Koľko váži spaľovací motor v aute a 300 kg batérií je naozaj oveľa viac? [MY VERÍME]

Nedávno sme počuli názory, že spaľovacie vozidlá alebo plug-in hybridy využívajú energiu efektívnejšie, pretože „motory vážia 100 kg a batéria v elektromobile je 300 kg“. Inými slovami: nemá zmysel nosiť obrovskú batériu, ideálna je súprava v plug-in hybride. Preto sme sa rozhodli skontrolovať, koľko váži spaľovací motor a spočítať, či je hmotnosť batérie naozaj taká záležitosť.

obsah

• Hmotnosť spaľovacieho motora verzus hmotnosť batérie
  • Koľko váži spaľovací motor?
    • Možno lepšie v plug-in hybridoch? A čo Chevrolet Volt / Opel Ampera?
    • A čo minimálna možnosť, napríklad BMW i3 REx?

Začnime odpoveďou na otázku, ktorá sa môže zdať zrejmá: prečo uvažujeme o samotnej batérii, ak má elektromobil aj menič alebo motor? Odpovedáme: jednak preto, že to bolo takto formulované 🙂 Ale aj preto, že batéria tvorí podstatnú časť hmoty celého elektropohonu.

A teraz čísla: batéria Renault Zoe ZE 40 s užitočnou kapacitou 41 kWh váži 300 kilogramov (Zdroj). Nissan Leaf je na tom veľmi podobne. Približne 60-65 percent hmotnosti tohto dizajnu tvoria články, takže môžeme buď 1) zvýšiť ich hustotu (a kapacitu batérie) s miernym zvýšením hmotnosti, alebo 2) zachovať určitú kapacitu a postupne znižovať hmotnosť batérie. batérie. Zdá sa nám, že vozidlá Renault Zoe do 50 kWh pôjdu po koľaji 1 a potom po koľaji 2.

V každom prípade dnes 300 kilogramová batéria dokáže prejsť 220 – 270 kilometrov v zmiešanom režime. Nie tak málo, ale výlety do Poľska už treba plánovať.

> Elektromobil a cestovanie s deťmi – Renault Zoe v Poľsku [IMPRESSIONS, test dojazdu]

Koľko váži spaľovací motor?

Renault Zoe patrí do segmentu B, preto je najlepšie použiť motor z podobného segmentu. Dobrým príkladom sú motory TSI od Volkswagenu, pri ktorých sa výrobca pochválil kompaktným a extrémne ľahkým dizajnom. A skutočne: 1.2 TSI váži 96 kg, 1.4 TSI - 106 kg (zdroj, EA211). Preto môžeme predpokladať, že malý spaľovací motor v skutočnosti váži asi 100 kg.... To je trikrát menej ako pri batérii.

Iba to, že toto je len začiatok váženia, pretože k tejto hmotnosti je potrebné pridať:

• lubrikanty, pretože motory sa vždy vážia suché - niekoľko kilogramov,
• Výfukový systémpretože bez nich sa nemôžete pohybovať - ​​niekoľko kilogramov,
• chladič chladiacej kvapalinym, pretože spaľovací motor vždy premieňa viac ako polovicu energie z paliva na teplo - tucet + kilogramy,
• palivová nádrž s palivom a čerpadlompretože bez nich auto nepôjde - niekoľko desiatok kilogramov (pády počas jazdy),
• prevodovka so spojkou a olejPretože dnes majú iba elektromobily jeden prevodový stupeň – niekoľko desiatok kilogramov.

Váhy sú nepresné, pretože ich nie je ľahké nájsť. Však to vidíte celý spaľovací motor ľahko prenikne 200 kilogramov a blíži sa k 250 kilogramom... Rozdiel v hmotnosti medzi spaľovacím motorom a batériou je v našom porovnaní cca 60-70 kg (20-23 percent hmotnosti batérie), čo nie je až tak veľa. Očakávame, že v najbližších 2-3 rokoch budú úplne zničené.

Možno lepšie v plug-in hybridoch? A čo Chevrolet Volt / Opel Ampera?

Volt/Amp je veľmi zlým a nepriaznivým príkladom pre tých, ktorí si myslia, že „je lepšie nosiť so sebou spaľovací motor ako 300 kg batériu“. prečo? Áno, spaľovací motor auta váži 100 kg, ale prevodovka v prvých verziách vážila, pozn., 167 kg a od modelu 2016 „iba“ 122 kilogramov (zdroj). Jeho hmotnosť je spôsobená tým, že ide o zaujímavý príklad vyspelej technológie, ktorá v jednom kryte kombinuje niekoľko režimov prevádzky, pričom rôznymi spôsobmi spája spaľovací motor s elektrickým. Dodávame, že väčšina prevodovky by bola zbytočná, keby auto nemalo spaľovací motor.

Po pridaní výfukového systému, kvapalinového chladiča a palivovej nádrže sa bez problémov dostaneme na 300 kilogramov. S novšou prevodovkou, pretože s tou starou túto hranicu preskočíme o niekoľko desiatok kilogramov.

> Chevrolet Volt vypadne zo zásob. Zmiznú aj Chevrolet Cruze a Cadillac CT6

A čo minimálna možnosť, napríklad BMW i3 REx?

V skutočnosti je BMW i3 REx zaujímavým príkladom: spaľovací motor auta funguje len ako generátor energie. Nemá fyzickú schopnosť poháňať kolesá, takže komplikovaná a ťažká prevodovka Volt tu nie je potrebná. Motor má objem 650 ccm.³ a má označenie W20K06U0. Zaujímavosťou je, že ho vyrába taiwanské Kymco..

Spaľovací motor BMW i3 REx je umiestnený vľavo od skrinky s pripojenými oranžovými vysokonapäťovými káblami. Za boxom je umiestnený valcový tlmič výfuku. V spodnej časti obrázku môžete vidieť batériu s článkami (c) od BMW.

Na internete je ťažké nájsť jeho hmotnosť, ale našťastie existuje jednoduchší spôsob: stačí porovnať hmotnosť BMW i3 REx a i3, ktoré sa líšia iba generátorom spaľovacej energie. V čom je rozdiel? 138 kilogramov (technické údaje tu). V tomto prípade je už olej v motore a palivo v nádrži. Je lepšie voziť so sebou takýto motor, alebo nebodaj 138 kilogramovú batériu? Tu sú dôležité informácie:

• v režime kontinuálneho dobíjania batérie je hlučný spaľovací motor, takže pre elektrikára nie je ticho (ale nad 80-90 km/h už rozdiely nie sú badateľné),
• v režime takmer vybitého nabíjania batérie je výkon spaľovacieho motora nedostatočný na bežnú jazdu; auto takmer nezrýchľuje nad 60 km / h a môže spomaliť pri klesaní (!),
• zas tých 138 kg spaľovacieho motora by sa teoreticky dalo * vymeniť za 15-20 kWh batérie (19 kWh batérie Renault Zoe opísanej vyššie), čo by stačilo na najazdenie ďalších 100-130 km.

Elektrické BMW i3 (2019) má dojazd okolo 233 kilometrov. Ak by sa použila extra hmotnosť spaľovacieho motora BMW i3 REx (2019), auto by mohlo prejsť 330 – 360 kilometrov na jedno nabitie.

Výber batérií. Hustota energie v bunkách sa neustále zvyšuje, ale na pokračovanie v práci musia byť ľudia ochotní zaplatiť za prechodné štádiá.

> Ako sa zmenila hustota batérie v priebehu rokov a naozaj sme v tejto oblasti nepokročili? [ODPOVÍME]

*) Batéria BMW i3 vypĺňa takmer celý podvozok vozidla. Moderné technológie na výrobu článkov neumožňujú vyplniť priestor, ktorý zostal po spaľovacom motore, batériou s kapacitou 15-20 kWh, pretože jej je málo. S touto nadbytočnou hmotou sa však dá rok čo rok lepšie zaobchádzať používaním článkov so stále vyššou hustotou energie. Stalo sa to v generáciách (2017) a (2019).

Úvodný obrázok: Audi A3 e-tron, plug-in hybrid so spaľovacím motorom, elektromotorom a batériami.

Toto by vás mohlo zaujímať: