Vähe inimesi teab, et tööd tahkete osakeste filtrite väljatöötamiseks elektriautodele on juba käimas. Huvitav on see, et neid töid teevad mitmed tuntud ettevõtted, mitte ainult üks. Tahkete osakeste filtrid elektriautodele toimivad hoopis teistmoodi kui need, mis on paigaldatud sisepõlemismootoriga autodele.

Kas elektriauto toodab tahkeid osakesi?

Tahkete osakeste filtrid paigaldatakse tänapäevastesse diiselmootoriga autodesse (DPF/FAP) ja bensiinimootoriga autodesse (GPF/GPF FAP). Nende ülesanne on kinni pidada ja neutraliseerida tahm ja tuhk, mis tekivad kütuse-õhu segu põlemisel. Elektriautod ei tekita heitgaase. Kuid nad tekitavad tahkeid osakesi, kuigi veidi teisel viisil. Insenerid soovisid realiseerida (utopistlikku) visiooni täiesti puhtast autotööstusest. Sellest sündiski idee varustada elektriautod tahkete osakeste filtritega.

Võtmesõna: heitgaasivälised heitmed (non exhaust emissions)

Elektriautod on oma sisepõlemismootoriga vastetest mitusada kilogrammi raskemad. Selle põhjuseks on traksioonaku koos keeruka jahutus- ja küttesüsteemiga. Mida raskem auto, seda kiirem on rehvide kulumine. Rehvide kulumisel tekivad tahked osakesed.

Mida raskem on auto, seda kiiremini kuluvad piduriklotsid. Piduriklotside kulumine, mis hõõruvad piduriketaste vastu (välja arvatud keraamilised klotsid), põhjustab samuti tolmu tekkimist. Raske elektriauto vajab tugevamaid pidureid (suurema hõõrdumispinnaga). Pidurdamisel tekib rohkem tolmu.

Siinkohal väike kõrvalepõige, sest autotööstuse jaoks uusi lahendusi loovad insenerid on „unustanud”, et elektriauto kasutab enamasti rekuperatiivset pidurdust, mistõttu kasutab harva pidurikettaid ja -klotse. Aga tänapäeva autotööstus on täis vasturääkivusi.

Tahked osakesed hõljuvad ka õhus. Tuleviku elektriauto peab eeldatavasti ise enda järel koristama ja samal ajal õhku puhastama.

Audi „Urban Purifier”

2020. aastal alustas Audi koostöös Mann-Hummeliga (mis toodab muu hulgas MANN-FILTERi filtreid) pilootprojekti, mille tulemusena pidi valmima tahkete osakeste filter elektriautodele. Programm nägi ette nelja-aastase projekteerimis- ja testimisperioodi.

Kuidas pidi kavandatav filter töötama? Elektriautode tahkete osakeste filter pidi paigaldatama sõiduki esiosale. Komponent pidi toimima nagu tolmuimeja. Selle taha paigaldatud ventilaator (mis teenis ka tavapärast akude ja mootori jahutusvedeliku jahutamist) pidi tugevdama sõidu ajal tekkivat loomulikku õhuvoolu. Sisse imetud õhk filtreeriti ka seisaku ajal.

Filtrid peatasid tervisele kahjulikud tahked osakesed suurusega kuni 10 mikromeetrit. Disainerite arvates ei põhjustanud filter autole häireid ega lisakoormust. Filter ise oli 15% ulatuses valmistatud ringlussevõetud materjalidest ja see tuli vahetada iga auto hoolduse ajal.

Allikas: Audi Media Center

Lahenduse loojate sõnul nullis filter selle auto heitkoguseid, millesse see oli paigaldatud, ning puhastas õhku kahe lisasõiduki eest. Positiivsete arvamuste ja testide tulemustegagi ei ole filtrit seni veel masstootmisse võetud.

Põhjaosakeste filtrid piduritolmu jaoks

Eespool mainitud firma Mann – Hummel töötas ka teise lahendusega, mis on mõeldud kõikide tüüpi mootoritega autodele. Need on rattadele paigaldatavad põhjaosakeste filtrid, mille ülesanne on koguda pidurdamise ajal tekkivat tolmu. Kaaluti passiivseid (energiat mitte tarbivaid, tolmu koguvaid) ja aktiivseid (energiat tarbivaid, tolmu imevaid, suurema efektiivsusega) filtreid.

Filtreid testiti elektri- ja sisepõlemismootoriga autodel, mida toodavad Audi, Mercedes-Benz (elektrilised kaubikud) ja ALBA Groupi elektriautodel, mida kasutatakse Singapuris.

Briti ettevõte The Tyre Collective töötas välja filtrid, mis paigaldati elektriautode iga ratta taha. Need filtrid kasutasid aerodünaamikat ja elektrostaatikat, et koguda ja koguda rehvidelt tolmu, mis seejärel võiks töödeldud saada. Need filtrid pälvisid 2020. aastal auhinna (James Dyson Award), kuid samuti pole kuulda, et need massitootmisse jõuaksid.

Õiguslik kontekst, st milleks see kõik?

Piduripartiklite filtrite arendamine on otseselt seotud uute ELi määrustega, mida nimetatakse Euro 7 standardiks ja mis hõlmavad esmakordselt ka mitte kütuse põletamisega seotud heitkoguseid. Praktikas tähendab see piiratud heitkoguste kehtestamist piduriklotside ja -ketaste kulumisest tekkivate tahkete osakeste suhtes ning kohustust neid heitkoguseid tüübikinnitusmenetluses mõõta.

Kuigi eeskirjad ei kehtesta konkreetset tehnilist lahendust, otsivad sõidukitootjad ja pidurisüsteemide tarnijad juba täna võimalusi tolmu heitkoguste vähendamiseks, et täita tulevasi nõudeid. Üks kaalutavatest võimalustest on just osakeste kogumise süsteemid otse pidurisüsteemi juures, lisaks uutele hõõrdematerjalidele ja konstruktsioonilistele muudatustele.