Инструменты пользователя

Инструменты сайта


education:discussion:электромобили_vs_автомобили

Электромобили vs автомобили с ДВС

Общая оценка в развитом Мире

Предполагаемые преимущества

  • Улучшение общей экологической обстановки за счёт более высокого КПД.
  • Улучшение экологической обстановки в крупных городах, за счёт переноса вредных выбросов в места переработки топлива.
  • Более простая эксплуатация и техосмотр.

Предполагаемые сложности

  • Производство и утилизация большого количества аккумуляторов.

Общая оценка в РФ

Предполагаемые сложности

  • Общая изношенность электросетей (в некоторых случаях до 70%).
  • Нехватка инфраструктуры (нет зарядок) — см. предыдущий пункт.
  • Проблемы с низкими температурами. В зимних условиях требуется подогрев батарей и салона.
    Стоит отметить, что у дизелей — схожие проблемы.

Особенности проблем

  • Следует отметить, что последние годы энерго-баланс по РФ - положителен, т.е. профицитен (за исключением некоторых регионов). ✔
  • При этом, на угольные электростанции приходится только 13,5%. ✔

Сравнение КПД

За основу расчётов взята статья: smart-lab.ru/uploads/images/05/04/75/2017/07/30/ab688e.png

ДВС

Считаем по оптимистичному сценарию.

Автомобиль с ДВС
Дизель с турбинойБензиновый
Доля (в РФ): Меньше 7% Больше 90%
Добыча, транспортировка и хранениеНефть до НПЗ0,85
Переработкана НПЗ0,8
Все потери при транспортировке
от НПЗ до бензобака (включительно)
Испарение0,9 ✔
КПД ДВС(идеальные условия)0,55 ✔0,3 ✔
Влияние режима работыЭффективность в низком
диапазоне оборотов и нагрузок
0,50,3
ТрансмиссияМеханика0.9 ✔
Итого: 15,15% 4,96%
Поддержание температурыНагрев / охлаждение двигателя ? ?
Тэн / КондёрНагрев / охлаждение салона ? ?
Итого: -% -%

Электро

Считаем по пессимистичному сценарию.

Электромобиль
Добыча ископаемыхПриродный газ0,97
Транспортировкапо газопроводу0,97
Передача на переработкуПотери подключения ЭС0,98
ПереработкаВыработка эл. на газовой ЭС0,55
ТранспортировкаПовышающая подстанция0,98
ТранспортировкаКПД линии электропередачи
750 КВольт длинной 2200 км
0,9
ТранспортировкаПонижающая подстанция0,98
ТранспортировкаПотери в городе до зарядного устройства0,95
ТранспортировкаПотери в зарядном устройстве0,97
Заправка автоЗарядка батареи с учётом потерь0,9
Потери в двигателеАсинхронный эл. двигатель0,95 ✔
Влияние режима работыЭффективность в широком
диапазоне оборотов и нагрузок
0,9
Потери в трансмиссииДвухступенчатый редуктор
зубчатого зацепления
0,95
Поддержание температурыНагрев / охлаждение батареи и двигателя0,95
Потери топливной магистралиПотери при извлечении энергии
из батареи
0,95
Итого26,65%
Тэн / КондёрНагрев / охлаждение салона0,8 ✔
Итого21,32%

Замечания

  • Почему такой низкий расход энергии на обогрев?
    Если мы сравниваем дизель, то логично смотреть на тот климат, где дизель можно использовать без обогрева. Иначе придётся отказаться от 55% и рассматривать только бензин. Поэтому, северные территории отпадают.
  • Из-за сложности учёта, не учтёно наличие у электрокаров рекуперативного торможения, что существенно может сказаться на их КПД (в сторону увеличения).

КПД трансмиссии (механика) ✔

КПД трансмиссии равен произведению КПД механизмов, входящих в ее состав: $$\eta_{TP}=\eta_{K}\cdot\eta_{KAP}\cdot\eta_{D}\cdot\eta_{G}$$ где $\eta_{K}; \eta_{KAP}; \eta_{D}; \eta_{G}$ — КПД соответственно коробки передач, кар­данной передачи, дополнительной коробки передач и главной передачи.

Тип автоКПД в %
Легковые0,9-0,92
Грузовые и автобусы0,82-0,85
Повышенной проходимости0,8-0,85

У АКПП - КПД ниже. КПД трансмиссии не остается постоянным в течение всего срока эксплуатации автомобиля. Вначале повышается (притираются детали), потом надолго стабилизируется, а после понижается (износ).

Испарение топлив. ✔

«Испарение топлив. При перекачке, хранении, сливе, наливе, транспортировании и применении топлив происходят процессы испарения, которые приводят к количественным потерям и изменению их качества. Установлено, что со времени производства до непосредственного применения в двигателях топлива в среднем перекачивают из емкости в емкость 10 раз, перевозят различными видами транспорта, хранят на складах и базах. Необходимо также учесть потери из топливной системы автомобилей. Общее количество потерь топлив от испарения достигает 10%. Это составляет миллионы тонн и наносит большой экономический ущерб народному хозяйству. Потери легких фракций приводят к ухудшению качества топлива.»

КПД двигателей ✔

«Что касается КПД атмосферного дизельного агрегата, то этот показатель составляет около 40%. Установка турбокомпрессора позволяет увеличить отметку до внушительных 50%. Использование современных систем топливного впрыска на дизельных ДВС в сочетании с турбиной позволило добиться КПД около 55%

«В конструкциях асинхронных электродвигателей учитываются все возможные потери при наличии максимальных нагрузок. Поэтому диапазон КПД этих устройств достаточно широкий и составляет от 80 до 90%. В двигателях повышенной мощности этот показатель может доходить до 90-96%.» Именно последние, по логике, и ставят на электромобили.

Транспортировка электроэнергии ✔

FIXME

Исторический пример 175-километровой сети переменного тока между немецким городом Лауффен-ам-Неккар и Франкфуртом — её КПД составил 80,9% после запуска в 1891 году и 96% после модернизации.

На каждые 1000 км линии потери в HVDC1) составляют 2-3%, а самое современное оборудование позволяет снизить этот параметр до 1%. Потери в HVAC2) могут достигать 6%. При длине линии около 600 км стоимость HVDC и HVAC равна, но на больших расстояниях, порядка 2000 км, HVDC выходит сильно дешевле, чем HVAC, примерно на 30-40%, а это сотни миллионов долларов экономии.

Вырисовывалась замечательная синергия: электростанции и потребители используют переменный ток, но для его транспортировки на сотни километров применяются сети постоянного тока.

Ртутные выпрямители, которые были актуальны до 1940г., имели КПД порядка 98-99%.

  • habr.com/post/597455/

Экология

Исследование VW о выбросах CO2 при производстве [2019]

По заказу VW было проведено одно из наиболее масштабных исследований экологической «стоимости» производства и эксплуатации электромобиля и аналогичного ему автомобиля с ДВС, где учитывалось большое количество факторов, включая источники выработки электроэнергии, используемой для приведения в движение транспортного средства, вторичная переработка, суммарные выбросы CO2 как во время производства, так и во время эксплуатации.

В абсолютных цифрах стоимость производства дизельного гольфа составляет пять тонн CO2, в то время как для электро-гольфа требуется двенадцать тонн.

После 100 000 км пробега электро-гольф сравняется по количеству выбросов с дизельным гольфом и в дальнейшем его конечный эко-баланс к 200 000 км пробега будет положительным в сравнении с дизельным автомобилем. 25 тонн CO2 для электромобиля против 30 тонн CO2 для дизельного гольфа.

Тот факт, что производство электромобиля заметно более затратно, чем автомобиля с ДВС, в основном связан со стоимостью производства электробатареи. На нее приходится более 40% от общего количества выбросов.

Volvo сравнила влияние на экологию электрокаров и классических машин с ДВС [2021]

В качестве образцов шведы взяли два кроссовера – обычный бензиновый Volvo XC40 и электрический Volvo C40 Recharge. Оба автомобиля выпускаются на одном заводе и имеют большое количество общих компонентов. Каково же было удивление специалистов Volvo, когда они выяснили, что в процессе производства одного электромобиля экосистема планеты страдает ровно на 70% больше, чем при изготовлении такого же паркетника с обычным ДВС! В основном – из-за батарей, которые к тому же слишком дороги и ресурсоёмки.

Действительно, эти данные на первый взгляд наносят сильный удар по аргументам сторонников электрического транспорта. Однако, есть нюанс: при определённых условиях электрокары способны быть ощутимо экологичнее «ископаемых» автомобилей: примерно на 15-30%.

Для этого достаточно просто начать эксплуатировать обе машины. И если тот же C40 Recharge оставляет углеродный след в атмосфере только в момент появления на свет, то XC40 наращивает объем вредных выбросов в процессе всего жизненного цикла. Как уверяют в Volvo, «зелёный» паркетник станет ощутимо экологичнее своего бензинового напарника уже после пробега в 50 000 километров – правда, при условии, что будет заряжаться только энергией, полученной из возобновляемых источников. В противном случае необходимая дистанция вырастает почти до 110 000 км.

  • insideevs.ru/news/549503/how-hurmful-productions-evs
Водород

Доп.Ссылки

  • habr.com/post/429554/
  • habr.com/post/413371/
  • habr.com/post/449644/
  • habr.com/post/597455/
  • habr.com/ru/post/651419/ — Революция, которую не заметили. Рекуперация становится новой генерацией
1)
Линии постоянного тока.
2)
Линии переменного тока.
education/discussion/электромобили_vs_автомобили.txt · Последние изменения: 2023/02/17 14:45 —

На главную страницу Обучение Wikipedia Тестирование Контакты Нашли ошибку? Справка

Записаться на занятия

Ошибка Записаться на занятия к репетитору

Телефоны:

  • +7 (910) 874 73 73
  • +7 (905) 194 91 19
  • +7 (831) 247 47 55

Skype: eduVdom.com

закрыть[X]
Наши контакты