Ile waży silnik spalinowy w samochodzie i czy 300 kg akumulatorów to naprawdę dużo więcej? [WIERZYMY]

Ostatnio pojawiła się opinia, że ​​pojazdy spalinowe czy hybrydy plug-in zużywają energię wydajniej, bo „silniki ważą 100 kg, a akumulator w aucie elektrycznym 300 kg”. Innymi słowy: nie ma sensu nosić ogromnej baterii, ideałem jest zestaw w hybrydzie plug-in. Dlatego postanowiliśmy sprawdzić, ile waży silnik spalinowy i obliczyć, czy waga akumulatora rzeczywiście jest takim problemem.

Spis treści

• Masa silnika spalinowego w zależności od masy akumulatora
  • Ile waży silnik spalinowy?
    • Może lepiej w hybrydach plug-in? A co z Chevroletem Voltem / Oplem Amperą?
    • A opcja minimalna, na przykład BMW i3 REx?

Zacznijmy od odpowiedzi na pytanie, które może wydawać się oczywiste: po co rozważamy sam akumulator, skoro w aucie elektrycznym jest też falownik lub silnik? Odpowiadamy: po pierwsze dlatego, że tak zostało sformułowane 🙂 Ale także dlatego, że akumulator stanowi znaczną część masy całego napędu elektrycznego.

A teraz liczby: akumulator Renault Zoe ZE 40 o użytecznej pojemności 41 kWh waży 300 kilogramów (źródło). Nissan Leaf jest bardzo podobny. Około 60-65 procent wagi tego projektu to ogniwa, więc możemy albo 1) zwiększyć ich gęstość (i pojemność baterii) przy niewielkim wzroście masy, albo 2) utrzymać określoną pojemność i stopniowo zmniejszać wagę bateria. bateria. Wydaje nam się, że pojazdy Renault Zoe do 50kWh pojadą ścieżką 1, a następnie ścieżką 2.

W każdym razie dzisiaj bateria ważąca 300 kilogramów pozwala przejechać 220-270 kilometrów w trybie mieszanym. Nie tak mało, ale wycieczki po Polsce już trzeba zaplanować.

> Samochód elektryczny a podróżowanie z dziećmi – Renault Zoe w Polsce [WRAŻENIA, test zasięgu]

Ile waży silnik spalinowy?

Renault Zoe to auto z segmentu B, więc najlepiej zastosować silnik z auta z podobnego segmentu. Dobrym przykładem są tutaj silniki TSI Volkswagena, które producent chwalił się kompaktową i niezwykle lekką konstrukcją. I rzeczywiście: 1.2 TSI waży 96 kg, 1.4 TSI – 106 kg (źródło, EA211). Dlatego możemy założyć, że mały silnik spalinowy w rzeczywistości waży około 100 kg.. To trzy razy mniej niż bateria.

Tylko, że to dopiero początek ważenia, bo do tej wagi trzeba doliczyć:

• smary, bo silniki zawsze waży się na sucho - kilka kilogramów,
• System wydechowybo bez nich nie można się ruszyć - kilka kilogramów,
• chłodnica płynu chłodzącegom, ponieważ silnik spalinowy zawsze zamienia więcej niż połowę energii z paliwa na ciepło - kilkanaście + kilogramów,
• zbiornik paliwa z paliwem i pompąbo bez nich auto nie pojedzie - kilkadziesiąt kilogramów (spada podczas jazdy),
• skrzynia biegów ze sprzęgłem i olejemBo dziś tylko pojazdy elektryczne mają jeden bieg – kilkadziesiąt kilogramów.

Wagi są niedokładne, ponieważ nie są łatwe do znalezienia. Można to jednak zobaczyć cała jednostka napędowa spalania z łatwością przenika 200 kilogramów i zbliża się do 250 kilogramów. Różnica masy między silnikiem spalinowym a akumulatorem w naszym porównaniu wynosi około 60-70 kg (20-23 procent masy akumulatora), czyli niewiele. Spodziewamy się, że zostaną one całkowicie zniszczone w ciągu najbliższych 2-3 lat.

Może lepiej w hybrydach plug-in? A co z Chevroletem Voltem / Oplem Amperą?

Volt/Amp to bardzo zły i niekorzystny przykład dla tych, którzy uważają, że „lepiej mieć ze sobą silnik spalinowy niż 300 kg akumulator”. Dlaczego? Tak, silnik spalinowy samochodu waży 100 kg, ale skrzynia biegów w pierwszych wersjach ważyła, uwaga, 167 kg, a od modelu 2016 „tylko” 122 kilogramy (źródło). Swoją wagę zawdzięcza temu, że jest ciekawym przykładem zaawansowanej technologii łączącej w jednej obudowie kilka trybów pracy, łącząc na różne sposoby silnik spalinowy z elektrycznym. Dodajmy, że większość skrzyni biegów byłaby zbędna, gdyby samochód nie posiadał silnika spalinowego.

Po dodaniu układu wydechowego, chłodnicy cieczy i zbiornika paliwa spokojnie możemy dobić do 300 kilogramów. Z nowszą przekładnią, bo ze starą przeskoczymy tę granicę o kilkadziesiąt kilogramów.

> Chevrolet Volt wycofuje się z dostaw. Znikną również Chevrolet Cruze i Cadillac CT6

A opcja minimalna, na przykład BMW i3 REx?

W rzeczywistości BMW i3 REx jest ciekawym przykładem: silnik spalinowy samochodu działa tylko jako generator prądu. Nie ma fizycznej możliwości napędzania kół, więc skomplikowana i ciężka skrzynia biegów Volt nie jest tu potrzebna. Silnik ma pojemność 650 metrów sześciennych.³ i ma oznaczenie W20K06U0. Co ciekawe, jest produkowany przez tajwańską firmę Kymco..

Silnik spalinowy BMW i3 REx znajduje się po lewej stronie skrzynki z podłączonymi pomarańczowymi przewodami wysokiego napięcia. Za pudełkiem znajduje się cylindryczny tłumik. Na dole zdjęcia akumulator z ogniwami (c) od BMW.

Trudno znaleźć jego wagę w Internecie, ale na szczęście jest prostszy sposób: wystarczy porównać wagę BMW i3 REx i i3, które różnią się tylko generatorem energii spalania. Jaka jest różnica? 138 kilogramów (dane techniczne tutaj). W takim przypadku olej jest już w silniku, a paliwo w zbiorniku. Czy lepiej wozić taki silnik, czy może 138-kilogramowy akumulator? Oto ważna informacja:

• w trybie ciągłego ładowania akumulatora silnik spalinowy hałasuje, więc nie ma ciszy elektryka (ale powyżej 80-90 km/h różnice nie są już zauważalne),
• w trybie prawie rozładowanego ładowania akumulatora moc ICE jest niewystarczająca do normalnej jazdy; auto ledwo rozpędza się powyżej 60 km/h i potrafi zwalniać na zjazdach (!),
• z kolei te 138-kilogramowe silniki spalinowe teoretycznie* można by wymienić na akumulator 15-20 kWh (19 kWh opisanego powyżej akumulatora Renault Zoe), który wystarczyłby na przejechanie kolejnych 100-130 km.

Elektryczne BMW i3 (2019) ma zasięg około 233 kilometrów. Gdyby wykorzystać dodatkową masę silnika spalinowego BMW i3 REx (2019), samochód mógłby przejechać 330-360 kilometrów na jednym ładowaniu.

Wybór baterii. Gęstość energii w ogniwach stale rośnie, ale aby prace mogły być kontynuowane, muszą znaleźć się ludzie gotowi zapłacić za kroki przejściowe.

> Jak zmieniała się gęstość baterii na przestrzeni lat i czy naprawdę nie poczyniliśmy postępów w tej dziedzinie? [ODPOWIEMY]

*) Akumulator BMW i3 wypełnia prawie całe podwozie pojazdu. Nowoczesne technologie produkcji ogniw nie pozwalają na zapełnienie przestrzeni pozostałej po silniku spalinowym baterią o pojemności 15-20 kWh, bo to za mało. Z tą nadmierną masą można jednak z roku na rok lepiej sobie radzić, stosując ogniwa o coraz większej gęstości energii. Stało się to w pokoleniach (2017) i (2019).

Zdjęcie wprowadzające: Audi A3 e-tron, hybryda typu plug-in z silnikiem spalinowym, silnikiem elektrycznym i akumulatorami.

To może Cię zainteresować: