Elektrisch rijbereik rotatietechnisch verdrievoudigd
Rijtest Mazda MX-30 e-SkyActiv R-EV
De elektrische Mazda MX-30 e-SkyActiv EV krijgt het gezelschap van een R-EV-versie. Met de 'R' van Range Extender of – zoals in deze uitzonderlijke Mazda – van 'Rotatiemotor'. In die MX-30 e-SkyActiv R-EV zoemt trouwens een met benzine gelaafde wankelmotor. Die jaagt een stroomgenerator aan waarmee het elektrisch rijbereik van de puur geëlektrificeerde MX-30 wordt opgetrokken van 200 tot 680 km.
De MX-30 e-SkyActiv R-EV is een seriële hybride. In tegenstelling tot een parallel hybridesysteem – waarbij zowel e-motor als verbrandingsmotor de wielen kunnen aandrijven – is de MX-30 e-SkyActiv R-EV een altijd elektrisch aangedreven auto. Zijn met fossiele brandstof gevoede verbrandingsmotor is mechanisch nooit betrokken in de effectieve voertuigaandrijving maar jaagt een stroomgenerator aan waarmee batterij en/of e-motor energetisch wordt bevoorraad.
Brutaal onderschatte meerwaarde
De MX-30 e-SkyActiv EV was Mazda's eerste elektrisch model. Dat dit model – zijn (voor een EV) voortreffelijke rijeigenschappen ten spijt – niet meteen het koperspubliek op de hand kreeg, had alles te maken met de bewuste keuze van Mazda om geen "oversized" batterij te monteren.
De ontwerpers hadden immers geopteerd voor een – volgens milieu- en energiewetenschap – gerechtvaardigde en derhalve als 'rightsized' te beschouwen batterijcapaciteit. Met minder rijbereik weliswaar, maar wel met een brutaal onderschatte meerwaarde van de aspecten milieu- en energie-efficiëntie.
Met haar eerste volledig elektrische auto heeft Mazda bewust gekozen voor minder en niet meer batterijcapaciteit. Net het tegenovergestelde van wat de Mazda-concurrentie deed en nog doet. Want accu's met beperkte energieopslag offreren inderdaad minder rijbereik. In vergelijking met de extra aan rijbereik offrerende batterijen heeft dat ene nadeel ook meerdere voordelen.
Zoals: lagere CO2-last en minder milieuvervuiling bij ontginning en verwerking van zeldzame aardse materialen, minder CO2-uitstoot tijdens accuproductie, en compactere en minder wegende batterijen. Minder gewicht vertaalt zich in een lager energieverbruik tijdens het rijden en veroorzaakt minder bandenslijtage.
En dan rest er nog een energetische, compleet miskende keerzijde bij dat aangemoedigde auto-elektrificeren. Tijdens het stockeren van e-energie in een batterij gaat er nog altijd energie verloren als gevolg van omvormings- en laadverliezen. Waarbij niet mag vergeten worden dat bij de opslag van een identieke hoeveelheid e-energie in een batterij met lagere energie-inhoud, in verhouding minder omvormings- en laadverlies optreedt in een met hogere capaciteit gezegende batterij.
Incorrect elektrotechnisch denkbeeld
In de MX-30 stak een li-ionbatterij van 35,5 kWh waarmee tussen twee laadbeurten 200 km te overbruggen was. Maar vandaag stellen dat Mazda daarom nu pas zijn MX-30 EV met een Range Extender bedenkt, is veel te kort door de bocht en getuigt niet enkel van gebrek aan elektrotechnologisch inzicht. Bovendien hebben zij, die dat nu wel opperen, niet goed of helemaal niet opgelet tijdens de allereerste presentaties van die MX-30 EV.
Daar werd trouwens herhaaldelijk toegelicht dat Mazda het elektrisch heil en extra elektrisch rijbereik zou vinden in een samenspel van "gerechtvaardigde" batterijcapaciteit en ICE-gedreven on-board stroomproductie. Anders gezegd: bij de geboorte van de MX-30 EV stonden de intussen gerealiseerde Range Extender-doelstellingen al op papier.
Comeback van de (wankel)rotatiemotor
In een streven naar meer rijbereik, waarbij niet gezondigd werd tegen de zonet aangehaalde milieu-, maatschappelijke en energetische wetenswaardigheden, zocht Mazda dus bewust geen toevlucht in sterk opgevoerde batterijcapaciteit. Trouwens, van bij het eerste initieel ontwerp van de MX-30 EV stond de keuze van een niet-batterijafhankelijke, rijafstandsverhogende oplossing reeds vast.
En vast stond toen eveneens dat de keuze van de interne verbrandingsmotor die daarbij gebruikt zou worden, origineel zou zijn. Geen compacte twee- of driecilinder. Wel een nog veel compactere rotatiemotor. Waardoor – tien jaar nadat de massaproductie van Mazda's met een wankelmotor werd stopgezet – de rotatiemotor als stroomgenerator een merkwaardige comeback maakt in een tijdperk waarin niet aan de auto-elektrificatie te ontsnappen valt.
Mazda MX-30 e-SkyActiv R-EV: het concept
Voor een gevoelige, niet-batterijafhankelijke opvoering van het elektrisch rijbereik wordt in de MX-30 e-SkyActiv R-EV beroep gedaan op een atmosferisch beademde rotatiemotor. In tegenstelling tot Mazda's succesrijke wankelverleden, waarin twee of meerdere coaxiaal opgestelde rotoren draaiden, betreft het nu een rotatiemotor met één rotor.
De rotorverplaatsing daarvan bedraagt 830 cc, het equivalent van ongeveer 1.700 cc aan cilinderinhoud van een ICE met zuigers. Voor deze rotatiemotor volstaan die 830 cc om 74 pk op te wekken en daarmee de generator draaiende te houden.
Waarom Mazda hier opteert voor een rotatiemotor? Omdat die als aandrijver van een stroomgenerator altijd op een vrij constant toerental kan draaien. Want deze rotatiemotor drijft nooit de voorwielen aan, waardoor het toerental nooit beïnvloed wordt door de rijsnelheid. Ander voordeel? Zijn compactheid: immers, veel compacter dan een klassieke verbrandingsmotor met – in dit geval – het equivalent van een 1.700 cc grote klassieke motor.
Bovendien maken compactheid en rotatieprincipe de coaxiale plaatsing en integratie – tussen e-aandrijfmotor en de aan te jagen stroomgenerator – een stuk eenvoudiger. Waardoor ook een compacte set-up wordt geschapen die probleemloos onder te brengen is in de motorruimte. Dus ook geen toegevingen op gebied van interieurruimte.
Zelfde looks en afmetingen
Exterieur of interieur van de MX-30 e-SkyActiv R-EV verschillen niet echt van wat de elektrische versie te bieden had. Ook de afmetingen zijn identiek, zoals de technische fiche duidelijk maakt. Die "gelijkheid" heeft alles te maken met het platform waarop Mazda zijn eerste elektrische wagen heeft gebouwd.
Mazda gebruikte daarvoor geen e-specifiek platform. Wel een van het CX-30-(DM-)platform afgeleide en voor elektrische voorwielaandrijving aangepaste (DR-)basis. Zoals de MX-30 e-SkyActiv EV zijn aangepaste basis deelde – en nog altijd deelt – met het platform van de CX-30, zo ook doet de MX-30 e-SkyActiv R-EV dat.
Zelfde drijfwerk. Alhoewel ...
De MX-30 e-SkyActiv R-EV gebruikt (in principe) hetzelfde drijfwerk van de oorspronkelijke MX-30 BEV. In principe … want de MX-30 R-EV is de elektrische MX-30 EV waaraan Mazda een rotatiemotor heeft toegevoegd. Bovendien heeft Mazda in de MX-30 R-EV de oorspronkelijke accucapaciteit van 35,5 kWh teruggebracht tot 17,8 kWh.
Waarom de bestaande batterij niet behouden bleef? Minder gewicht en bovendien moest er ruimte vrijgemaakt worden voor een 50 l grote benzinetank. Met 17,8 kWh aan batterijcapaciteit kan deze seriële hybride alsnog 85 km ver in zuiver elektrische modus. Geraakt de batterij uitgeput, dan zorgt de rotatiemotor – gevoed uit die 50 liter grote benzinetank – voor de nodige e-energieproductie aan boord.
En dan rest er nog de iets andere e-motor van de MX-30 R-EV. Want ook die verschilt van de in de reguliere MX-30 gemonteerde aandrijvers. Sterker, zo toont de technische fiche. Want 170 pk voor de Range Extender-versie tegen 145 pk voor de MX-30 EV. Daardoor is hij een fractie sneller ook dan de MX-30 EV. De MX-30 met rotatiemotor doet de sprint van 0 naar 100 in 9,1 seconden. De MX-30 EV doet daar 9,7 seconden over.
Nog dit: als seriële hybride is MX-30 R-EV geen uitzondering op de markt. Het is wel de enige seriële hybride met een ICE-rotatiemotor en de enige seriële plug-inhybride. De batterij kan immers driefasig op wisselstroom (11 kW) en zelfs 'snelladend' op gelijkstroom gechargeerd worden. Dit laatste aan een laadvermogen van maximaal 36 kW.
Normal, EV & Charge
In "Normal" rijdt de MX-30 R-EV elektrisch tot het batterijpeil onder de 45% zakt. In EV-modus zal de rotatiemotor pas aanslaan van zodra de batterij uitgeput geraakt. In de Charge-stand wordt de rotatiemotor gebruikt om de energiecapaciteit in de batterij op een bepaald niveau te houden. Dat niveau kan men instellen in stappen van 10% tussen 20 en 80%.
Deze keuze tussen normaal, EV en laden heeft geen invloed op de topsnelheid van 140 km/u. In welke modus men ook rijdt, vanaf het ogenblik dat er meer vermogen nodig is dan de batterij op dat moment kan leveren, wordt de rotatiemotor ingeschakeld en extra e-power aan het drijfwerk geleverd.
Rijindrukken
Rijden doet de Mazda MX-30 R-EV precies zo goed als de reguliere MX-30 EV. Aangenaam, zoals iedere elektrische auto dat doet. Getuigend van een terdege op zijn taak berekend drijfwerk dat – en dat is niet met alle EV's het geval – nooit bruusk en onverwacht maar wel goed doseerbaar en geleidelijk het vermogen op de voorwielen laat zetten.
De ophanging voldeed perfect in de reguliere MX-30 EV en laat ook in de versie met Range Extender geen steek vallen. Minder batterijgewicht wordt gecompenseerd met wat meer gewicht op de vooras (van de rotatiemotor en de stroomgenerator) maar zwaarder sturen doet de MX-30 R-EV daarom zeker niet. Wel hebben we de indruk dat de met rotatie-stroomgenerator en meer vermogen gezegende variant – dankzij wat meergewicht op de vooras – minder onderhevig is aan motriciteitsproblematiek.
En wat als de rotatiemotor zijn stroomproductie aanvat? Uiteraard hoor je dan het zacht grollende, laagfrequente en – omwille van zijn constant toerental – ook monotoon geluid. Discreter alvast dan wat we in gelijkaardige concepten met traditionele cilindermotoren te horen kregen.
Een discrete monotone klank dus die te midden het stille MX-30-interieur natuurlijk ook moeilijker te onderdrukken valt. Een discreet geluid ook dat zich aan passagierszijde iets nadrukkelijker laat aanhoren dan achter het stuur.
De ontwerpers hebben zich met de uitlaat van de rotatiemotor overigens een moeilijke weg naar de achterzijde van het voertuig moeten banen. Niet door een middentunnel, want die is er niet. Niet door de batterijen en de benzinetank, want daar was geen ruimte voor. Wel met een boog omheen batterij en tank … Aan de onderkant van het voertuig maar wel langs de passagierszijde dan maar.
Conclusie
Met een rotatiemotor als rijbereikverhogende on-board stroomproducent, komt deze Mazda op een originele, (oprecht) milieuminnende en energie-efficiënte wijze tegemoet aan datgene waarmee het merendeel van de hedendaagse EV's tot vandaag problemen blijft hebben: rijbereik.
In het geval van deze MX-30 – die weliswaar op de wereld werd gezet met een technisch "eerlijke" maar een praktisch te krappe batterijcapaciteit – gaat dat rijbereik nu van 200 naar 650 km. Aantrekkelijk is daarbij dat Mazda voor de verdrievoudiging van dat rijbereik geen meerprijs vraagt: zowel de reguliere EV als de versie met Range Extender kosten exact evenveel.
Uiteraard verbruikt de Mazda MX-30 R-EV naast elektriciteit ook benzinevocht. Al moet dat laatste – zo bewees onze test – niet afschrikken. Na 150 km en niet zuinig omspringend met de batterijenergie, noteerden we (volgens de boordcomputer) een gemiddelde elektrische stroomconsumptie van 15,4 kWh/100 km en 4,2 l/100 km aan benzineverbruik. Waarbij we de eersten blijven om grif toe te geven dat het in deze test een stuk zuiniger had gekund …
