơ tăng tốc độ.

Trong khi các thiết bị tiêu chuẩn thường sử dụng mô tơ thuỷ lực để dẫn động quay cấu trúc phần trên thì hệ thống Komatsu Hybrid phát triển các mô tơ điện chuyên dùng. Thông qua các mô tơ mới này năng lượng tích luỹ được sử dụng trở lại. Đó là nền tảng để phát triển máy đào thuỷ lực hybrid.

So sánh với các máy đào PC200-8, chúng tôi đã giảm trung bình 25% suất tiêu hao nhiên liệu. Hơn nữa trong một số điều kiện làm việc khách hàng chúng tôi đưa ra, mức giảm lớn nhất đạt được là 41% khi mà kết cấu phần trên quay với tần số lớn.

PV: Hệ thống hybrid có mang lại hiệu quả đối với máy đào thuỷ lực?

Ông Hiraki: Thực tế, hệ thống hybrid trên máy đào thuỷ lực hiệu quả hơn ô tô. Khi ô tô di chuyển trên các đường thông thường, người lái thường đạp phanh để giảm tốc độ trung bình 5- 10 phút/lần. Ngược lại, cấu trúc phần trên của máy đào trong một chu kỳ khoảng 10s giảm tốc độ quay 2 lần. Do đó năng lượng tích luỹ được nhiều hơn tức là hệ thống hybrid hiệu quả hơn.

PV: Hệ thống hybrid trên ô tô và máy đào PC200-8 khác nhau như thế nào?

Ông Hiraki: Năng lượng động lực của máy đào PC200-8 cũng như là các ô tô tiêu chuẩn. Năng lượng động lực tỉ lệ với tích số khối lượng và binh phương vận tốc. Do vậy, chỉ có một sự khác nhau nhỏ đó là ô tô nhẹ và di chuyển nhanh hơn còn máy đào PC200-8 nặng nhưng di chuyển chậm hơn. Nhưng do kết cấu phần trên giảm tốc độ quay thường xuyên vì thế năng lượng thu được rất lớn. Điểm khác cơ bản là năng lượng cung cấp từ tụ điện sử dụng để hỗ trợ công suất động cơ khi tăng tốc còn của ô tô là để thay thế năng lượng cháy của động cơ.

PV: Nhiều người thất vọng vì thấy PC200-8 cũng như các mẫu máy đào truyền thống. Lý do tại sao nhìn bề ngoài các máy đều như nhau?

Ông Hiraki: Chúng tôi phát triển sản phẩm dựa trên ý tưởng kết hợp sản phẩm truyền thống với hệ thống hybrid. Do vậy hình dạng của chúng dường như là giống nhau. Lý do là để sản xuất hàng loạt trên dây chuyền tiêu chuẩn đã có tuy nhiên hình dạng và kích thước không hoàn toàn như các sản phẩm truyền thống.

Về chính sách chung của chúng tôi, các chi tiết chính chúng tôi tự sản xuất. Động cơ và các thiết bị thuỷ lực chúng tôi tự sản xuất nhưng mô tơ điện là một lĩnh vực khác. Vì thế sử dụng nguồn lực bên ngoài là bắt buộc để giảm giá thành và đưa đến cho khách hành những sản phẩm tốt nhất.

PV: Có những khó khăn gì trong quá trình phát triển sản phẩm?

Ông Hiraki: Vì điện áp sử dụng cho hệ thống hybrid cao hơn các thiết bị xây dựng truyền thống nên chúng tôi đã phải thận trọng để thiết kế an toàn. Các công tắc nguôn đơn giản là không cần thiết để thiết bị an toàn và chúng tôi cần quan tâm đến các kịch bản trước khi quyết định thiết kế an toàn nhất có thể. Chúng tôi cũng phát triển hệ thống hiển thị và hệ thống phân tích lỗi để hỗ trợ người điều khiển trong quá trình sử dụng thiết bị.

PV: Ông có thể cho biết kết quả thực tế khách hàng sử dụng như thế nào?

Ông Hiraki: Một số khách hàng đã đạt được 30-40% mức giảm nhiên liệu tiêu hao. Qua các bài kiểm tra của chúng tôi, mức giảm chung là 25%.