रेंज एक्सटेंडर

एक रेंज एक्सटेंडर एक ईंधन-आधारित सहायक बिजली इकाई (APU) है जो वाहन की बैटरी को चार्ज करने वाले विद्युत् जनित्र को चलाकर बैटरी विद्युत् वाहन की सीमा का विस्तार करता है। इस व्यवस्था को एक श्रृंखला संकर (हाइब्रिड) ड्राइवट्रेन के रूप में जाना जाता है। सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले रेंज एक्सटेंडर आंतरिक दहन इंजन हैं, लेकिन ईंधन-प्रकोष्ठ या अन्य प्रकार के इंजन का उपयोग किया जा सकता है। कैलिफोर्निया वायु संसाधन बोर्ड (CARB) द्वारा रेंज एक्सटेंडर वाहनों को विस्तारित सीमा विद्युत् वाहन (EREV), सीमा विस्तारित विद्युत् वाहन (REEV) और सीमा विस्तारित बैटरी-विद्युत् वाहन (BEVx) के रूप में भी जाना जाता है।

शेवरले वोल्ट और बीएमडब्ल्यू i3 सहित कई रेंज एक्सटेंडर वाहन अपनी बैटरी को विद्युत् वितरण तंत्र (ग्रिड) से और साथ ही रेंज एक्सटेंडर से चार्ज करने में सक्षम हैं, और इसलिए एक प्रकार के प्लग-इन संकर विद्युत् वाहन (PHEV) हैं।

प्रोत्साहन
रेंज एक्सटेंडर का मुख्य कार्य वाहन की सीमा को बढ़ाना है। सीमा स्वायत्तता विद्युत् वाहनों की व्यावसायिक सफलता के लिए मुख्य बाधाओं में से एक है, और जब बैटरी समाप्त हो जाती है तो वाहन की सीमा का विस्तार करने से सीमा उद्वेग कम करने में मदद मिलती है।

एक सीमा विस्तारित वाहन अभिकल्पना प्राथमिक ईंधन (जैसे बैटरी शक्ति) का उपयोग करके सीमा विस्तारित ईंधन (जैसे पेट्रोल) के उपभोग को भी कम कर सकता है, जबकि एक सीमा विस्तारित ईंधन द्वारा संचालित एकल ईंधन वाहन की चालन (ड्राइविंग) सीमा को बनाए रखता है पेट्रोल के रूप में। सीमा विस्तारित ईंधन को आम तौर पर प्राथमिक ईंधन स्रोत की तुलना में उपयोग करने के लिए कम पर्यावरण और आर्थिक रूप से अनुकूल माना जाता है, इसलिए वाहन नियंत्रण प्रणाली उपलब्ध होने पर प्राथमिक ईंधन का उपयोग करने को प्राथमिकता देती है। तथापि, प्राथमिक ईंधन स्रोत की सीमा की सीमाओं के कारण, सीमा विस्तारित ईंधन वाहन को प्राथमिक ईंधन के कई मूल्य और पर्यावरणीय लाभों को प्राप्त करने की अनुमति देता है, तथापि सीमा विस्तारित ईंधन स्रोत की पूरी चालन सीमा को बनाए रखता है। उस ने कहा, रेंज एक्सटेंडर वाले वाहन का उपयोग करने से प्राप्त होने वाले लाभ (मूल्य, कार्बन उत्सर्जन) अंततः इस बात पर निर्भर करते हैं कि वाहन कैसे चलाया जाता है, और विशेष रूप से कितनी बार रेंज एक्सटेंडर का उपयोग किया जाता है।

एक उदाहरण के रूप में, वैकल्पिक रेंज एक्सटेंडर वाली शेवरले वोल्ट और बीएमडब्ल्यू i3 जैसी कारें 80–160 किमी (50–100 मील) चालन करने के लिए पर्याप्त बड़ी बैटरी से सुसज्जित हैं, जो कई यात्राओं के लिए पर्याप्त है लेकिन लंबी दूरी तक चालन करने के लिए पर्याप्त नहीं है। इस प्रकार, चालक आने-जाने और दैनिक चालन के लिए बैटरी शक्ति का उपयोग कर सकता है, लेकिन फिर भी बैटरी चार्ज करने के लिए बार-बार रुके बिना सहायक पेट्रोल आंतरिक दहन इंजन का उपयोग करके न्यूयॉर्क से बोस्टन (लगभग 320 किमी, 200 मील) चालन करने में सक्षम हो जाता है। (जिसमें घंटे लग सकते हैं)। इसलिए वाहन स्वामी अधिकांश चालन के लिए सस्ती और कम कार्बन-गहन विद्युत शक्ति का उपयोग करने का लाभ अर्जित करता है, जबकि एक ही वाहन के साथ लंबी यात्राएं करने की क्षमता बनाए रखता है।

जब एक रेंज एक्सटेंडर पारंपरिक ईंधन का उपयोग करता है तो वे नियमित ईंधन केन्द्र पर फिर से ईंधन भर सकते हैं, जो उन्हें पारंपरिक ऑटोमोबाइल के समान चालन सीमा प्रदान करता है।

एक REEV के रूप में केवल विद्युत् मोटर द्वारा संचालित होता है, यह सामान्यतः पर आंतरिक दहन इंजन कारों में उपयोग किए जाने वाले गियरबॉक्स संचरण प्रणाली से जुड़े वजन और मूल्य को दूर कर सकता है। इसकी अपेक्षा, चूंकि रेंज एक्सटेंडर को वाहन की बिजली की जरूरतों के अनुरूप उत्पादन को बढ़ाने या घटाने की आवश्यकता नहीं होती है (यह कार्य विद्युत् मोटर द्वारा नियंत्रित किया जाता है) रेंज एक्सटेंडर को वाहन की औसत बिजली की आवश्यकता को पूरा करने के लिए आकार दिया जा सकता है, बजाय इसके उत्कर्ष पर बिजली की आवश्यकता (जैसे कि त्वरक करते समय)। रेंज एक्सटेंडर भी अपनी सबसे कुशल घूर्णी गति के बहुत समीप काम कर सकता है। ये अभिकल्पना विशेषताएं एक REEV को जीवाश्म ईंधन ऊर्जा को विद्युत शक्ति और वाहन गति में अपेक्षाकृत कुशलता से परिवर्तित करने की अनुमति देती हैं।

पीढ़ी

 * पहली पीढ़ी के रेंज एक्सटेंडर शेल्फ आंतरिक दहन इंजन से दूर हैं।
 * दूसरी पीढ़ी में श्रृंखला संकरों में काफी स्थिर भार के लिए शून्य से नए अभिकल्पना वाले पिस्टन इंजन होते हैं। इनमें वान्केल इंजन, घूर्णी दहन इंजन और मुक्त पिस्टन इंजन शामिल हैं।
 * तीसरी पीढ़ी सूक्ष्म टर्बाइन और ईंधन प्रकोष्ठ हैं जो निरंतर भार पर काम करते हैं।

CARB विनियमन
कैलिफोर्निया वायु संसाधन बोर्ड (CARB) द्वारा मार्च 2012 में अपनाए गए शून्य उत्सर्जन वाहन विनियमों में 2012 के संशोधन के अनुसार, एक रेंज विस्तारित बैटरी-विद्युत वाहन, जिसे BEVx के रूप में नामित किया गया है, को दूसरों के बीच, निम्नलिखित मानदंडों का पालन करना चाहिए:


 * वाहन में कम से कम 120 किमी (75 मील) की मूल्यांकन संपूर्णता-विद्युत रेंज होनी चाहिए। यह शून्य-उत्सर्जन वाहन के लिए आवश्यक 80 किमी (50 मील) से अधिक है;


 * सहायक बिजली इकाई (APU) को बैटरी रेंज से कम या उसके समान रेंज प्रदान करनी चाहिए;
 * बैटरी चार्ज समाप्त होने तक APU को चालू करने में सक्षम नहीं होना चाहिए;
 * वाहन को उत्तम अत्यंत कम उत्सर्जन वाहन (SULEV) आवश्यकताओं को पूरा करना चाहिए; और
 * APU और सभी संबद्ध ईंधन प्रणालियों को शून्य बाष्पीकरणीय उत्सर्जन आवश्यकताओं का पालन करना चाहिए।

अनुप्रयोग
रेंज एक्सटेंडर सामान्यतः पर समुद्री (स्वायत्त पानी के नीचे के वाहन), विमान और जनित्र/उपयोगिता, ऑटोमोटिव और संकर विद्युत वाहन अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाते हैं।

शेवरले वोल्ट
जनरल मोटर्स ने शेवरले वोल्ट को 16 kWh की बैटरी से सुसज्जित एक विद्युत् वाहन के रूप में वर्णित किया है, साथ ही एक "रेंज विस्तार" पेट्रोल संचालित आंतरिक दहन इंजन (ICE) को एक जेनसेट के रूप में और इसलिए वोल्ट को " विस्तारित रेंज विद्युत वाहन" या E-REV करार दिया। जनवरी 2011 के एक साक्षात्कार में, चेवी वोल्ट के वैश्विक मुख्य अभियंता, पामेला फ्लेचर ने वोल्ट को "विस्तारित रेंज वाली एक विद्युत कार" के रूप में संदर्भित किया। वोल्ट पहले 40-80 किमी (25-50 मील) चार्ज-घटाने वाला मोड में विशुद्ध रूप से विद्युत कार के रूप में काम करता है। जब बैटरी की क्षमता पूर्ण चार्ज से पूर्व-स्थापित सीमा से कम हो जाती है, तो वाहन चार्ज- प्रतिपालक मोड में प्रवेश करता है, और वोल्ट की नियंत्रण प्रणाली प्रदर्शन को उत्कृष्ट बनाने और उच्च गति दक्षता को बढ़ावा देने के लिए सबसे उत्कृष्ट कुशल चालन मोड का चयन करेगी। उत्तरी अमेरिका में वोल्ट स्वामी द्वारा संचालित दूरी की जनरल मोटर्स की वास्तविक समय गणना के अनुसार, जून 2014 के मध्य तक उन्होंने 800 मिलियन से अधिक संपूर्णता विद्युत किमी (500 मिलियन मील) संचित कर लिया था। GM ने यह भी बताया कि संपूर्णता विद्युत मोड में चालन करने वाले वोल्ट के स्वामी 63% से अधिक हैं। वोल्ट के स्वामी जो नियमित रूप से चार्ज करते हैं, सामान्यतः भरने के बीच 970 mi से अधिक चालन करते हैं और महीने में एक बार से कम पेट्रोल केन्द्र पर जाते हैं। अगस्त 2016 में GM द्वारा जारी इसी तरह की एक प्रतिवेदन में बताया गया है कि वोल्ट के स्वामी ने लगभग 2.4 बिलियन किमी (1.5 बिलियन मील) EV मोड में संचालित किया है, जो उनकी कुल यात्रा की दूरी का 60% का प्रतिनिधित्व करता है।

बीएमडब्ल्यू i3
कम से कम 22 kWh बैटरी क्षमता वाली बीएमडब्ल्यू i3 संपूर्णता-विद्युत कार एक वैकल्पिक पेट्रोल-संचालित रेंज एक्सटेंडर APU प्रदान करती है। रेंज एक्सटेंडर वही 647 cc दो-सिलेंडर पेट्रोल इंजन है जिसका उपयोग बीएमडब्ल्यू C650 GT स्कूटर में 9 L (2.0 प्रति गैलन; 2.4 यूएस गैलन) ईंधन टंकी के साथ किया जाता है। यूएस मॉडल में मूल रूप से इसकी टंकी इलेक्ट्रॉनिक रूप से 7 L क्षमता तक सीमित थी। रेंज एक्सटेंडर तब सक्रिय होता है जब बैटरी का स्तर 6% तक गिर जाता है। यह 130-160 किमी (80-100 मील) से 240-300 किमी (150-190 मील) तक की रेंज का विस्तार करने के लिए बिजली उत्पन्न करता है रेंज-विस्तार मोड में प्रदर्शन बैटरी शक्ति पर चलने की तुलना में अधिक सीमित हो सकती है बैटरी शक्ति पर, जैसा कि बीएमडब्ल्यू ने रेंज एक्सटेंडर को रिचार्जिंग स्थान तक पहुंचने में सक्षम करने के लिए रेंज एक्सटेंडर को पूर्तिकर के रूप में अभिकल्पित किया है। बीएमडब्लू के अनुसार, i3 लोकार्पण की शुरुआत में, रेंज-एक्सटेंडर का उपयोग कार निर्माता की अपेक्षा से कहीं अधिक था, 60% से अधिक। समय के साथ इसमें काफी कमी आई है, कुछ लोगों ने इसका उपयोग लगभग कभी नहीं किया है, और 2016 तक इसे i3s के 5% से कम में नियमित रूप से उपयोग किया जा रहा है।

रेंज-एक्सटेंडर विकल्प की मूल्य संयुक्त राज्य अमेरिका में अतिरिक्त US$3,850, फ्रांस में अतिरिक्त €4,710 (~ US$6,300), और नीदरलैंड में €4,490 (~ US$6,000) है।

बीएमडब्ल्यू i3 का रेंज-एक्सटेंडर विकल्प REx नामक एक सहायक बिजली इकाई (APU) के लिए CARB विनियमन को पूरा करने के लिए अभिकल्पित किया गया था। मार्च 2012 में अपनाए गए CARB नियमों के अनुसार, 2014 बीएमडब्ल्यू i3 जिसमें REx इकाई सज्जित की गई है, रेंज विस्तारित बैटरी-विद्युत् वाहन या "BEVx" के रूप में अर्हता प्राप्त करने वाली पहली कार होगी। CARB इस प्रकार के विद्युत् वाहन को "अपेक्षाकृत उच्च-विद्युत् रेंज बैटरी-विद्युत् वाहन (BEV) के रूप में वर्णित करता है जिसमें एक APU जोड़ा जाता है। APU, जो सामान्य उपयोग में संकुल (पैक) समाप्त होने के बाद बैटरी चार्ज को लगभग 6% पर बनाए रखता है, वह अतिरिक्त रेंज में कठोरता से सीमित है जो इसे प्रदान कर सकता है।

अन्य उदाहरण
अन्य रेंज विस्तारित विद्युत् वाहन में बंद Cadillac ELR और बंद फिस्कर कर्मा शामिल हैं। जून 2016 में, निसान ने घोषणा की कि वह मार्च 2017 से पहले जापान में एक सुगठित रेंज एक्सटेंडर कार प्रस्तुत करेगी। श्रृंखला प्लग-इन संकर एक नई संकर प्रणाली का उपयोग करेगी, जिसे ई-शक्ति कहा जाता है, जो 2015 फ्रैंकफर्ट ऑटो शो में प्रदर्शित निसान ग्रिप्ज़ अवधारणा क्रॉसओवर के साथ शुरू हुई थी। प्रौद्योगिकी, प्लग-इन क्षमता के बिना, निसान नोट ई-शक्ति और निसान किक्स ई-शक्ति में तैनात की गई थी।

LEVC TX लंदन टैक्सी को 2017 में शुभारंभ किया गया था और इसमें 33 kWh की बैटरी है जिसे 1.5-लीटर पेट्रोल इंजन द्वारा चार्ज किया जाता है।

लिक्सियांग वन एक बड़ी SUV है जो एक छोटे 1.2-लीटर पेट्रोल इंजन के साथ 41-kWh की बैटरी को जोड़ती है।

इस दृष्टिकोण का उपयोग भारी वाहनों के लिए भी किया गया है, जैसे राइटबस की जेमिनी 2 और न्यू रूटमास्टर बसें।

फोर्ड के पास पूरी तरह से विद्युत् पिकअप के लिए बेड माउंटेड पेट्रोल-संचालित जनित्र का एकस्व है। रिवियन के पास बढ़ी हुई रेंज के लिए बेड माउंटेड अतिरिक्त बैटरी के लिए एकस्व हैं। रिवियन विद्युत् ट्रक विस्तारित रेंज के लिए एक दूसरे को चार्ज कर सकते हैं।

मानव रहित हवाई वाहन
2010 वूल्वरिन 3 कार्यक्रम में इसके मानव रहित हवाई वाहन के लिए एक ICE रेंज एक्सटेंडर शामिल था।

पावरट्रेन
एक रेंज विस्तारित विद्युत् वाहन एक श्रृंखला संकर ड्राइवट्रेन का उपयोग करता है।

यह भी देखें

 * जेनसेट अनुयान
 * संकर वाहन ड्राइवट्रेन
 * माइक्रोटर्बाइन
 * संकर और प्लग-इन संकर वाहनों की सूची