Экологичным электромобилям непросто конкурировать с бензиновым или дизельным транспортом. Автовладельцы не торопятся пересаживаться на электрокары в основном из-за малой величины автономного хода на одном заряде аккумуляторных батарей электромобиля. Перед каждой поездкой водителю необходимо продумать план маршрута с обязательным учётом наличия на пути зарядных станций, чтобы вдруг не оказаться заложником обстоятельств посреди какой-нибудь просёлочной дороги. Эта перспектива перечёркивает множество преимуществ «зелёного» транспорта даже для самых убеждённых экологистов.
«Один из возможных эффективных путей решения этой проблемы – разработка и использование в конструкции электромобиля так называемого расширителя пробега – range extender, – говорит Сергей Доржиевич, один из соавторов разработки, старший научный сотрудник Томского научного центра РАН. – Расширитель пробега представляет собой комбинацию двигателя внутреннего сгорания и электрогенератора. Аккумуляторные батареи заряжаются как при движении, так и во время стоянки: устройство включается в тот момент, когда заряд батарей снижается ниже определенного уровня».
Концепция расширителя пробега от томских ученых имеет три ключевых составляющих: роторно-поршневой тип двигателя, водородное топливо и многократное прямое его впрыскивание в камеру сгорания.
Роторно-поршневой двигатель, в отличие от классического поршневого двигателя внутреннего сгорания, имеет более высокую удельную мощность на высоких оборотах, легкую и компактную конструкцию при меньшем числе деталей, малый уровень шума и отличную уравновешенность. Использование водородного топлива, что лежит в основе концепции, позволит электромобилям не только увеличить запас хода, но и мощность двигателя, снизит шум машины и вредные выбросы. При этом аккумуляторные батареи будут заряжаться как при движении, так и во время стоянки. А применение системы многократного прямого впрыска топлива позволит снизить до двух раз выделение оксидов азота - основного загрязнителя атмосферы в водородных двигателях - без каких-либо потерь в эффективности и производительности двигателя. К этому результату пришли учёные с помощью методов математического моделирования.
Разработанные методы и модели могут быть использованы не только в автотранспорте, но и в других сферах, в частности, при разработке беспилотных летательных аппаратов или проектировании автономных источников энергии для отдаленных регионов.
Изображение: Ralph Hutter on Unsplash
