Először is csak a (termikus és elektromos) járműveket fogom vizsgálni, függetlenül attól, hogy az "energia" hogyan jutott el a járműhöz, akár egy benzinkútról (nem feledkezhetünk meg arról, hogy az autó üzemanyagai nem mások, mint a kémiai energia), vagy elektromos állomásról/dugóról (furcsa módon az elemek vegyi energiát is tárolnak). Lehet, hogy egyesek nem fognak egyetérteni ezzel, de a sokat keresett bibliográfia szerint a fosszilis tüzelőanyagok (például a fákból származó fa) a napenergia tárolásának egyik formája. Nos, az elemek kémiai energiatároló rendszerek is. A nagy különbségek az, hogy ezek visszafordíthatók, és energiatárolásként több nem hatékony.

veszteségek

  • Visszafordítható, mert ha az üzemanyagtartály elfogy, akkor egy benzinkútnál új üzemanyaggal kell feltölteni, míg ha egy elem lemerül, akkor újra kell dolgoznia a kémiai folyamatot, hogy az energia újra rendelkezésre álljon (de mi semmit sem változtatunk) csak az energiaátadás).
  • Nem hatékony, mert ugyanabban a térfogatban a fosszilis tüzelőanyagok több energiát tartalmaznak (egyelőre), és az üzemanyagtartály „újratöltése” időnként sokkal nagyobb energiaátviteli sebességgel rendelkezik (egyelőre szintén).

Most megpróbálom energia szempontból elemezni a létező járműtípusokat (személyes elképzelésem szerint).

Tartalomjegyzék

Hőmotoros járművek

A hőmotorok kapcsán úgy gondolom, hogy mindannyian többé-kevésbé tisztában vagyunk a működésükkel, de megközelítésem szerint (remélem, hogy a szakterület egyik szakértője nem fogja rossznak tartani, ha valamilyen szempontból tévedek) figyelembe kell venni:

Vázlatosan ezek az "energiaáramlások" a következő képen látható módon ábrázolhatók, ahol feltételeztem, hogy az összes veszteség egyenlő (természetesen nem az), és az egyszerűsítés érdekében a mechanikai veszteségeket (az utolsó két leírt pontot) csoportosítom. Úgy gondolom, hogy ebben az ábrán teljesen nyilvánvaló, hogy ha mind az égés, mind a mechanikai hatékonyságot 100% -nak vesszük, akkor az általános hatékonyság egy hőciklusé lenne, amely a gyártók szerint sokan nem haladja meg az 50% -ot.

Energiaveszteség hőmotorral

Villanymotoros járművek

Az elektromos járművek tekintetében és a fentiekkel párhuzamosan az elemzés a következő lenne:

Az előzőhöz hasonló „energiaáramlás” séma a következő ábrán látható, ahol az előző esethez hasonlóan azt feltételeztem, hogy minden veszteség egyenlő. Amit a legjobban szeretnék kiemelni ezen az ábrán, az az energia feltöltése a regeneratív fék használatakor. Ez a feltöltés azonban a sofőrtől és a megtett útvonalaktól függően nagyban változik. Ha elektromos jármű használata mellett dönt, úgy gondolom, hogy a maximális teljesítmény eléréséhez vezetésünk teljes átgondolása szükséges.

Energiaveszteség elektromos motorral

Vegyes járművek - hibridek

A hibrid járművek rendelkeznek a két előző modellben ismertetett jellemzőkkel, de azzal a sajátossággal, hogy a két motor hálós. Ezt tartom a legnehezebben elemezhető járműtípusnak az energiaveszteség alapján, ezért függetlenül fogom elemezni; előbb a hőmotorral, majd az elektromos motorral, végül a teljes működésre vonatkozó következtetésekkel.

Hőmotorral működő hibrid járművek

  1. Az üzemanyag tárolásának és a forró pont megszerzésének első pontja hasonló a már megfontolt ponthoz, ezért nem tárgyalom újra.
  2. A hőenergiát átalakító termikus ciklus kapcsán ki kell emelnem, hogy a hibrid járművek általában nem a tipikus benzinmotorok Otto-ciklusát használják (és nem is a homonim motorok Diesel-ciklusát), hanem egy Atkinson-ciklust. Ez a ciklus a "felelős" azért, mert a motorok kevesebbet fogyasztanak, mivel nagyobb teljesítményt nyújtanak, mint az Otto ciklus, bár alacsony fordulatszámon történő működésre tervezték, és olyan motorokban, amelyek nem "igényeltek" túl nagy teljesítményt. Ezt elmondva szeretném hangsúlyozni, hogy a benzinüzemű autó nem hasonlítható össze a hibriddel; sem a motorok nem azonosak, sem nem úgy vannak kialakítva, hogy ugyanúgy működjenek. Ha az emlékezet nem jár jól, az autópályán üzemelő benzinautók és a hibrid autók összehasonlításakor a hibridek többet fogyasztanak (ezeket nem arra tervezték, hogy reagáljanak ezekre a terhelésekre).
  3. A lineáris mechanikai energia forgóvá történő átalakulását illetően a magyarázat megegyezik a hőmotorokéval, így ahogy a rész első pontjában, erre a magyarázatra hivatkozok ahelyett, hogy megismételném.
  4. A főtengelytől a kerekekig tartó mechanikai teljesítmény ezen utolsó részében szeretnék tisztázni egy másik nagy különbséget a normál hőmotoros járművel szemben. A hibrid járművek forgástengelyének amellett, hogy az összes mechanikus alkatrészt mozgatnia kell, mint a szokásos hőmotor, meg kell "húznia" az elektromos motort, mivel (főszabály szerint) nincs leválasztva a tengelyről. Ez a további mechanikai terhelés nagyobb mechanikai veszteségeket okoz, mint az elemzett hőmotorokban; hiába tökéletes a sebességváltó, mindig vannak veszteségek.

Az áramellátási séma hasonló a hőmotoroknál bemutatotthoz; Csak azt az elképzelést fogom hangsúlyozni, hogy a mechanikai veszteségek nagyobbak az egyszerű tény miatt, hogy az elektromos motort mozgatni kell.

Elektromos motorral működő hibrid járművek

Ebben az esetben a működés megegyezik a korábban kifejtett villanymotoros járművekkel, csak a mechanikai veszteségekre vonatkozó szakasz különbözik. Elektromos üzemmódban történő működés esetén ez hasonló módon történik, mint a termikus üzemmódban; az elektromos motornak a hőmotort kell meghajtania, ezért a mechanikai veszteségek nagyobbak.

Hibrid járművek együtt

Az imént elvégzett külön elemzés ellenére sem feledkezhetünk meg arról, hogy a hibrid járművek együtt működnek; a hőmotor és az elektromos motor "párosítva" van, és az egyik vagy másik az igényektől függően működik. Ezen a ponton azt gondolom, hogy a vezetési stílus itt befolyásolja a legjobban, amikor a hibrid járműből a legtöbbet kell kihozni. Ha gyorsulni vagy nagy sebességgel szeretünk közlekedni, akkor a hibrid jármű szinte mindig termikus üzemmódban fog működni. Ha viszont alacsony sebességgel, hirtelen gyorsulás nélkül halad, a jármű elektromos üzemmódban fog működni.

Ezen üzemmódok mellett az akkumulátor is kicsi, ezért amikor újratölteni kell, a jármű a hőmotor energiájának egy részét felhasználja újratöltésére (az elektromos motor használatával generátor üzemmódban). Akkor valaki azt mondta nekem, hogy a hibrid járművek kezdete nem az elektromos járművekre való áttérés volt; a cél a városokban a szennyezés csökkentése volt: alacsony sebesség és elektromos üzemmód a központban; nagy sebességű és termikus üzemmód a külvárosokban. Úgy gondolom azonban, hogy ez a koncepció eltorzult; "Hibridet veszek, mert keveset fogyaszt", senki nem magyarázza, hogy ez csak az autó használatától függően igaz.

Vegyes járművek - plug-in hibridek

Az egyetlen különbség a hibrid jármű és a plug-in hibrid között az akkumulátor méretében és abban rejlik, hogy nem csak a hőmotor „felesleges” energiájával (és a regeneratív fékezéssel) tölthető fel, hanem a dugóval is. a hálózatba. Ez az oka annak, hogy nem fogom elemezni ezeket a járműveket, mivel az előző pontban elemeztük őket. Azt mondom, hogy ezek az autók "szinte" ideálisnak tűnnek az elektromos autó átmeneti szakaszában. De elég vicces, hogy később megjelennek, mint kellene.

A dugaszolható hibridek nagyobb önállósággal rendelkeznek elektromos üzemmódban, mint a normál hibridek, így lehetővé teszik a "tisztább" működést, és ha szükséges, továbbra is megkapnánk a hőmotor támogatását. Úgy tűnik azonban, hogy elmulasztom figyelembe venni a mindkét motor mindig mozgatásának problémáját (amint azt hibrid járművekről beszéltem). Az energiaveszteség, amellyel állandóan mozgatni kell őket, problémát jelent az autó általános hatékonysága szempontjából; ez növelhető, ha a hőmotort csak „vészhelyzetben” használják.

Vegyes járművek - elektromos, kiterjesztett hatótávolsággal

A problémát, amelyet az imént említettem, amikor plug-in hibridekről beszéltem, a kiterjesztett hatótávolságú elektromos járművek oldják meg. Ebben az esetben az autó működése tisztán elektromos, bár az autónak van egy kis hőmotorja, amely generátorként működik, amikor az akkumulátort újratölteni kell.

Ezekben az esetekben nem történik meg, mint a hibrideknél, a hőmotort leválasztják az elektromos motorról. Ez lehetővé teszi, hogy amikor a motort be kell indítani, akkor az az optimális pont közelében működik, mivel független a jármű abban a pillanatban érvényes sebességétől. Személy szerint úgy gondolom, hogy az ilyen típusú autók ideálisak a termikus járművekről az elektromos járművekre való áttéréshez, bár nem szabad megfeledkezni arról, hogy az általuk hordozott hőmotorokat csak „vészhelyzetben” szabad használni, vagyis az akkumulátort töltők, nem a hőmotorral.

A működésének magyarázatakor szeretném felhívni a figyelmet arra, hogy a hőmotor nem képes biztosítani az elektromos motor által fogyasztott energiát (és nem is ez az ötlet). Úgy vélem, hogy használata felfogható elektromos autóval, és nem érdekel, hogy a töltők hol vannak hosszú utakon; Saját beépített vészgenerátor készletet hordozok. Erre a magyarázatra választottam ezt a típusú járművet az átmeneti szakaszban. Említettem, hogy a plug-in hibridek késéssel kerültek a piacra, de úgy gondolom, hogy a meghosszabbított üzemidővel rendelkező elektromos készülékek ideálisak a szkeptikusok számára, akik soha nem kapják meg az akkumulátor üzemidejét.