Kolik váží spalovací motor v autě a je 300 kg baterií opravdu mnohem víc? [VĚŘÍME]

V poslední době se setkáváme s názorem, že spalovací vozidla nebo plug-in hybridy využívají energii efektivněji, protože „motory váží 100 kg a baterie v elektromobilu je 300 kg“. Jinými slovy: nemá smysl vozit obrovskou baterii, ideální je sada v plug-in hybridu. Proto jsme se rozhodli prověřit, kolik váží spalovací motor a spočítat, zda je hmotnost baterie opravdu taková záležitost.

obsah

• Hmotnost spalovacího motoru versus hmotnost baterie
  • Kolik váží spalovací motor?
    • Možná lepší v plug-in hybridech? A co Chevrolet Volt / Opel Ampera?
    • A co minimální varianta jako BMW i3 REx?

Začněme odpovědí na otázku, která se může zdát samozřejmá: proč uvažujeme o samotné baterii, když má elektromobil také měnič nebo motor? Odpovídáme: jednak proto, že to bylo takto formulováno 🙂 Ale také proto, že baterie tvoří významnou část hmoty celého elektropohonu.

A nyní čísla: Baterie Renault Zoe ZE 40 s užitečnou kapacitou 41 kWh váží 300 kilogramů (zdroj). Nissan Leaf je na tom velmi podobně. Asi 60-65 procent hmotnosti této konstrukce tvoří články, takže můžeme buď 1) zvýšit jejich hustotu (a kapacitu baterie) s mírným zvýšením hmotnosti, nebo 2) zachovat určitou kapacitu a postupně snižovat hmotnost baterie. baterie. Zdá se nám, že vozidla Renault Zoe do 50 kWh pojedou po trati 1 a poté po trati 2.

Každopádně dnes 300kilogramová baterie dokáže ujet 220-270 kilometrů ve smíšeném režimu. Ne tak málo, ale výlety do Polska už je potřeba plánovat.

> Elektromobil a cestování s dětmi – Renault Zoe v Polsku [IMPRESSIONS, test dojezdu]

Kolik váží spalovací motor?

Renault Zoe je vůz segmentu B, takže je nejlepší použít motor z auta podobného segmentu. Dobrým příkladem jsou zde motory TSI od Volkswagenu, u kterých se výrobce pochlubil kompaktní a extrémně lehkou konstrukcí. A skutečně: 1.2 TSI váží 96 kg, 1.4 TSI - 106 kg (zdroj, EA211). Proto můžeme předpokládat, že malý spalovací motor ve skutečnosti váží asi 100 kg.... To je třikrát méně než u baterie.

Pouze, že toto je jen začátek vážení, protože k této hmotnosti je třeba přidat:

• maziva, protože motory se vždy váží suché - několik kilogramů,
• Výfukový systémprotože bez nich se nemůžete pohybovat - několik kilogramů,
• chladič chladicí kapalinym, protože spalovací motor vždy přemění více než polovinu energie z paliva na teplo - tucet + kilogramy,
• palivová nádrž s palivem a čerpadlemprotože bez nich auto nepojede - několik desítek kilogramů (spadne za jízdy),
• převodovka se spojkou a olejemProtože dnes mají pouze elektromobily jeden převodový stupeň – několik desítek kilogramů.

Váhy jsou nepřesné, protože není snadné je najít. Však to vidíte celý spalovací motor snadno pronikne 200 kilogramy a blíží se 250 kilogramům... Rozdíl hmotnosti mezi spalovacím motorem a baterií je v našem srovnání cca 60-70 kg (20-23 procent hmotnosti baterie), což není zas tak moc. Očekáváme, že v příštích 2-3 letech budou zcela zničeny.

Možná lepší v plug-in hybridech? A co Chevrolet Volt / Opel Ampera?

Volt/Amp je velmi špatným a nepříznivým příkladem pro ty, kteří si myslí, že „je lepší vozit s sebou spalovací motor než 300 kg baterii“. Proč? Ano, spalovací motor vozu váží 100 kg, ale převodovka v prvních verzích vážila, pozn., 167 kg a od modelu 2016 „jen“ 122 kilogramů (zdroj). Jeho hmotnost je dána tím, že jde o zajímavou ukázku vyspělé technologie, která kombinuje několik provozních režimů v jednom pouzdře a různými způsoby propojuje spalovací motor s elektrickým. Dodáváme, že většina převodovky by byla zbytečná, kdyby auto nemělo spalovací motor.

Po přidání výfukového systému, kapalinového chladiče a palivové nádrže se bez problémů dostaneme na 300 kilogramů. S novější převodovkou, protože s tou starou tuto hranici přeskočíme o několik desítek kilogramů.

> Chevrolet Volt vypadne z nabídky. Zmizí také Chevrolet Cruze a Cadillac CT6

A co minimální varianta jako BMW i3 REx?

Ve skutečnosti je BMW i3 REx zajímavým příkladem: spalovací motor automobilu funguje pouze jako generátor energie. Nemá fyzickou schopnost pohánět kola, takže složitá a těžká převodovka Volt zde není potřeba. Motor má objem 650 ccm.³ a má označení W20K06U0. Zajímavostí je, že jej vyrábí tchajwanské Kymco..

Spalovací motor BMW i3 REx je umístěn vlevo od skříně s připojenými oranžovými vysokonapěťovými kabely. Za krabicí je válcový tlumič. Dole na obrázku vidíte baterii s články (c) od BMW.

Na internetu je těžké zjistit jeho hmotnost, ale naštěstí existuje jednodušší způsob: stačí porovnat hmotnost BMW i3 REx a i3, které se liší pouze generátorem spalovací energie. Jaký je rozdíl? 138 kilogramů (technické údaje zde). V tomto případě je již olej v motoru a palivo v nádrži. Je lepší vozit takový motor, nebo třeba 138 kilogramovou baterii? Zde jsou důležité informace:

• v režimu průběžného dobíjení baterie spalovací motor hlučí, takže pro elektrikáře není ticho (ale nad 80-90 km/h už rozdíly nejsou patrné),
• v režimu téměř vybitého dobíjení akumulátoru je výkon spalovacího motoru pro běžnou jízdu nedostatečný; auto téměř nezrychluje nad 60 km / h a může zpomalit ve sjezdech (!),
• těch 138 kg spalovacího motoru by se zase teoreticky dalo * vyměnit za 15-20 kWh baterie (19 kWh výše popsané baterie Renault Zoe), což by stačilo na ujetí dalších 100-130 km.

Elektrické BMW i3 (2019) má dojezd kolem 233 kilometrů. Pokud by se použila extra hmotnost spalovacího motoru BMW i3 REx (2019), vůz by mohl ujet 330–360 kilometrů na jedno nabití.

Výběr baterií. Hustota energie v buňkách se neustále zvyšuje, ale pro pokračování v práci musí existovat lidé ochotní zaplatit za přechodové fáze.

> Jak se v průběhu let změnila hustota baterií a opravdu jsme v této oblasti nepokročili? [ODPOVÍME]

*) Baterie BMW i3 vyplňuje téměř celý podvozek vozidla. Moderní technologie výroby článků neumožňují zaplnit prostor zbylý ze spalovacího motoru baterií o kapacitě 15-20 kWh, protože jí není dostatek. S touto přebytečnou hmotou se však lze rok od roku lépe vypořádat používáním článků se stále vyšší hustotou energie. Stalo se to v generacích (2017) a (2019).

Úvodní obrázek: Audi A3 e-tron, plug-in hybrid se spalovacím motorem, elektromotorem a bateriemi.

Toto by vás mohlo zajímat: