Generatore a microturbina per la “super” e-car cinese

Un generatore a microturbina, ispirato dalla tecnologia impiegata abitualmente nell’industria aerospaziale, che promette di aumentare l’autonomia e le prestazioni del veicolo elettrico.

È il nuovo sistema ibrido seriale di propulsione TREV (Turbine recharging electric vehicle) brevettato da Techrules, giovane società di ricerca e sviluppo nel settore automotive con sede a Pechino, e presentata durante l’ultimo Salone dell’Auto di Ginevra in abbinamento a una concept supercar a due posti a trazione integrale. Con l’obiettivo di elevare le prestazioni ambientali e dinamiche dei mezzi elettrici e di realizzare una vera e propria “super” car cinese, l’azienda ha puntato su un sistema di autonomia estesa che non prevede l’alimentazione diretta tra generatore e motori.

Come spiega bene in una nota il Responsabile tecnologia di Techrules Matthew Jin nelle auto convenzionali “il motore a combustione interna che converte l’energia chimica del carburante in energia meccanica ha anche il ruolo di propulsore collegato alle ruote“. Pochi, però, hanno provato a usare le turbine nel sistema di propulsione perchè “si sono sempre rivelate un mezzo molto poco efficiente per convertire energia chimica in energia meccanica applicata direttamente alle ruote“. I veicoli elettrici rappresentano un’eccezione: qui “a muovere le ruote è un motore elettrico, quindi il propulsore a combustione interna può essere dedicato esclusivamente a convertire energia chimica in energia meccanica e alla fine in energia elettrica. Questo principio offre vantaggi decisivi: rende possibile usare un motore a turbina, molto efficiente grazie ad attriti interni ridottissimi, per la produzione di energia elettrica attraverso un generatore”. Il sistema è stato collaudato in varie forme: con versioni alternative funzionanti a metano, biogas, benzina, gasolio e cherosene da aviazione. L’autonomia che si promette di raggiungere nella futura super car di serie è di 150 km, mentre per le supercar da più di 1.000 cv si parla di 2.000 km.

Recentemente, Techrules ha siglato nuovi accordi con Fabrizio e Giorgetto Giugiaro, design conosciuti a livello mondiale, e con L.M. Giannetti, specialista nella progettazione e realizzazione di vetture complete, per sviluppare e produrre la GT96 in modo da distribuirla su piccola scala.

Innovazioni tecnologiche per il 50% di efficienza in più

Sono diverse le innovazioni tecnologiche che consentono al sistema di raggiungere circa il 50% di efficienza in più rispetto le soluzioni alternative.

Grande attenzione, innanzitutto, alla stabilità del sistema in modo da garantire l’assorbimento delle sollecitazioni dovute agli scuotimenti verticali dati dalle sconnessioni stradali e dalle forze laterali che si sviluppano in curva. Per ridurre al massimo gli attriti e garantire le elevate velocità di rotazione utili ad aspirare il volume d’aria, l’azienda usa la tecnologia dei cuscinetti ad aria in modo da separare l’albero motore dai suoi supporti. In combinazione, un campo magnetico permette un preciso posizionamento nello spazio dell’albero motore e tolleranze maggiori.

Altri elementi d’innovazione: il nuovo tipo di “foil”, un materiale composito, per la superficie del cuscinetto; uno scambiatore di calore ibrido che incrementa l’efficienza degli scambi grazie all’uso di un nuovo materiale; e la turbina che ruota a 96 mila giri/min e produce 36 kW, di cui 30 kW vengono adoperati per caricare il pacco batteria.

Nuova strategia di ricarica

Un sistema intelligente di bilanciamento che raccoglie la tensione “in eccesso” delle celle che si caricano più in fretta e la condivide con le celle vicine, in modo da ricaricare il pacco batteria più in fretta e senza spreco. E’ la peculiarità del sistema TREV che utilizza celle cilindriche formato 18650 (diametro 18 mm, lunghezza 65 mm) al litio-biossido di manganese con una tensione di 720 V e la capacità energetica utile di 20 kWh. Una configurazione che gli consente di ricaricare, tramite generatore a microturbina, in circa 40 minuti.

AT96 e GT96

Al momento Techrules ha realizzato due versioni differenti della tecnologia TREV: nella configurazione AT96 – dove AT sta per Aviation Turbine – la turbina è configurata per il funzionamento con carburanti liquidi tra cui cherosene aeronautico, gasolio o benzina ed è disegnata come una versione specifica da pista. La GT96 – Gas Turbine – è alimentata da biogas o gas naturale ed è pensata per la strada; il veicolo verrà presentato al Salone di Ginevra 2017.