כמה שוקל מנוע בעירה פנימית במכונית והאם 300 ק"ג סוללות באמת הרבה יותר? [אנו מאמינים]

לאחרונה שמענו את הדעה שרכבי בעירה פנימית או היברידיות פלאג-אין משתמשות באנרגיה בצורה יעילה יותר מכיוון ש"מנועים שוקלים 100 ק"ג, והסוללה במכונית חשמלית היא 300 ק"ג". במילים אחרות: אין טעם לשאת סוללה ענקית, האידיאל הוא סט בהיברידית פלאג-אין. לכן החלטנו לבדוק כמה שוקל מנוע בעירה פנימית ולחשב האם משקל המצבר הוא באמת עניין כזה.

תוכן העניינים

• משקל מנוע בעירה פנימית לעומת משקל סוללה
  • כמה שוקל מנוע בעירה פנימית?
    • אולי עדיף בהיברידיות פלאג-אין? מה לגבי שברולט וולט / אופל אמפרה?
    • ומה לגבי האופציה המינימלית, למשל ב.מ.וו i3 REx?

נתחיל בתשובה לשאלה שעשויה להיראות ברורה מאליה: מדוע אנו שוקלים את המצבר עצמו, אם לרכב החשמלי יש גם אינוורטר או מנוע? אנחנו עונים: ראשית, כי זה נוסח כך 🙂 אבל גם כי הסוללה מהווה חלק משמעותי מהמסה של כל הכונן החשמלי.

ועכשיו המספרים: סוללת רנו זואי ZE 40 בקיבולת שימושית של 41 קילו-וואט שוקלת 300 קילוגרם (מקור). הניסאן ליף מאוד דומה. בערך 60-65 אחוז ממשקל העיצוב הזה מורכב מתאים, כך שאנו יכולים 1) להגדיל את הצפיפות שלהם (וקיבולת הסוללה) עם עלייה קלה במשקל, או 2) לשמור על קיבולת מסוימת ולהפחית בהדרגה את המשקל של הסוללה. סוֹלְלָה. נראה לנו שכלי רכב של רנו זואי עד 50 קילוואט-שעה יעברו לאורך מסילה 1 ולאחר מכן לאורך מסילה 2.

בכל מקרה, כיום סוללה של 300 ק"ג יכולה לנסוע 220-270 קילומטרים במצב מעורב. לא כל כך מעט, אבל כבר צריך לתכנן טיולים לפולין.

> מכונית חשמלית ונסיעה עם ילדים – רנו זואי בפולין [הופעות, מבחן טווח]

כמה שוקל מנוע בעירה פנימית?

רנו זואי היא מכונית סגמנט B, ולכן עדיף להשתמש במנוע ממכונית סגמנט דומה. דוגמה טובה כאן הם מנועי ה-TSI של פולקסווגן, שהיצרן התפאר בעיצובם הקומפקטי והקל במיוחד. ואכן: 1.2 TSI שוקל 96 ק"ג, 1.4 TSI - 106 ק"ג (מקור, EA211). לכן, אנו יכולים להניח זאת מנוע בעירה פנימית קטן שוקל למעשה כ-100 ק"ג.... זה פי שלושה פחות מזה של סוללה.

רק שזו רק ההתחלה של השקילה, כי למשקל הזה צריך להוסיף:

• חומרי סיכה, כי מנועים תמיד נשקלים יבשים - כמה קילוגרמים,
• מערכת פליטהכי בלעדיהם אתה לא יכול לזוז - כמה קילוגרמים,
• רדיאטור נוזל קירורמ', מכיוון שמנוע הבעירה הפנימית תמיד ממיר יותר ממחצית מהאנרגיה מדלק לחום - תריסר + קילוגרמים,
• מיכל דלק עם דלק ומשאבהכי בלעדיהם המכונית לא תיסע - כמה עשרות קילוגרמים (נופל תוך כדי נסיעה),
• תיבת הילוכים עם מצמד ושמןכי היום רק לרכבים חשמליים יש הילוך אחד - כמה עשרות קילוגרמים.

משקולות אינן מדויקות כי לא קל למצוא אותן. עם זאת, אתה יכול לראות את זה מנוע הבעירה כולו חודר בקלות 200 ק"ג ומתקרב ל-250 ק"ג... ההבדל במשקל בין מנוע בעירה פנימית למצבר בהשוואה שלנו הוא כ-60-70 ק"ג (20-23 אחוז ממשקל המצבר), וזה לא כל כך הרבה. אנו מצפים שהם יושמדו לחלוטין ב-2-3 השנים הבאות.

אולי עדיף בהיברידיות פלאג-אין? מה לגבי שברולט וולט / אופל אמפרה?

וולט/אמפר היא דוגמה רעה מאוד ולא חיובית למי שחושב ש"עדיף לשאת איתך מנוע בעירה פנימית מאשר מצבר של 300 ק"ג". למה? כן, מנוע הבעירה הפנימית של המכונית שוקל 100 ק"ג, אבל תיבת ההילוכים בגרסאות הראשונות שקלה, שימו לב, 167 ק"ג, ומדגם 2016 - "רק" 122 ק"ג (מקור). משקלו נובע מכך שהוא מהווה דוגמה מעניינת לטכנולוגיה מתקדמת המשלבת מספר אופני פעולה בבית אחד, המחברת מנוע בעירה פנימית לחשמלי בדרכים שונות. נוסיף שרוב תיבת ההילוכים תהיה מיותרת אם לרכב לא היה מנוע בעירה פנימית.

לאחר הוספת מערכת פליטה, מצנן נוזלים ומיכל דלק, נוכל להגיע בקלות ל-300 קילוגרם. עם שידור חדש יותר, כי עם הישנה נקפוץ מעל הגבול הזה בכמה עשרות קילוגרמים.

> שברולט וולט נושרת מההיצע. גם שברולט קרוז וקדילק CT6 ייעלמו

ומה לגבי האופציה המינימלית, למשל ב.מ.וו i3 REx?

למעשה, ה-BMW i3 REx היא דוגמה מעניינת: מנוע הבעירה הפנימית של המכונית פועל רק כמחולל כוח. אין לו את היכולת הפיזית להניע את הגלגלים, כך שאין צורך כאן בתיבת ה-Velt המסובכת והכבדה. המנוע בנפח 650 סמ"ק.³ ויש לו את הכינוי W20K06U0. מעניין לציין שהוא מיוצר על ידי Kymco הטייוואנית..

מנוע הבעירה BMW i3 REx ממוקם משמאל לקופסה עם כבלי מתח גבוה כתומים מחוברים. יש משתיק קול גלילי מאחורי הקופסה. בתחתית התמונה ניתן לראות מצבר עם תאים (c) מבית BMW.

קשה למצוא את משקלו באינטרנט, אבל, למרבה המזל, יש דרך פשוטה יותר: פשוט השווה את המשקל של BMW i3 REx ו-i3, שנבדלים רק במחולל אנרגיית הבעירה. מה ההבדל? 138 קילוגרם (נתונים טכניים כאן). במקרה זה, יש כבר שמן במנוע ודלק במיכל. האם עדיף לסחוב מנוע כזה, או אולי מצבר של 138 קילוגרם? הנה המידע החשוב:

• במצב של טעינה רציפה של הסוללה, מנוע הבעירה הפנימית עושה רעש, כך שאין שקט לחשמלאי (אבל מעל 80-90 קמ"ש ההבדלים כבר לא מורגשים),
• במצב של טעינת סוללה כמעט ריקה, הכוח של מנוע הבעירה הפנימית אינו מספיק לנהיגה רגילה; המכונית כמעט ולא מאיצה מעל 60 קמ"ש ויכולה להאט בירידות (!),
• בתורו, ש-138 ק"ג של מנוע הבעירה הפנימית ניתן תיאורטית * להחלפה בסוללה של 15-20 קוט"ש (19 קוט"ש מסוללת רנו זואי שתוארה לעיל), מה שיספיק לנסיעה של עוד 100-130 ק"מ.

ל-BMW i3 החשמלית (2019) טווח של כ-233 קילומטרים. אם נעשה שימוש במסה הנוספת של מנוע הבעירה הפנימית של BMW i3 REx (2019), המכונית הייתה יכולה לנסוע 330-360 קילומטרים בטעינה אחת.

בחירת סוללות. צפיפות האנרגיה בתאים גדלה כל הזמן, אבל כדי להמשיך את העבודה חייבים להיות אנשים שמוכנים לשלם עבור שלבי המעבר.

> איך השתנתה צפיפות הסוללה עם השנים והאם באמת לא התקדמנו בתחום הזה? [אנחנו נענה]

*) מצבר BMW i3 ממלא כמעט את כל השלדה של הרכב. טכנולוגיות מודרניות לייצור תאים אינן מאפשרות למלא את החלל שנותר ממנוע הבעירה הפנימית בסוללה בקיבולת של 15-20 קוט"ש, כי אין מספיק ממנה. עם זאת, ניתן לטפל במסה העודפת הזו טוב יותר שנה אחר שנה על ידי שימוש בתאים בעלי צפיפות אנרגיה גבוהה יותר. זה קרה בדורות (2017) ו-(2019).

תמונת פתיחה: אאודי A3 e-tron, פלאג-אין היברידית עם מנוע בעירה, מנוע חשמלי וסוללות.

זה עשוי לעניין אותך: