Rubrica: Tecnologie utili ai mezzi elettrici ed ibridi, ma non solo…
Titolo o argomento: Il generatore catalitico ultracompatto che “ibridizza” i veicoli elettrici estendendone all’infinito l’autonomia
Il Lotus Range Extender
Già dodici anni fa vi abbiamo parlato di una soluzione molto simile alla radice, trattandosi di un range extender, ma totalmente diversa nello sviluppo. Mi riferisco al Lotus Range Extender sviluppato all’epoca in collaborazione con Fagor Ederlan (vedi in basso i Link correlati) e mai immesso realmente sul mercato. Si trattava di una soluzione assai interessante che permetteva di abbattere notevolmente i consumi di carburante in una architettura ibrida in cui il motore a combustione interna non fungeva da sistema di trazione diretta ma indiretta in qualità di solo generatore di ricarica del pacco batterie. L’utilità ed i benefici? Il motore a combustione interna poteva girare unicamente al regime costante di coppia massima, ottimizzato con consumi ed emissioni esigue, al solo scopo di caricare il pacco batterie del veicolo. Il motore a combustione interna, in tal modo, non era più soggetto alle variazioni di carico (dovute alle condizioni della strada, al numero di passeggeri, alle prestazioni generali richieste) che tanto gravano sul basso rendimento delle unità endotermiche, ma funzionava espressamente nelle sue migliori condizioni. Così alla trazione provvedono unicamente i motori elettrici che vantano un rendimento elevatissimo e splendidamente si accoppiano ai benefici offerti dall’endotermico. Si trattava di una soluzione che ebbi modo di studiare, e di cui verificai il reale potenziale, grazie alle contaminazioni di Ingegneria Navale nonché all’esperienza tecnica sul campo offerte da Wärtsilä con le sue unità propulsive, ottimizzate per l’impiego navale. Tali soluzioni adottavano, per l’appunto, i motori a combustione interna solo in qualità di generatori e lasciavano ai motori elettrici il compito di esprimere la propulsione nelle navi.
Si trattava di soluzioni interessanti degne di nota (in grassetto) di cui però non si parlava mai, eppure una decina di anni fa il clima era già compromesso. Con un range extender sviluppato ad hoc era possibile percorrere circa 100 km con 1,7 litri di carburante senza alcuna necessità di ricaricare il veicolo elettrico a prese pubbliche o private, senza necessità di attendere lunghi tempi di ricarica, senza necessità di dover pianificare un viaggio come una spedizione su Marte. Ma… nulla, non se ne parlò. Oggi siamo (finalmente) pronti ad impiegare simili soluzioni e la tecnologia che c’è, ed esiste da oltre 20 anni, non la si può più snobbare lasciandola nel cassetto delle cianfrusaglie. Ma non è tutto.
Il Range Extender di Cosworth
Oggi Cosworth ha fatto di più, molto di più, riuscendo in qualcosa che solitamente riesce solo ai geni (in realtà si tratta di un progetto nato circa 10 anni fa e sviluppato negli ultimi 5-6 anni con la transizione del mercato verso l’elettrico). Cosworth ha trovato, ad un problema enorme e complesso, una soluzione semplice, a basso costo, leggera, fattibile, versatile, sostenibile, che si basa sull’utilizzo del noto ciclo Brayton delle turbine a gas e di un opportuno catalizzatore per ottenere un Range Extender capace persino di emissioni quasi nulle o nulle in base al carburante che si intende impiegare (il sistema è onnivoro).
Non si tratta di una variante di un sistema a combustione interna ma di un sistema catalitico che non dà origine a combustione e non sviluppa quindi il calore che porta le temperature intorno ai 2500°C responsabili della produzione di NOx.
Quali sono i punti di forza?
E’ semplice
Pochi organi tutti largamente conosciuti dall’industria e dagli operatori del settore.
Costa poco
Si realizza con materiali di uso comune nell’industria e nell’artigianato.
E’ leggero
La sua massa è contenuta, inoltre riduce drasticamente il peso dei veicoli elettrici i quali con un range extender necessitano di pacchi batterie più contenuti.
Fattibile
Non richiede conoscenze e tecnologie esasperate né l’attesa di sviluppo di nuovi mercati né tantomeno particolari accordi con eventuali paesi che potrebbero vantare un qualche monopolio sulle materie prime.
Versatile
Può essere impiegato nel settore Automotive, nell’industria in generale, nell’Edilizia, nel settore Navale, nel settore Militare, nel settore Aerospaziale…
Sostenibile
Ottimo rapporto tra i benefici ed i costi, facilmente realizzabile, onnivoro. Prodotto su larga scala (almeno 100.000 pezzi l’anno) il suo costo può scendere a circa 2.000 Euro.
Pulito
Offre basse emissioni inquinanti o emissioni nulle a seconda del carburante impiegato. Non richiede un post trattamento dei gas di scarico.
Basso impatto generale
Produce basse emissioni sonore: non c’è combustione, è pulito ed è silenzioso, perfetto per l’elettrico.
Onnivoro
Può “digerire” carburanti liquidi o gassosi e persino idrogeno non purissimo (la cui produzione costa molto meno dell’idrogeno puro), aspetto che rivedremo nell’apposita rubrica “Il futuro è ibrido… a idrogeno” (vedi in basso i Link correlati).
Continua…
Link correlati
Cosworth Catalytic Generator
Il generatore catalitico che estende l’autonomia dei veicoli elettrici
Parte 1: Intro | Quali sono i punti di forza?
Parte 2: Come funziona? | Ciclo Brayton
Parte 3: Video esplicativi | Es. applicazione su Ford Transit Custom PHEV
Pagine: Automotive | Motorsport
Pagina: Energy
Lotus Range Extender: il motore ultracompatto destinato ai veicoli ibridi
Il futuro è ibrido… a idrogeno – Parte 1: Considerazioni grandangolari
