وزن یک موتور احتراق داخلی در یک ماشین چقدر است و آیا 300 کیلوگرم باتری واقعاً خیلی بیشتر است؟ [ما معتقدیم]

اخیراً این عقیده را شنیده‌ایم که خودروهای احتراق داخلی یا هیبریدی‌های پلاگین انرژی را بهینه‌تر مصرف می‌کنند زیرا "موتورها 100 کیلوگرم وزن دارند و باتری خودروهای الکتریکی 300 کیلوگرم است." به عبارت دیگر: حمل یک باتری بزرگ بی معنی است، ایده آل مجموعه ای در یک پلاگین هیبریدی است. به همین دلیل است که تصمیم گرفتیم وزن یک موتور احتراق داخلی را بررسی کنیم و محاسبه کنیم که آیا وزن باتری واقعاً چنین موضوعی است یا خیر.

فهرست مندرجات

• وزن موتور احتراق داخلی در برابر وزن باتری
  • وزن یک موتور احتراق داخلی چقدر است؟
    • شاید در پلاگین هیبریدی بهتر باشد؟ شورولت ولت / اوپل آمپرا چطور؟
    • و گزینه حداقلی مانند BMW i3 REx چطور؟

بیایید با پاسخ به سوالی که ممکن است بدیهی به نظر برسد شروع کنیم: چرا ما خود باتری را در نظر می گیریم، در صورتی که خودروی برقی اینورتر یا موتور نیز دارد؟ ما پاسخ می دهیم: اولاً، زیرا به این ترتیب فرموله شده است 🙂 همچنین به این دلیل که باتری بخش قابل توجهی از جرم کل درایو الکتریکی را تشکیل می دهد.

و حالا اعداد: باتری Renault Zoe ZE 40 با ظرفیت مفید 41 کیلووات ساعت و وزن 300 کیلوگرم (منبع). نیسان لیف بسیار شبیه است. حدود 60 تا 65 درصد وزن این طرح را سلول ها تشکیل می دهند، بنابراین می توانیم 1) تراکم (و ظرفیت باتری) آنها را با کمی افزایش وزن افزایش دهیم یا 2) ظرفیت مشخصی را حفظ کنیم و به تدریج وزن را کاهش دهیم. از باتری باتری به نظر ما خودروهای رنو زویی تا 50 کیلووات ساعت در مسیر 1 و سپس در مسیر 2 حرکت خواهند کرد.

در هر صورت، امروزه یک باتری 300 کیلوگرمی می تواند 220-270 کیلومتر را در حالت مختلط طی کند. نه چندان کم، اما سفر به لهستان از قبل باید برنامه ریزی شود.

> ماشین برقی و سفر با کودکان - رنو زو در لهستان [IMPRESSIONS، تست برد]

وزن یک موتور احتراق داخلی چقدر است؟

رنو زوئی یک خودروی سگمنت B است، بنابراین بهتر است از موتور خودروهای سگمنت مشابه استفاده کنید. یک مثال خوب در اینجا موتورهای TSI فولکس واگن است که سازنده به طراحی جمع و جور و بسیار سبک وزن خود افتخار می کند. و در واقع: 1.2 TSI 96 کیلوگرم وزن دارد، 1.4 TSI - 106 کیلوگرم (منبع، EA211). بنابراین، می توانیم چنین فرض کنیم یک موتور احتراق داخلی کوچک در واقع حدود 100 کیلوگرم وزن دارد.... این سه برابر کمتر از باتری است.

فقط این تازه شروع توزین است، زیرا به این وزن باید اضافه کنید:

• روان کننده ها، زیرا موتورها همیشه خشک وزن می شوند - چند کیلوگرم،
• سیستم اگزوززیرا بدون آنها نمی توانید حرکت کنید - چند کیلوگرم،
• رادیاتور مایع خنک کنندهمتر، زیرا موتور احتراق داخلی همیشه بیش از نیمی از انرژی سوخت را به گرما تبدیل می کند - یک دوجین + کیلوگرم،
• مخزن سوخت با سوخت و پمپزیرا بدون آنها ماشین نمی رود - چند ده کیلوگرم (در حین رانندگی سقوط می کند)
• گیربکس با کلاچ و روغنزیرا امروزه فقط وسایل نقلیه الکتریکی دارای یک دنده هستند - چند ده کیلوگرم.

وزن ها دقیق نیستند زیرا یافتن آنها آسان نیست. با این حال، شما می توانید آن را ببینید کل موتور احتراقی به راحتی 200 کیلوگرم نفوذ می کند و به 250 کیلوگرم نزدیک می شود... تفاوت وزن موتور احتراق داخلی و باتری در مقایسه ما حدود 60-70 کیلوگرم (20-23 درصد وزن باتری) است که چندان زیاد نیست. ما انتظار داریم که آنها در 2-3 سال آینده به طور کامل نابود شوند.

شاید در پلاگین هیبریدی بهتر باشد؟ شورولت ولت / اوپل آمپرا چطور؟

ولت/آمپر مثال بسیار بد و نامطلوبی برای کسانی است که فکر می کنند "بهتر است یک موتور احتراق داخلی با خود حمل کنید تا یک باتری 300 کیلوگرمی". چرا؟ بله ، موتور احتراق داخلی خودرو 100 کیلوگرم وزن دارد ، اما گیربکس در نسخه های اول وزن 167 کیلوگرم داشت و از مدل 2016 - "فقط" 122 کیلوگرم (منبع). وزن آن به این دلیل است که نمونه جالبی از فناوری پیشرفته است که چندین حالت کار را در یک محفظه ترکیب می کند و یک موتور احتراق داخلی را به یک موتور الکتریکی به روش های مختلف متصل می کند. اضافه می کنیم که اگر خودرو موتور احتراق داخلی نداشته باشد بیشتر گیربکس اضافی خواهد بود.

پس از افزودن یک سیستم اگزوز، یک خنک کننده مایع و یک مخزن سوخت، به راحتی می توانیم به 300 کیلوگرم برسیم. با گیربکس جدیدتر، زیرا با گیربکس قدیمی چندین ده کیلوگرم از این حد خواهیم پرید.

> شورولت ولت از عرضه خارج می شود. شورولت کروز و کادیلاک CT6 نیز ناپدید خواهند شد

و گزینه حداقلی مانند BMW i3 REx چطور؟

در واقع، BMW i3 REx یک مثال جالب است: موتور احتراق داخلی یک خودرو فقط به عنوان یک ژنراتور برق کار می کند. توانایی فیزیکی برای راندن چرخ ها را ندارد، بنابراین گیربکس پیچیده و سنگین Volt در اینجا مورد نیاز نیست. حجم موتور 650 سی سی می باشد.³ و دارای نام W20K06U0 است. جالب اینجاست که توسط تایوانی کیمکو تولید می شود..

موتور احتراقی BMW i3 REx در سمت چپ جعبه قرار دارد که کابل های ولتاژ بالا نارنجی رنگ به آن متصل شده است. یک صدا خفه کن استوانه ای در پشت جعبه وجود دارد. در پایین تصویر یک باتری با سلول های (c) از BMW را می بینید.

پیدا کردن وزن آن در اینترنت دشوار است، اما، خوشبختانه، یک راه ساده تر وجود دارد: فقط وزن BMW i3 REx و i3 را مقایسه کنید، که فقط در ژنراتور انرژی احتراق متفاوت هستند. تفاوت در چیست؟ 138 کیلوگرم (اطلاعات فنی در اینجا). در این حالت قبلاً روغن در موتور و سوخت در باک وجود دارد. حمل چنین موتوری بهتر است یا شاید باتری 138 کیلوگرمی؟ این اطلاعات مهم است:

• در حالت شارژ مجدد مداوم باتری ، موتور احتراق داخلی صدا ایجاد می کند ، بنابراین هیچ سکوتی برای برقکار وجود ندارد (اما بالای 80-90 کیلومتر در ساعت تفاوت ها دیگر قابل توجه نیستند)
• در حالت شارژ باتری تقریباً تخلیه شده، قدرت موتور احتراق داخلی برای رانندگی عادی کافی نیست. سرعت ماشین به سختی بالای 60 کیلومتر در ساعت است و می تواند در هنگام فرودها سرعت خود را کاهش دهد (!)
• به نوبه خود، آن 138 کیلوگرم موتور احتراق داخلی از نظر تئوری * می تواند با 15-20 کیلووات ساعت باتری (19 کیلووات ساعت باتری رنو Zoe که در بالا توضیح داده شد) تعویض شود، که برای رانندگی 100-130 کیلومتر دیگر کافی است.

ب‌ام‌و i3 الکتریکی (2019) بردی در حدود 233 کیلومتر دارد. اگر از جرم اضافی موتور احتراق داخلی BMW i3 REx (2019) استفاده می شد، خودرو با یک بار شارژ می توانست 330 تا 360 کیلومتر را طی کند.

انتخاب باتری ها چگالی انرژی در سلول ها به طور مداوم در حال افزایش است، اما برای ادامه کار باید افرادی وجود داشته باشند که مایل به پرداخت هزینه برای مراحل انتقال باشند.

> چگالی باتری در طول سال ها چگونه تغییر کرده است و آیا واقعاً در این زمینه پیشرفت نکرده ایم؟ [جواب خواهیم داد]

*) باتری BMW i3 تقریباً کل شاسی خودرو را پر می کند. فن آوری های مدرن برای تولید سلول ها اجازه نمی دهد فضای باقی مانده از موتور احتراق داخلی را با باتری با ظرفیت 15-20 کیلووات ساعت پر کنید، زیرا مقدار کافی از آن وجود ندارد. با این حال، سال به سال با استفاده از سلول‌هایی با چگالی انرژی بیشتر می‌توان با این جرم اضافی مقابله کرد. این در نسل های (2017) و (2019) اتفاق افتاد.

تصویر افتتاحیه: آئودی A3 e-tron، پلاگین هیبریدی با موتور احتراقی، موتور الکتریکی و باتری.

این ممکن است برای شما جالب باشد: