Lotus Range Extender: il motore ultracompatto destinato ai veicoli ibridi
Scritto da ralph-dte.eu il 21 Ottobre 2011
Rubrica: Tecnologie utili ai mezzi elettrici ed ibridi, ma non solo…
Titolo o argomento: Il motore ultracompatto destinato alla ricarica rapida delle batterie
Lotus Range Extender (o più esattamente Lotus Fagor Ederlan Range Extender) è un motore a combustione interna ultracompatto, a basso costo, studiato allo scopo di aumentare l’autonomia delle citycar elettriche. Si tratta infatti di un motore che non è accoppiato, come normalmente accade tramite una trasmissione, alle ruote, bensì ad un generatore impiegato per la ricarica delle batterie di bordo. Batterie che ovviamente alimentano il motore elettrico. Lotus Range Extender occupa addirittura il 44% di spazio in meno rispetto al motore tre cilindri che equipaggia la Lotus Evora 414E Hybrid, inoltre pesa il 16% in meno, solo 45 kg. Tanto per rendere l’idea, l’altezza di questa unità propulsiva, è pari a 32,7 centimetri. Tutto lo spazio risparmiato nel vano motore va ovviamente a vantaggio dell’abitacolo e del bagagliaio. Si tratta di un motore 2 cilindri, 4 tempi, 2 valvole per cilindro, di soli 0,9 litri di cilindrata in grado di erogare 20 kW di potenza ed una coppia di 66Nm. L’arco di giri al quale esprime la massima efficienza è compreso tra i 1500 ed i 3500 giri al minuto. Come risulta ovvio osservare, questo motore non nasce per offrire prestazioni, bensì per assecondare al meglio le necessità di una marcia nel traffico urbano nella prospettiva della massima economia di esercizio.
Tra le particolarità di questo motore troviamo una distribuzione a due valvole per cilindro. Lotus spiega che questa scelta è stata fatta per ridurre i costi e la complessità del motore, inoltre, le due valvole per cilindro, sono una soluzione ottimale per l’erogazione del motore così come è stato concepito in quanto offrono una migliore rotondità ai regimi medio bassi. Molto interessante anche la soluzione che prevede i collettori di aspirazione e scarico integrati direttamente nella testata. Ciò permette di ottenere un ulteriore abbassamento dei costi di produzione nonché un importante contenimento del volume di ingombro del motore.
Il generatore è direttamente collegato all’albero motore e gestito, assieme al motore, da una specifica elettronica studiata da Lotus. Il motore Lotus Range Extender è curiosamente studiato per essere flessibile con i carburanti, può infatti essere alimentato sia con la normale benzina verde, sia con i carburanti rinnovabili ad alcool.
Varianti del motore
Il due cilindri Lotus Range Extender è disponibile anche in versione sovralimentata da 30 kW. Vi è inoltre la versione con cui confrontavamo dimensioni e peso all’inizio dell’articolo, ovvero il tre cilindri da 1,3 litri, sovralimentato che eroga 50 kW a 3500 giri al minuto e che pesa 58 kg. Quest’ultima versione è destinata alla Lotus Evora 414Evolution Hybrid. La variante aspirata di questo motore produce 35 kW e pesa 51 kg.
Davide Scrive:
Ottimo articolo e molto interessante.
Sfrutto l’occasione per una riflessione sul tema. Entriamo in un futuro a corto termine di motori elettrici alimentati (anche) da un motore interno a combustione, come per esempio la Toyota Prius ibrida.
Se invece di richiedere una spinta dal motore a combustibile fossile solo nei momenti di massima richiesta (accelerazioni e alte velocità), decidessimo delegare al motore a scoppio solo la funzione di ricarica delle batterie, non potremmo raggiungere delle efficienze incredibili?
Mi spiego meglio. Il motore a combustione avrebbe il solo ruolo di ricaricare le batterie. Sarebbe completamente indipendente dall’attività del guidatore, il suo unico obiettivo sarebbe il controllo di una carica ottimale delle batterie del veicolo. Per ottenere questo fine, il motore potrebbe essere configurato per un’efficienza tremenda, visto che potrebbe viaggiare sempre sul numero di giri ottimo, con coppia costante eccetera. E questo motore non sarebbe integrato con l’albero motore, ma solo con l’alternatore (chiamiamolo comunemente “caricabatterie”).
Dall’altro lato, avremmo il motore elettrico che come in una elettrica pura, sarebbe il responsabile di dare potenza alle ruote, gestendo i carichi di potenza senza preoccuparsi troppo del consumo, visto che la carica delle batterie sarà ripristinata dall’altro motore.
Che ne pensi di questa possibile ibrida? Si potrebbero davvero ottenere buone prestazioni superando il problema dell’autonomia?
ralph-dte.eu Scrive:
Ciao Davide scusami ma forse ho capito male il tuo commento. Il motore Lotus Range Extender serve proprio a questo… cioè viene utilizzato non per la trazione ma solo per la ricarica delle batterie ed è infatti un motore dedicato e prettamente progettato per questa funzione. Sicuramente questo metodo è molto adatto a questa fase in cui le batterie non sono ancora prestazionali e, anche se in taluni casi lo sono, richiedono comunque una ricarica di almeno qualche ora. Con un piccolo motore a combustione interna, mentre da Roma stai ad esempio andando a Milano, hai modo di sfruttare le batterie e di ricaricarle magari poco prima di arrivare in modo tale da essere pronto per ripartire all’occorrenza. Secondo alcune fonti pare che comunque aziende come la Tesla Motors stiano lavorando per ottenere batterie con un’autonomia doppia. Questo equivarrebbe ad autonomia di circa 800 km per la Roadster e circa 1000 per la Model S. Fonte non confermata per il momento.
Correggimi se ho capito male il tuo commento
Davide Scrive:
No, la colpa è mia che avevo frainteso l’obiettivo del motore
Al leggere che l’alternatore era collegato direttamente all’albero motore ho pensato che aiutasse a migliorare le prestazioni (quindi dipendendo dagli input del guidatore) invece che massimizzare l’autonomia.
Tanto di cappello!!
ralph-dte.eu Scrive:
motore asincrono Scrive:
molto interessante questo post
Fabrizio Scrive:
Nel caso il livello di carburante del motore a benzina sia basso, è possibile, rifornendo il serbatoio, ottenere di nuovo la massima autonomia evitando di far scaricare le batterie? E a quanto ammonterebbe il tempo di ricarica utilizzando come generatore il motore a benzina?
ralph-dte.eu Scrive:
Finché c’è carburante nel serbatoio, le batterie vengono tenute cariche. Se c’è poco carburante, ma c’è, il processo non si ferma. Quando si va in riserva è sufficiente fare rifornimento e nulla cambia nel procedimento di scarica/ricarica delle batterie. Se invece si rimane senza carburante, ovviamente, le batterie arriveranno a scaricarsi completamente e la loro autonomia dipenderà dalle loro caratteristiche e da quelle del motore elettrico oltre che, naturalmente, dal tipo di utilizzo da parte dell’utente.