موسع نطاق

تستخدم الغالبية العظمى من موسعات المدى المُستخدمة محرك احتراق داخلي ترددي لتشغيل مولد كهربائي. ولأن المحرك في التكوين الهجين المتسلسل لا يحتاج إلى تغيير خرج طاقته بما يتناسب مع سرعة المركبة أو حمولتها، حيث يتولى المحرك الكهربائي والبطارية هذه المهمة، يمكن تحديد حجم المحرك وفقًا لمتوسط ​​احتياجات المركبة من الطاقة بدلاً من ذروة الطلب، ويمكنه العمل عند أو بالقرب من سرعة دورانه الأكثر كفاءة حرارية . هذا يقلل من استهلاك الوقود أثناء تشغيل موسعات المدى، ويقلل من التآكل مقارنةً بمحرك نظام الدفع التقليدي الذي يتعرض لأحمال متغيرة. ^{[ 2 ]}

تتراوح سعة محركات موسعات مدى السيارات عادةً بين 0.6 و1.5 لتر في سيارات الركاب. استخدمت مازدا محرك وانكل صغير الحجم بسعة 830 سم مكعب في سيارة MX-30 R-EV ، مستفيدةً من صغر حجم المحرك الدوار مقارنةً بقوته. أما التطبيقات الثقيلة، مثل شاحنات البيك أب، فقد استخدمت محركات أكبر. على سبيل المثال، تستخدم شاحنة رام 1500 REV محرك بنزين V6 سعة 3.6 لتر كمولد كهربائي.

تتميز التوربينات الدقيقة بنسبة عالية من القدرة إلى الوزن، وقدرتها على العمل بأنواع وقود متعددة، بما في ذلك الغاز الطبيعي والغاز الحيوي والهيدروجين ، مع انبعاثات منخفضة. وتشير التقديرات إلى أن موسع مدى التوربينات الدقيقة بقدرة 35 كيلوواط أخف وزنًا بنسبة 50% وأصغر حجمًا بنسبة 40% تقريبًا من محرك مكبسي مكافئ، بكفاءة حرارية تتراوح بين 30 و35%. ^{[ 5 ]} تعمل التوربينات بأعلى كفاءة عند سرعة ثابتة، مما يجعل دور المولد فقط في المركبات ذات المدى الموسع أنسب من تطبيقات السيارات ذات السرعة المتغيرة. وقد طورت منظمات هندسية، من بينها دلتا موتورسبورت (بالتعاون مع كوزوورث ) ورايت سبيد، موسعات مدى للسيارات تعمل بالتوربينات الدقيقة؛ ولم يدخل أي موسع مدى قائم على التوربينات الدقيقة حيز الإنتاج الكمي لسيارات الركاب حتى عام 2025، على الرغم من إثبات جدوى هذه التقنية في تطبيقات الشاحنات التجارية.

تحوّل خلية الوقود الهيدروجين أو أي وقود آخر مباشرةً إلى كهرباء من خلال تفاعل كيميائي كهربائي ، دون احتراق. وتُعدّ خلايا الوقود أكثر كفاءة من محركات الاحتراق في توليد الطاقة بشكل مستمر، كما أنها لا تُنتج أي انبعاثات محلية عند استخدام الهيدروجين. وقد استُخدمت خلايا وقود الهيدروجين كموسعات للمدى في الحافلات الكهربائية التي تعمل بالبطاريات ؛ فعلى سبيل المثال، تصل حافلة مرسيدس-بنز eCitaro التي تعمل بخلايا الوقود إلى مدى يبلغ حوالي 400 كيلومتر (250 ميلًا) مقارنةً بـ 280 كيلومترًا (170 ميلًا) للنسخة التي تعمل بالبطارية فقط، وذلك باستخدام خلية وقود تويوتا بقدرة 60 كيلوواط لإعادة شحن البطارية. ^{[ 6 ]} وتشمل العوائق العملية أمام استخدام موسعات المدى التي تعمل بخلايا الوقود في سيارات الركاب محدودية البنية التحتية لإعادة تزويد الهيدروجين بالوقود، وتكلفة مجموعات خلايا الوقود، وتحديات تخزين الهيدروجين على متن المركبة.    

ينطبق المعيار GB 36980.1-2025 على جميع المركبات الكهربائية والهجينة بالكامل في الصين، بما في ذلك الطرازات ذات المدى الممتد، ويشترط حداً أدنى للمدى الكهربائي يبلغ 100 كيلومتر (60 ميلاً) وحدوداً لاستهلاك الوقود في وضع الاحتفاظ بالبطارية تُحدد كنسبة مئوية من الحد المنصوص عليه في المعيار GB 19578-2024، وذلك تبعاً لوزن المركبة. ^{[ 9 ]} 

يتمثل التطبيق الرئيسي لموسعات المدى في السيارات في المركبات الكهربائية ذات المدى الممتد ، حيث تقوم وحدة الطاقة المساعدة (APU) بشحن بطارية كبيرة تقوم بتشغيل محرك الجر بشكل حصري.

كما تم اقتراح موسعات المدى للنسخ الكهربائية التي تعمل بالبطاريات من المركبات ذات متطلبات المدى العالية التي يصعب تلبيتها اقتصاديًا باستخدام البطاريات وحدها، بما في ذلك شاحنات البيك أب الثقيلة وسيارات الدفع الرباعي الكبيرة. تمتلك شركة فورد براءات اختراع لمولد بنزين مثبت على صندوق شاحناتها الكهربائية. ^{[ 10 ]}

تُستخدم موسعات المدى، على شكل مجموعات مولدات ديزل-كهربائية، منذ زمن طويل في السفن البحرية التي تعمل بالديزل والكهرباء، حيث يقوم محرك ديزل بتشغيل مولد كهربائي، بينما تقوم محركات كهربائية بدفع السفينة - وهو تصميم مطابق وظيفيًا لمركبة برية هجينة متسلسلة. يسمح هذا الترتيب لمحرك الديزل بالعمل بأقصى سرعة ممكنة بغض النظر عن متطلبات المروحة.

تم استخدام خلايا وقود الهيدروجين كموسعات لمدى حافلات البطاريات الكهربائية ، مما يسمح بقطع مسافات أطول بين المدن لم تكن ممكنة باستخدام طاقة البطارية وحدها. تستخدم حافلة مرسيدس-بنز eCitaro المزودة بخلايا وقود خلية وقود تويوتا بقدرة 60 كيلوواط لإعادة شحن بطاريتها، مما يزيد مداها من 280 كم (170 ميلًا) إلى 400 كم (250 ميلًا) . ^{[ 11 ]} كما تم استخدام أنظمة هجينة قابلة للشحن التسلسلي، تستخدم موسع مدى يعمل بمحرك احتراق داخلي، في حافلات هجينة مثل حافلة رايت باص جيميني 2 وحافلة نيو راوت ماستر . ^{[ 12 ]}    

تم تقييم موسعات المدى للطائرات بدون طيار حيث يحد وزن البطارية من مدة الطيران. استخدم برنامج ولفيرين 3 لعام 2010 موسع مدى يعمل بمحرك احتراق داخلي لزيادة مدة طيران الطائرة بدون طيار إلى ما يتجاوز قدرة بطارياتها وحدها. ^{[ 13 ]}