Horse Powertrain opracował układ D20 Methanol przeznaczony do samochodów elektrycznych z przedłużaczem zasięgu. Jego sercem jest 2,0-litrowy turbodoładowany silnik spalający wyłącznie metanol M100 i współpracujący z kompaktowym generatorem o strumieniu osiowym. Producent deklaruje 47% sprawności konwersji energii paliwa na energię elektryczną.

Silnik spalinowy nie napędza tutaj kół

D20 Methanol jest układem typu REEV, czyli napęd pozostaje elektryczny, a jednostka spalinowa służy do wytwarzania energii dla akumulatora. Horse połączył czterocylindrowy silnik 2.0 turbo, generator oraz elektronikę mocy w jeden zespół przeznaczony do zasilania metanolem.

Według danych producenta kompletny układ może osiągać moc do 105 kW i waży około 170 kg. Silnik wykorzystuje bezpośredni wtrysk metanolu pod wysokim ciśnieniem, a instalacja elektryczna może pracować na platformach 400- lub 800-woltowych.

Generator osiowy jest o 46% krótszy

Jednym z najważniejszych elementów D20 Methanol jest generator o strumieniu osiowym zamontowany bezpośrednio na wale korbowym. W przeciwieństwie do klasycznego silnika elektrycznego o strumieniu promieniowym wirniki i stojan mają tutaj postać ułożonych obok siebie tarcz.

Horse zastosował konstrukcję bez jarzma, z dwoma wirnikami otaczającymi pojedynczy stojan. W porównaniu z odpowiadającą jej jednostką o strumieniu promieniowym generator jest o 46% krótszy, a jego gęstość mocy w przeliczeniu na objętość jest o 63% wyższa. Sprawność elektryczna generatora ma wynosić 96,4%, między innymi dzięki zastosowaniu elektroniki mocy z węglika krzemu.

47% energii metanolu ma trafiać do układu elektrycznego

W badaniach laboratoryjnych Horse uzyskał 47% sprawności konwersji energii paliwa na energię elektryczną. Oznacza to około 1 kWh energii elektrycznej z każdych 2,1 kWh energii chemicznej dostarczonej w metanolu. Według danych firmy 19,6 l paliwa wystarcza do wytworzenia energii odpowiadającej pełnemu naładowaniu akumulatora o pojemności 40 kWh.

fot. Horse Powertrain

Do poprawy sprawności ma przyczyniać się wysokoenergetyczny układ zapłonowy umożliwiający pracę na bardzo ubogiej mieszance. Rozwiązanie pomaga też ograniczyć jeden z problemów metanolu, czyli trudności z rozruchem przy niskiej temperaturze.

Metanol M100 ma działać nawet podczas dużego mrozu

Według Horse silnik może uruchomić się na czystym metanolu przy temperaturze sięgającej -35°C. Producent podaje również, że emisja tlenków azotu spełnia chiński standard CN6b wynoszący 35 mg/kWh oraz wymagania Euro 7 określone na poziomie 60 mg/km.

Metanol jest szczególnie istotnym paliwem na rynku chińskim. Państwo Środka odpowiada za około 60% światowej produkcji tego alkoholu i od 2019 roku wspierają wykorzystanie w samochodach paliwa M100. Dotychczas znaczna część chińskiego metanolu powstawała jednak z węgla, dlatego korzyści klimatyczne zależą w dużej mierze od sposobu jego produkcji.

Metanol wraca jako paliwo dla zelektryfikowanych aut

Sama koncepcja stosowania metanolu w zelektryfikowanych samochodach nie jest nowa. Już w 1999 roku DaimlerChrysler zaprezentował zbudowany na bazie Mercedesa klasy A model Necar 4 z ogniwami paliwowymi, w którym wodór był uzyskiwany z metanolu bezpośrednio na pokładzie auta.

Horse podchodzi do tego paliwa inaczej: zamiast reformera i ogniwa paliwowego wykorzystuje klasyczny silnik spalinowy pracujący jako generator. D20 Methanol pokazuje tym samym, że przedłużacz zasięgu nie musi oznaczać wyłącznie kolejnego silnika benzynowego – zwłaszcza na rynkach, na których infrastruktura i produkcja metanolu są już rozwinięte.