Cât cântărește un motor cu ardere internă într-o mașină și cu 300 kg de baterii sunt cu adevărat mult mai mult? [NOI CREDEM]

Recent, am auzit părerea că vehiculele cu ardere internă sau hibridele plug-in folosesc energia mai eficient pentru că „motoarele cântăresc 100 kg, iar bateria unei mașini electrice are 300 kg”. Cu alte cuvinte: nu are sens să porți o baterie uriașă, idealul este un set într-un hibrid plug-in. De aceea am decis să verificăm cât cântărește un motor cu ardere internă și să calculăm dacă greutatea bateriei este într-adevăr o astfel de problemă.

Cuprins

• Greutatea motorului cu ardere internă față de greutatea bateriei
  • Cât cântărește un motor cu ardere internă?
    • Poate mai bine la hibridele plug-in? Ce zici de Chevrolet Volt / Opel Ampera?
    • Și cum rămâne cu opțiunea minimă, de exemplu BMW i3 REx?

Să începem prin a răspunde la o întrebare care poate părea evidentă: de ce luăm în considerare bateria în sine, dacă vehiculul electric are și invertor sau motor? Răspundem: în primul rând, pentru că a fost astfel formulat 🙂 Dar și pentru că bateria reprezintă o parte semnificativă din masa întregului motor electric.

Și acum numerele: bateria Renault Zoe ZE 40 cu o capacitate utilă de 41 kWh cântărește 300 de kilograme (o sursă). Nissan Leaf este foarte asemănător. Aproximativ 60-65 la sută din greutatea acestui design este alcătuită din celule, așa că putem fie 1) să le creștem densitatea (și capacitatea bateriei) cu o ușoară creștere a greutății, fie 2) să menținem o anumită capacitate și să reducem treptat greutatea. a bateriei. baterie. Ni se pare că vehiculele Renault Zoe de până la 50 kWh vor merge pe calea 1 și apoi pe calea 2.

În orice caz, astăzi o baterie de 300 de kilograme poate parcurge 220-270 de kilometri în modul mixt. Nu atât de puțin, dar călătoriile în Polonia trebuie deja planificate.

> Mașină electrică și călătorii cu copii – Renault Zoe în Polonia [IMPRESII, test de autonomie]

Cât cântărește un motor cu ardere internă?

Renault Zoe este o mașină de segment B, așa că cel mai bine este să utilizați un motor dintr-o mașină de segment similar. Un bun exemplu aici sunt motoarele TSI ale Volkswagen, despre care producătorul s-a lăudat cu designul lor compact și extrem de ușor. Și într-adevăr: 1.2 TSI cântărește 96 kg, 1.4 TSI - 106 kg (sursă, EA211). Prin urmare, putem presupune că un mic motor cu ardere internă cântărește de fapt aproximativ 100 kg.... Aceasta este de trei ori mai mică decât cea a unei baterii.

Doar că acesta este doar începutul cântăririi, deoarece la această greutate trebuie să adăugați:

• lubrifianți, deoarece motoarele sunt întotdeauna cântărite uscate - câteva kilograme,
• Sistem de evacuarepentru că fără ele nu te poți mișca - câteva kilograme,
• radiator lichid de racirem, deoarece motorul cu ardere internă transformă întotdeauna mai mult de jumătate din energia din combustibil în căldură - o duzină + kilograme,
• rezervor de combustibil cu combustibil si pompapentru că fără ele mașina nu va merge - câteva zeci de kilograme (cade în timpul conducerii),
• cutie de viteze cu ambreiaj si uleiPentru că astăzi doar vehiculele electrice au o singură treaptă de viteză - câteva zeci de kilograme.

Greutățile sunt inexacte, deoarece nu sunt ușor de găsit. Cu toate acestea, puteți vedea asta intregul motor cu ardere patrunde usor 200 de kilograme si se apropie de 250 de kilograme... Diferența de greutate dintre un motor cu ardere internă și o baterie în comparația noastră este de aproximativ 60-70 kg (20-23 la sută din greutatea bateriei), ceea ce nu este atât de mult. Ne așteptăm să fie complet distruse în următorii 2-3 ani.

Poate mai bine la hibridele plug-in? Ce zici de Chevrolet Volt / Opel Ampera?

Volt/Amp este un exemplu foarte prost și nefavorabil pentru cei care cred că „este mai bine să porți cu tine un motor cu ardere internă decât o baterie de 300 kg”. De ce? Da, motorul cu ardere internă al mașinii cântărește 100 kg, dar transmisia în primele versiuni cântărea, rețineți, 167 kg, iar din modelul 2016 - „doar” 122 kilograme (sursă). Greutatea sa se datorează faptului că este un exemplu interesant de tehnologie avansată care combină mai multe moduri de funcționare într-o singură carcasă, conectând un motor cu ardere internă cu unul electric în diverse moduri. Adăugăm că majoritatea cutiei de viteze ar fi de prisos dacă mașina nu ar avea motor cu ardere internă.

După adăugarea unui sistem de evacuare, a unui răcitor de lichid și a unui rezervor de combustibil, putem ajunge cu ușurință la 300 de kilograme. Cu o transmisie mai noua, pentru ca cu cea veche vom sari peste aceasta limita cu cateva zeci de kilograme.

> Chevrolet Volt renunță la ofertă. Vor dispărea și Chevrolet Cruze și Cadillac CT6

Și cum rămâne cu opțiunea minimă, de exemplu BMW i3 REx?

De fapt, BMW i3 REx este un exemplu interesant: motorul cu ardere internă al unei mașini funcționează doar ca generator de energie. Nu are capacitatea fizică de a conduce roțile, așa că nu este necesară aici complicata și grea cutie de viteze Volt. Motorul are un volum de 650 cmc.³ și are denumirea W20K06U0. Interesant este că este produs de taiwanezul Kymco..

Motorul cu ardere BMW i3 REx este situat în stânga cutiei cu cabluri portocalii de înaltă tensiune conectate. În spatele cutiei se află un toba de eșapament cilindric. În partea de jos a imaginii se vede o baterie cu celule (c) de la BMW.

Este greu să-i găsești greutatea pe Internet, dar, din fericire, există o modalitate mai simplă: comparați greutatea BMW i3 REx și i3, care diferă doar în generatorul de energie cu ardere. Care este diferența? 138 kilograme (date tehnice aici). În acest caz, există deja ulei în motor și combustibil în rezervor. Este mai bine să porți un astfel de motor, sau poate o baterie de 138 de kilograme? Iată informațiile importante:

• în modul de reîncărcare continuă a bateriei, motorul cu ardere internă face zgomot, deci nu există liniște pentru electrician (dar peste 80-90 km/h diferențele nu se mai observă),
• în modul de încărcare a bateriei aproape descărcate, puterea motorului cu ardere internă este insuficientă pentru conducerea normală; mașina accelerează cu greu peste 60 km/h și poate încetini la coborâri (!),
• la rândul său, acele 138 kg din motorul cu ardere internă ar putea * teoretic să fie schimbate cu 15-20 kWh de baterie (19 kWh din bateria Renault Zoe descrisă mai sus), ceea ce ar fi suficient pentru a conduce încă 100-130 km.

BMW i3 electric (2019) are o autonomie de aproximativ 233 de kilometri. Dacă s-ar fi folosit masa suplimentară a motorului cu ardere internă BMW i3 REx (2019), mașina ar putea parcurge 330-360 de kilometri cu o singură încărcare.

Alegerea bateriilor. Densitatea de energie din celule este în continuă creștere, dar pentru a continua munca trebuie să existe oameni dispuși să plătească pentru etapele de tranziție.

> Cum s-a schimbat densitatea bateriei de-a lungul anilor și chiar nu am făcut progrese în acest domeniu? [Vom răspunde]

*) Bateria BMW i3 umple aproape întreg șasiul vehiculului. Tehnologiile moderne de producere a celulelor nu permit umplerea spațiului rămas din motorul cu ardere internă cu o baterie cu o capacitate de 15-20 kWh, deoarece nu este suficient. Cu toate acestea, acest exces de masă poate fi tratat mai bine an de an prin utilizarea celulelor cu densități de energie din ce în ce mai mari. S-a întâmplat în generații (2017) și (2019).

Imagine de deschidere: Audi A3 e-tron, un hibrid plug-in cu motor cu ardere, motor electric și baterii.

Acest lucru vă poate interesa: