Современные электрокары могут проехать сотни километров с коротким временем зарядки. Но производители стремятся создать более легкие батареи, но при этом более энергоемкие.
Однако дело не столько в самой батарее, сколько в нюансах энергоемкости. Чем мощнее двигатель, тем энергии нужно больше, а для этого требуется наращивать мощность аккумулятора, увеличивая его массу — получается, замкнутый круг.
Решение проблемы — повышение плотности топлива. Бензин и другое ископаемое горючее чрезвычайно энергоемки: 48 МДж/кг по сравнению с 1 МДж/кг для литиевых батарей в их самой «оптимистичной» модификации. Но плотность топлива — это тоже далеко не все. Например, двигатель внутреннего сгорания (ДВС) обычно получает не больше 20-30% энергии, остальное рассеивается в виде тепла, а также во время торможения и т.д. По сравнению с ДВС электрическая трансмиссия может иметь КПД более 95%. Более эффективная трансмиссия позволяет достичь необходимой скорости, затрачивая меньше энергии.
Специалисты Университета Монаша в Мельбурне работают над созданием дешевых, легких и высокоэффективных контроллеров двигателей, а также инверторов. Исследователи считают, что производительность автомобилей можно увеличить за счет интеллектуального проектирования на системном уровне.
Например, двигатель и контроллер, разработанные для водородного грузовика, будут значительно отличаться от двигателя для электробуса, несмотря на очень схожие требования к массе и мощности системы. Все потому, что грузовик обычно движется на высокой скорости в течение длительных периодов времени, тогда как автобусы, как правило, работают с частыми остановками. Это радикально меняет направление оптимизации двигателя для минимизации потерь энергии.
Исследователи считают, что «умное» проектирование открывает новую страницу в истории систем генерации энергии — по их мнению, это то будущее, которое уже наступило.
