Прорыв в мире электромобилей: представлен метаноловый генератор Horse с революционными моторами осевого потока

Главным барьером на пути к массовому переходу на чистый электротяг до сих пор остаются ограниченный запас хода электромобилей и неразвитая инфраструктура зарядных станций в удаленных регионах. Автопроизводители решают эту проблему установкой бензиновых двигателей-генераторов (range extenders), однако этот подход перечеркивает саму идею нулевых вредных выбросов.

Инновационное решение представила компания Horse Powertrain — совместное предприятие Geely и Renault Group. Их новая разработка под индексом D20 предлагает использовать в качестве бортового генератора высокоэффективный двигатель, работающий на 100%-м метаноле, в паре с революционными электрическими машинами осевого потока.

Экологичная альтернатива бензину: почему Horse делает ставку на чистый метанол

В основе новой энергоустановки лежит глубоко модернизированный 2,0-литровый четырехцилиндровый двигатель с турбонаддувом. Его главное отличие от привычных ДВС — полная адаптация под сжигание чистых метаноловых топливных смесей.

Использование метанола в качестве альтернативного экологически чистого горючего дает проекту сразу несколько стратегических преимуществ:

• Снижение углеродного следа: При производстве «зеленого» метанола улавливается CO₂, что делает его использование практически CO₂-нейтральным.
• Минимум токсичных выбросов: Двигатель изначально проектировался под жесткие экологические стандарты China 6b. За счет применения технологии активного послойного смесеобразования с форкамерой (Active Lean Burn Pre-Chamber) инженерам удалось добиться стабильного горения при избытке воздуха (лямбда больше 2). Это радикально снизило выбросы оксидов азота (NOx).
• Арктический запуск: Метаноловый ДВС от Horse способен без проблем совершать холодный пуск на чистом спирте при экстремальных температурах вплоть до минус 40 градусов по Цельсию.

Осевой поток против радиального: революция в компактности электромоторов

Сам по себе двигатель на альтернативном топливе — лишь половина успеха. Главная гордость инженеров Horse Powertrain заключается в том, как именно механическая энергия превращается в электричество для зарядки тяговой батареи. Традиционные громоздкие генераторы уступили место новейшим электромоторам осевого потока (axial-flux).

В обычных электромобилях используются моторы радиального потока, где магнитный пучок движется перпендикулярно оси вращения. В моторах осевого потока (подобные технологии сейчас активно развивает McLaren и дочерние структуры Mercedes-Benz) магнитные линии направлены параллельно оси.

На практике это дает фантастический выигрыш в компоновке. Генератор осевого потока, смонтированный непосредственно на коленчатом валу метанолового двигателя, оказался на 46% короче традиционных аналогов радиального типа. При этом его производительность выросла на 63%. Модуль выдает пиковую мощность в районе 141 лошадиной силы (100–120 кВт непрерывной мощности в зависимости от модификации) и легко умещается в стесненном подкапотном пространстве.

Эффективность на максимуме: архитектура P1+P3 и умная электроника

Установка D20 разработана для работы в рамках продвинутой последовательно-параллельной гибридной архитектуры P1+P3. В режиме range extender система способна выдавать впечатляющую энергоэффективность: до 2 кВт⋅ч электрической энергии с каждого литра сгоревшего метанола.

Вся конструкция весит скромные 129,3 кг (включая моторное масло) и работает на высоковольтных платформах с напряжением от 400V до 800V. Чтобы эффективно справляться с колоссальными токами и минимизировать тепловые потери, в блоке силовой электроники применили передовые полупроводники на основе карбида кремния (SiC) и нитрида галлия (GaN). Сам генератор получил систему иммерсионного (жидкостного погружного) охлаждения и защищен от влаги по максимальному стандарту IPX8.

Создав столь легкий, компактный и чистый источник энергии, Horse Powertrain дает электромобилям второго поколения шанс избавиться от «страха разряженной батареи» без вреда для экологии.

Источник: MOTOR1.COM