Томские ученые разработали конструкцию самозаряжающегося электромобиля

Концепция «расширителя пробега» предполагает использование водородного топлива, увеличение мощности двигателя и снижение шума и вредных выбросов. При этом аккумуляторные батареи заряжаются как при движении, так и во время стоянки.

Как объясняет один из соавторов разработки, старший научный сотрудник Томского научного центра РАН Сергей Замбалов вспомогательная силовая установка (расширитель пробега) для современных электромобилей может быть использован при создании новых прототипов электромобилей с увеличенным запасом хода.

Быстрому распространению электромобилей мешает целый ряд недостатков существующих моделей. Одна из основных проблем, пугающих потенциальных автовладельцев, – это малая величина автономного хода на одном заряде аккумуляторных батарей электромобиля: водитель вынужден четко продумывать план поездки с учетом наличия в пути зарядных станций и с определенной периодичностью искать место, где он сможет зарядить свой электромобиль. Если в странах с теплым климатом и развитой дорожной инфраструктурой можно вполне комфортно проделать это действие, то в малонаселенных и труднодоступных регионах с холодными зимами это будет крайне трудно.

«Один из возможных эффективных путей решения этой проблемы – разработка и использование в конструкции электромобиля так называемого расширителя пробега – range extender, – говорит Сергей Доржиевич. – 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 предполагает как минимум три принципиальных составляющих: тип двигателя, вид топлива и способ его подачи в камеру сгорания.

Во-первых, ученые ТНЦ СО РАН предлагают использовать в расширителе пробега роторно-поршневой двигатель. В отличие от классического поршневого двигателя внутреннего сгорания, он имеет более высокую удельную мощность на высоких оборотах, легкую и компактную конструкцию при меньшем числе деталей, малый уровень шума и отличную уравновешенность.

Во-вторых, в качестве топлива для установки предполагается использовать топливо будущего – водород. Это позволит не только избавиться от вредных углесодержащих выбросов, образующихся при сгорании бензина, дизельного топлива или газа, но и повысить эффективность двигателя, ведь известно, что при сгорании водорода выделяется больше энергии.

В-третьих, с помощью методов математического моделирования было показано, что применение системы многократного прямого впрыска топлива позволит снизить до двух раз выделение оксидов азота, основного загрязнителя атмосферы в водородных двигателях. И это без каких-либо потерь в эффективности и производительности двигателя, по сравнению с традиционной схемой подачи топлива!

Важно отметить, что 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. В настоящее время ученые взаимодействуют с инновационными компаниями, занимающимися разработкой вспомогательного оборудования для электромобилей.

Статья Сергея Замбалова, Игоря Яковлева и Анатолия Мазного, посвященная проблеме разработки вспомогательной силовой установки (расширителя пробега) для современных электромобилей, опубликована в британском научном журнале первого квартиля Energy Conversion and Management.