Potreba za smanjenjem emisije ugljen-dioksida putničkih automobila danas ima za posledicu promenu konfiguracije vozila.
Jedan od načina da se to postigne je primena modula za povećanje akcionog radijusa, koji se bazira na razgranatom mehanotroničnom sistemu, a sastoji se od motora sa unutrašnjim sagorevanjem, menjača, elektro-motora i akumulatorske baterije kao skupljača energije.
Centralno mesto svega toga je njihova inteligentna integracija u vozilu i elektronsko upravljanje, kojim se postiže maksimalan efekat u korist kupca.
Za urbanu primenu električnih vozila, od primarne važnosti je postizanje prihvatljivog akcionog radijusa, naročito u odnosu na cenu i masu akumulatorskih baterija. Analize su pokazale da dnevno u gradskoj vožnji čak 70 odsto automobila u saobraćaju pređe do 50 kilometara.
Međutim, određeni broj vozača ima potrebu da električnim vozilima dnevno pređe i veće rastojanje. Za takve zahteve u ponudi su već finalna rešenja automobila sa povećanim akcionim radijusom. Jedan od prvih velikih proizvođača koji je prihvatio ovu tehnologiju i predstavio serijske modele je Dženeral Motors. Na primer, Opel je već predstavio “amperu”, a Ševrolet svoj model “volt”.
Pored giganata auto industrije, svoje vizije ove tehnologije predstavile su i manji, nezavisni instituti, poput poznatog AVL-a. Njihov modul za produženje akcionog radijusa sadrži visoko integrisani serijski pomoćni izvor energije, sa velikom energetskom gustinom i niskom proizvodnom cenom.
Uticaj veličine akcionog radijusa na visinu proizvodne cene moguće je uočiti na primeru isključivo električnog pogona.
Polazeći od cene akumulatorskih baterija koje se serijski proizvode, a koja danas iznosi 250 do 500 evra po kWh, i potrošnje energije od 20 kWh na 100 km, sa akcionim radijusom od 160 km cena akumulatora koje je potrebno ugraditi u električno vozilo iznosi između 10.000 i 20.000 evra.
U slučaju da se akcioni radijus pri isključivo električnom pogonu smanji na 50 km, što je po statistikama dovoljno za većinu gradskih korisnika, i uz primenu modula za povećanje dometa vozila, postiže se smanjenje cene između 5.400 i 12.200 evra, uz istovremeno smanjenje težine od oko 275 kg.
AVL-ov modul “Pure-Range-Extender” kao nezavisni pomoćni agregat za električno vozilo, intervencijama na generator-starteru i motoru sa unutrašnjim sagorevanjem može da se optimizuje za jednu radnu tačku.
Potpuna funkcionalna, mehanička i regulaciona integracija motora sa unutrašnjim sagorevanjem i generator-startera, višestruko podržava primenljivost ovakvog rešenja na vozilu. Analiza različitih varijanti pokazala je da je najbolje da se primeni motor sa rotacinim klipom (vankel) i sinhroni elektromotor sa stalnim magnetom.
Modul PRE, s obzirom na stvaranje buke, cenu, masu i dimenzije, daje novu mogućnost za šire prihvatanje električnih vozila. Ovaj sistem, na bazi poznatih tehnologija, u bliskoj budućnosti može da uđe u serijsku proizvodnju.
Dipl.inž. Milan Popović
Motor sa unutrašnjim sagorevanjem
Pokazalo se da je motor sa rotacionim klipom (vankel) idealan za rad u modulima za produženje radijusa, s obzirom na specifičnu snagu, emitovanje buke i spoljne gabarite. Nedostaci rotacionih motora koji se odnose na emisiju ugljovodonika, vek trajanja zaptivki klipa i povećanu potrošnja goriva su drastično smanjeni ili potpuno eliminisani korišćenjem novih tehnologija i materijala.
Primenjeni rotacioni motor sa jednim klipom uparen sa generatorom razvija električnu snagu od 15 kW pri 5.000 o/min, u oblasti optimalnoj za stepen iskorišćenja i za prigušivanje vibracija.
Izabrana zapremina komore za sagorevanje od 254 ccm predstavlja kompromis između male potrošnje goriva, malog habanja, šuma usisavanog vazduha i daljeg povećanja snage, sa potencijalom da se dostigne 36 kW.
Postavljanje motora SUS i generator-startera na istu osovinu omogućava kompaktnu konstrukciju. Tome doprinosi zajednički sistem za hlađenje izveden u zajedničkom kućištu.
Generator-starter
Zahtev koji treba da zadovolji generator-starter primenjen kod modula je drugačiji od onog koji treba da ispuni kada se radi o električnom pogonu vozila.
Zahtevana funkcija se odnosi na brzo startovanje motora sa unutrašnjm sagorevanjem, po mogućnosti uz što manju buku i vibracije, kao i na proizvodnju električne energije u uskom radnom dijapazonu.
Zbog preimućstva u pogledu kompaktnosti, visokog stepena iskorišćenja i niskog nivoa vibracija, primenjen je sinhroni motor sa magnetnom pobudom optimizovan u pogledu ugradbene dužine, mase i cene koštanja.
Generator-starter je predviđen za električnu snagu od 15 kW pri naponu u domenu akumulatorskih baterija između 320 i 420 V, uz stepen iskorišćenja generatora do 96%.
