Альтернатива батареям: автопром тестирует гибриды с маховиками
Автопроизводители Volvo и Jaguar проверяют возможность использования в гибридных электрических автомобилях маховиков вместо батарей. Потенциально маховики могут снизить потребление топлива на 20% и будут стоить в три раза меньше, чем литий-ионные аккумуляторы. В гибридном автомобиле с маховиком, энергия от движения на высокой скорости используется для раскрутки высокооборотистого диска (маховика). Маховик продолжает вращаться, даже если автомобиль замедляется и может через коробку передач отдавать накопленную энергию обратно на колеса.
Эта идея не нова, однако до сих пор ее было трудно воплотить в жизнь из-за высоких потерь энергии маховика на трение. Так, в 1982 году инженеры компании GM установили маховик на одном из своих автомобилей, но обнаружили, что он улучшает эффективность использования топлива менее, чем наполовину от расчетных показателей. Тем не менее, современные технологические достижения позволяют вновь вернуться к идее гибридного автомобиля с маховиком. Инженеры, проектирующие болиды Формулы 1, пытаются преодолеть проблемы использования маховика применением композиционных материалов для экономии веса и вакуумной камеры для уменьшения трения. При переводе этой системы на легковые автомобили автопроизводители столкнулись с очевидными серьезными проблемами сохранения вакуума на протяжении длительного срока: уплотнения ненадежны, а введение клапанов и насосов усложнит конструкцию и повысит цену авто, «съедая» экономию на топливе.
Так выглядит компьютерная модель маховика компании Volvo
Специалисты британской инжиниринговой фирмы Ricardo предлагают другой подход, при котором механическая связь между маховиком и коробкой передач разорвана, а энергия от маховика передается через магниты. Изменяя соотношение силы магнитов в маховике с магнитами расположенными вокруг него, можно заставить маховик вращаться в шесть раз быстрее, чем магнитное кольцо привода вокруг него.
По сравнению с батареей такой маховик будет гораздо компактнее и сможет накапливать не 10-25, а до 60 кВт мощности. Единственный серьезный недостаток маховика заключается в том, что он не может, в отличие от аккумулятора, снабжать автомобиль энергией достаточно долго, т.е. маховик идеально подходит для «рваной» городской езды с энергичными разгонами на светофорах, быстрой ездой и торможением перед очередным препятствием. В длительных пробках, во время выезда из дворов и т.п. предпочтительнее все же будет гибрид с аккумулятором, который позволяет ехать в самых неэкономичных для бензомотора режимах исключительно на электротяге.
Volvo начнет дорожное тестирование автомобиля с маховиком осенью 2011 года, хотя инженеры компании пока не решили, будут ли они использовать вакуумный маховик или магнитный - все же многие проблемы гибридов с маховиками остаются нерешенными. В частности автопроизводителям нужно обеспечить прочность, надежность и безопасность высокооборотистных маховиков, к тому же они должны быть недорогими, чтобы конкурировать, например, с суперконденсаторами, которые становятся все более мощными и дешевыми. Надо отметить, что интерес автопроизводителей к замене аккумуляторов не в последнюю очередь обусловлен желанием сохранить за собой полный цикл производства и обслуживания автомобиля и в перспективе не превратиться в изготовителя дешевых кузовов для поставщиков аккумуляторов и электродвигателей.
Эта идея не нова, однако до сих пор ее было трудно воплотить в жизнь из-за высоких потерь энергии маховика на трение. Так, в 1982 году инженеры компании GM установили маховик на одном из своих автомобилей, но обнаружили, что он улучшает эффективность использования топлива менее, чем наполовину от расчетных показателей. Тем не менее, современные технологические достижения позволяют вновь вернуться к идее гибридного автомобиля с маховиком. Инженеры, проектирующие болиды Формулы 1, пытаются преодолеть проблемы использования маховика применением композиционных материалов для экономии веса и вакуумной камеры для уменьшения трения. При переводе этой системы на легковые автомобили автопроизводители столкнулись с очевидными серьезными проблемами сохранения вакуума на протяжении длительного срока: уплотнения ненадежны, а введение клапанов и насосов усложнит конструкцию и повысит цену авто, «съедая» экономию на топливе.
Так выглядит компьютерная модель маховика компании Volvo
Специалисты британской инжиниринговой фирмы Ricardo предлагают другой подход, при котором механическая связь между маховиком и коробкой передач разорвана, а энергия от маховика передается через магниты. Изменяя соотношение силы магнитов в маховике с магнитами расположенными вокруг него, можно заставить маховик вращаться в шесть раз быстрее, чем магнитное кольцо привода вокруг него.
По сравнению с батареей такой маховик будет гораздо компактнее и сможет накапливать не 10-25, а до 60 кВт мощности. Единственный серьезный недостаток маховика заключается в том, что он не может, в отличие от аккумулятора, снабжать автомобиль энергией достаточно долго, т.е. маховик идеально подходит для «рваной» городской езды с энергичными разгонами на светофорах, быстрой ездой и торможением перед очередным препятствием. В длительных пробках, во время выезда из дворов и т.п. предпочтительнее все же будет гибрид с аккумулятором, который позволяет ехать в самых неэкономичных для бензомотора режимах исключительно на электротяге.
Volvo начнет дорожное тестирование автомобиля с маховиком осенью 2011 года, хотя инженеры компании пока не решили, будут ли они использовать вакуумный маховик или магнитный - все же многие проблемы гибридов с маховиками остаются нерешенными. В частности автопроизводителям нужно обеспечить прочность, надежность и безопасность высокооборотистных маховиков, к тому же они должны быть недорогими, чтобы конкурировать, например, с суперконденсаторами, которые становятся все более мощными и дешевыми. Надо отметить, что интерес автопроизводителей к замене аккумуляторов не в последнюю очередь обусловлен желанием сохранить за собой полный цикл производства и обслуживания автомобиля и в перспективе не превратиться в изготовителя дешевых кузовов для поставщиков аккумуляторов и электродвигателей.
Ещё новости по теме:
18:20