z

L


Быстро войти через сайт:

Зарегистрироваться

Забыли пароль?

Преимущества зарегистрированных пользователей

?
T

ВОЙТИ НА САЙТ

Преимущества зарегистрированных пользователей:

L
LЗакрыть товар
VПредыдущий
СледующийW
t
t
t
t
t
ttttt ttttt

Рейтинг: 0

0 голосов

Авто с ДВС, или электромобиль?

B 4.03.2018 / 25.04.2018   •   X 1391 / 360 ttttt ttttt
В дальнюю дорогу на автомобиле с ДВС

В дальнюю дорогу на автомобиле с ДВС

Недавно март 2018 нам пришлось прокатиться по Украине за инструментальным микроскопом. За 8 часов мы "пронеслись" 555 км по убитым обледенелым дорогам на Hyundai Tucson 2.0i Hyundai Tucson 2.0i с грузом снаряженная масса +190кг и на шипованой резине. Все электропотребители были включены: печка, кондиционер, подогревы сидений, полный привод, дворники, фары и противотуманки.

Уже по приезду домой в интернете попалась очередная статья на тему “Эра двигателей внутреннего сгорания близится к закату”. Вот и захотелось без эмоций разобраться "что есть что". В самом ли деле человечество достигло такого уровня, чтобы одним махом отказаться от ДВС и пересесть на электромобили?

Не став попадать пальцем в небо, как политологи и журналисты, а вооружившись простой математикой, знаниями из колледжа, и информацией из интернета решили сравнить наш бензиновый Hyundai Tucson 2.0i Hyundai Tucson 2.0i , электрический Nissan Leaf I Nissan Leaf I и дизельный Hyundai Tucson 2.0CRDI дизельный Hyundai Tucson 2.0 CRDI .

Наш пробег составил 555 км при средней скорости 100 км/ч, потратили 64,23 л (48,172 кг Плотность бензина 0,75г/см³ ) бензина.

Для сравнения характеристик автомобилей с ДВС и электродвигателем, воспользуемся таким показателем ДВС, как удельный расход топлива q [г/кВт⋅ч] (грамм топлива на единицу выполненной полезной работы).

Убитые дороги Украины

Убитые дороги Украины

q = Q / N, где:

q - удельный расход топлива, [г/кВт⋅ч]

Q - максимальный расход топлива в граммах за 1 час работы двигателя на номинальной мощности [г/ч]

N - мощность двигателя, [кВт]

Удельный расход топлива для бензиновых двигателей в номинальном режиме составляет в среднем 250-325 г/кВт⋅ч плотность бензина 750г/л , а дизельных 200–270 г/кВт⋅ч плотность дизтоплива 860 г/л .

Примем q для бензинового Hyundai Tucson 2.0i равным 280г/кВт⋅ч, а для дизельного Hyundai Tucson 2.0 CRDI — 240 г/кВт⋅ч.

  1. Подсчитаем механическую работу, выполненную ДВС за весь путь: (48,172 кг ⋅ 1000)/280 г/кВт⋅ч =172 кВтч
  2. На прохождение 1 км было выполнено 172 кВт⋅ч /555 км = 0.31 кВтч, значит на 100 км 0.31 кВт⋅ч ⋅100= 31 кВтч механической работы
  3. Дизельному Hyundai Tucson 2.0 CRDI потребовалось бы топлива:
    (172 кВт⋅ч ⋅ 240 г/кВт⋅ч )/ (0,86 г/см³ ⋅1000)= 48 л. То есть в дозаправке необходимости не было бы, и ещё осталось 10 литров топлива! (Объем бака 58 л).
  4. Вычислим коэффициент увеличения расхода топлива в наших жестких условиях относительно заявленных паспортных данных:
    α = 11,56 л / 7,4л= 1,56.
  5. Потребление энергии Nissan Leaf I на 100 км жестких условий составит: 15 кВт/100 км (паспортный расход) ⋅ 1,56 = 23,43 кВт/100км. (хотя паспортный расход, скорее всего, измерялся при 80 км/ч, а мы-то ехали в среднем 100 км/ч)
  6. В результате несложных расчетов получаем пробег Nissan Leaf I в наших условиях на полностью заряженном аккумуляторе при температуре окружающего воздуха от 5° до 35° 24кВтч (емкость штатной батареи) /23,43 кВт/100 км ⋅ 100= 102 км.
  7. Чтобы проехать без зарядки 555 км нам бы понадобился аккумулятор в 5.44 раза большей емкости (555 км / 102км), то есть 5,44 ⋅24 кВт⋅ч = 130,58 кВтч! При современных технологиях он весил бы 5.44 ⋅270кг = 1470 кг это при грузоподъемности Nissan Leaf I в 398 кг . Стоимость аккумулятора составила бы 130,58 кВт⋅ч ⋅ 225$ мировая стоимость аккумуляторной батареи $220-$230 кВт·ч = 29'250$ в 2007 году новый Hyundai Tucson 2.0i я приобрел за 28'000$ . Время зарядки аккумулятора 130 кВтч от сети 220V при 16А если в доме есть ограничение в 5 кВт, то зарядка будет происходить ещё дольше (3,52 кВт/ч): 130/24⋅8,5 = 46 часов. Для ориентира: заправка полного бака 51 л Hyundai Tucson 2.0i, на АЗС OKKO занимает 3 минуты !
  8. А теперь давайте посчитаем, сколько бы смог проехать Hyundai Tucson (бензиновый и дизельный), если заправить его 270 кг топлива (вес аккумуляторной батареи Nissan Leaf I). В объемных единицах это будет: 270кг / 0,75 г/см³ плотность бензина = 360 л бензина и 270кг / 0,86 г/см³ плотность дизтоплива = 313 л дизтоплива.
    • Бензиновый Hyundai Tucson 2.0i по нашему бездорожью проехал бы около 360 л / 11,56 л ⋅100 = 3114 км реальный расход энергоносителя по нашему бездорожью на 100 км , а по идеальной дороге: 360 л / 7,4 л паспортный расход топлива на 100 км ⋅100 = 4865 км.
    • Дизельный Hyundai Tucson 2.0 CRDI проехал бы по бездорожью 313 л / 8,64 л реальный расход энергоносителя по нашему бездорожью на 100 км ⋅100 = 3622 км, а по идеальной дороге 313 л / 5,8 л паспортный расход топлива на 100 км ⋅100 = 5396 км!
    • Nissan Leaf I проехал бы по бездорожью 102 км см п.6 , а по идеальной дороге 160 км при температуре окружающего воздуха +5 ... +35С°
  9. Ну и, раз уж мы разогнались сравнивать, подсчитаем, какая ёмкость аккумулятора была бы на Nissan Leaf I, если бы имела массу как бензобак Hyundai Tucson 2.0i, а весил бы электромобиль как обычный бензиновый: 1521 кг снаряженная масса270 кг вес аккумулятора + 43,5 кг вес 58 л бензина, хотя для такого класса достаточно и 40 л =1295 кг.
  10. 43,5 кг вес полного бензобака90 Вт∙ч/кг энергетическая плотность аккумулятора = 3,915 кВтч — вот ёмкость батареи весом с бензобак легковушки. На таком полностью заряженном аккумуляторе Nissan Leaf I проехал бы 26,1 километров по ровной дороге, или 16,7 километров по бездорожью.

Но ДВС-кроссовер Hyundai Tucson 2.0i и электрический хетчбэк Nissan Leaf I — это автомобили абсолютно разных классов:

  • Объем багажника Hyundai Tucson 2.0i составляет 644 л и в него реально поместить шкаф 1,5 м⋅⋅0,8 м, тогда как у Nissan Leaf он составляет 330 л.
  • Hyundai Tucson 2.0i имеет полный привод.

Конечно же справедливо сравнивать одинаковые автомобили с одинаковым весом:

если Hyundai Tucson переделать в электромобиль, поместив батарею весом 50кг соответственно, отняв вес полного бензобака , то её ёмкости 4,5 кВтч хватило бы на 14,5 км бездорожья, или на 22,5 км идеальной дороги в тёплую погоду.
Чтобы подтянуть характеристики мощности, вместительности и проходимости (но далеко не автономности) Nissan Leaf I до уровня Hyundai Tucson 2.0i, нужно:

  • увеличить емкость батареи как минимум на 50%, до 36кВтч. При этом стоимость возросла бы на 2700$, а вес — на 135 кг.
  • Полный привод и более мощный двигатель весили бы еще около 120 кг. В итоге масса автомобиля Nissan Leaf I составила бы 1521 кг + 135 кг + 120 кг = 1776 кг! (а это практически вес пикапа Ford Ranger)

И ещё: в случае мороза ниже -10°C можно смело отнять 40% емкости аккумулятора, в то время как пробег Hyundai Tucson 2.0i значительно бы не изменился.


Техническая характеристика Hyundai Tucson 2.0i Nissan Leaf I Hyundai Tucson 2.0 CRDI
1

Вес бака / батареи

43,5 кг

270 кг

50 кг

2

Мощность бака/батареи в пересчёте на кВт

58 л, или 155 кВт·ч

24 кВт·ч

58 л, или 208 кВт·ч

3

Удельный расход топлива ДВС

280 г/кВт

-

240 г/кВт

4

Паспортный расход топлива на 100 км

7,4 л/100 км, или 5,55 кг/100 км, или 20 кВт/100 км

15 кВт/100 км

5,8 л/100 км, или 5,0 кг/100 км, или 20,8 кВт/100 км

5

Реальный расход энергоносителя по нашему бездорожью на 100 км

11,56 л, или 8,67 кг, или 31кВт·ч

23,43 кВт

8,64 л, или 7,44кг, или 31кВт·ч

6

Снаряженная масса совокупная масса автомобиля со стандартным оборудованием, всеми необходимыми эксплуатационными расходными материалами (например моторное масло и охлаждающая жидкость), полным баком топлива, водителем, но без пассажиров и груза

1554 кг

1521 кг

1670 кг

7

Мощность двигателя

106 кВт

80 кВт

103 кВт

8

Грузоподъемность

500 кг

398 кг

500 кг

9

Объём багажника л

644 л

330 л

644 л

10

Время заправки до полного

3 мин

220 В и 16 А можно за 8,5 часов.

Экспресс-зарядка от Nissan (480 В, 215 А) восполняет 80% заряда батареи за 30 минут

3 мин

11

Стоимость полной заправки

1853 грн

24 кВт+ 15% Потери при зарядке =27,6⋅2 грн = 57 грн

1708 грн

12

Стоимость 1кВтч выработанного из топлива,

11,95 грн/кВтч при стоимости бензина 31,95 грн/л

2,2 грн/кВтч

8,21 грн/кВтч при стоимости дизельного топлива

29,45 грн

Если сравнить два абсолютно одинаковых автомобиля с одинаковой массой, то вырисовывается такая разница:

1. Пробег электромобиля в 35 раз меньше по сравнению с бензиновым автомобилем, и в 46 раз по сравнению с дизельным.

2. Скорость полной заправки энергией в 170раз дольше! 8,5 часов против 3 минут

Подведем итоги: по показателям автономности и времени заправки электромобили колоссально проигрывают транспорту с ДВС, однако экономичность перемещения 2,2 грн/кВт у них в несколько раз выше: у того же дизеля она составит 8,21 грн/кВ, а у бензинового мотора — 11,95 грн/кВт. Слабое место электромобиля — аккумуляторная батарея, которая прилично стоит (225$/кВт·ч), и немало весит (90 Вт∙ч/кг Или 11,25 кг/кВт·ч ).

Перед нами два вида транспорта абсолютно разных в целевом использовании. Для автомобилей, от которых требуются большие пробеги, перемещение по бездорожью, большая грузоподъемность, и, самое главное, автономность, альтернатив Двигателю Внутреннего Сгорания на данный момент нет. Фирмы, которые вместо разработки экономных и экологически-чистых ДВС поспешно прекращают их выпуск ждёт потеря огромной доли рынка, а соответственно и прибыли.

Территорией использования электромобилей станут большие и средние города, за которые они не должны выезжать далеко, или, в лучшем случае, курсировать между городами там, где 100% есть зарядка. Электромобили должны изготавливаться компактными Zhi Dou D2 , чтобы потреблять меньше энергии и не занимать много места в городе, иметь небольшие аккумуляторы (с запасом хода до 150 км).

Так как для большинства городских жителей пробег авто по городу составляет 75%, а остальное — это трасса на большие расстояния, то выгоднее иметь второй автомобиль с ДВС для дальних поездок, а на компактном электромобиле передвигаться по городу Ведь согласитесь чтоб ездить на работу каждый день, нет смысла передвигать полторы тонны металла для того чтоб перевезти одного или двух человек .

Электромобиль с максимальным функционалом например Tesla Model X P100D стоимостью 150000$ (с большим запасом хода, хорошей проходимостью и вместительностью) приобретать крайне не выгодно, ведь за гораздо меньшие деньги можно купить два автомобиля попроще для разных целей.

А нам остаётся ждать от производителей доступные городские электромобили стоимостью до 10000$ которые в конечном счёте станут нам выгоды в эксплуатации, по сравнению с автомобилями с ДВС.

Передвигаясь по городу на компактных электромобилях, мы:

  1. Экономим
  2. Не загрязняем городской воздух
  3. Не занимаем парковочные места как джипы и микроавтобусы
  4. Не шумим
  5. Оставляем потомкам запасы нефти для транспорта, который не может быть электрифицирован в ближайшее время: строительной техники, самолётов, судоходства, крупных грузоперевозок, сельхозтехники и т.д.


Оставить комментарий:

Выбрать
L