كم يزن محرك الاحتراق الداخلي في السيارة ، وهل 300 كجم من البطاريات أكثر من ذلك بكثير؟ [نعتقد]

لقد سمعنا مؤخرًا رأيًا مفاده أن مركبات الاحتراق الداخلي أو السيارات الهجينة الموصولة بالكهرباء تستخدم الطاقة بكفاءة أكبر لأن "المحركات تزن 100 كجم والبطارية في السيارة الكهربائية 300 كجم". بعبارة أخرى: ليس من المنطقي أن تحمل بطارية ضخمة ، والمثالي هو مجموعة هجينة تعمل بالكهرباء. لهذا السبب قررنا التحقق من وزن محرك الاحتراق الداخلي وحساب ما إذا كان وزن البطارية يمثل بالفعل مشكلة من هذا القبيل.

جدول المحتويات

• يعتمد وزن محرك الاحتراق الداخلي على وزن البطارية
  • كم يزن محرك الاحتراق الداخلي؟
    • ربما أفضل في المكونات الهجينة؟ ماذا عن شيفروليه فولت / أوبل أمبيرا؟
    • وخيار الحد الأدنى ، على سبيل المثال BMW i3 REx؟

لنبدأ بالإجابة على سؤال قد يبدو واضحًا: لماذا نفكر في البطارية نفسها إذا كان هناك أيضًا عاكس أو محرك في سيارة كهربائية؟ نجيب: أولاً ، لأنه تمت صياغته بهذه الطريقة 🙂 ولكن أيضًا لأن البطارية تشكل جزءًا مهمًا من كتلة المحرك الكهربائي بأكمله.

والآن الأرقام: بطارية رينو زوي ZE 40 بقدرة إنتاجية 41 كيلو وات ساعة تزن 300 كيلو جرام (مصدر). نيسان ليف مشابهة جدا. حوالي 60-65 في المائة من وزن هذا التصميم هي الخلايا ، لذلك يمكننا إما 1) زيادة كثافتها (وسعة البطارية) مع زيادة طفيفة في الوزن ، أو 2) الحفاظ على سعة معينة وتقليل وزن تدريجياً بطارية. بطارية. يبدو لنا أن سيارات رينو زوي التي تصل سرعتها إلى 50 كيلو وات في الساعة ستتبع المسار 1 ثم المسار 2.

على أي حال ، تتيح لك اليوم بطارية تزن 300 كيلوغرام القيادة لمسافة 220-270 كيلومترًا في الوضع المختلط. ليس بالقليل ، ولكن الرحلات حول بولندا تحتاج بالفعل إلى التخطيط.

> السيارة الكهربائية والسفر مع الأطفال - رينو زوي في بولندا [الانطباعات ، اختبار المدى]

كم يزن محرك الاحتراق الداخلي؟

رينو زوي هي سيارة من الفئة ب ، لذا من الأفضل استخدام محرك من نفس الفئة. ومن الأمثلة الجيدة هنا محركات TSI من فولكس فاجن ، والتي تفاخرت الشركة المصنعة بتصميمها المدمج وخفيف الوزن للغاية. وبالفعل: 1.2 TSI يزن 96 كجم ، 1.4 TSI - 106 كجم (المصدر ، EA211). لذلك ، يمكننا أن نفترض ذلك محرك احتراق داخلي صغير يزن في الواقع حوالي 100 كجم.. هذا أقل بثلاث مرات من البطارية.

هذه ليست سوى بداية الوزن ، لأن هذا الوزن تحتاج إلى إضافة:

• زيوت التشحيم، لأن المحركات تزن دائمًا جافة - بضعة كيلوغرامات ،
• نظام العادملأنه بدونها لا يمكنك التحرك - بضعة كيلوغرامات ،
• المبرد المبردم ، لأن محرك الاحتراق الداخلي يحول دائمًا أكثر من نصف الطاقة من الوقود إلى حرارة - أكثر من عشرة كيلوغرامات ،
• خزان الوقود بالوقود والمضخةلأنه بدونهم لن تذهب السيارة - عدة عشرات من الكيلوجرامات (تسقط أثناء القيادة) ،
• علبة التروس مع القابض والزيتلأن اليوم السيارات الكهربائية فقط لديها ترس واحد - عدة عشرات من الكيلوجرامات.

الأوزان غير دقيقة لأنه ليس من السهل العثور عليها. ومع ذلك ، يمكنك أن ترى ذلك تخترق وحدة طاقة الاحتراق بأكملها بسهولة 200 كجم وتقترب من 250 كجم. الفرق في الوزن بين محرك الاحتراق الداخلي والبطارية في مقارنتنا هو حوالي 60-70 كجم (20-23 بالمائة من وزن البطارية) ، وهذا ليس كثيرًا. نتوقع أن يتم تدميرهم بالكامل في السنوات 2-3 القادمة.

ربما أفضل في المكونات الهجينة؟ ماذا عن شيفروليه فولت / أوبل أمبيرا؟

Volt / Amp هو مثال سيء للغاية وغير مواتٍ لأولئك الذين يعتقدون أنه "من الأفضل أن تحمل معك محرك احتراق داخلي بدلاً من بطارية 300 كجم". لماذا؟ نعم ، يزن محرك الاحتراق الداخلي للسيارة 100 كجم ، لكن ناقل الحركة في الإصدارات الأولى كان يزن 167 كجم ، ومن طراز 2016 - 122 كجم "فقط" (المصدر). يرجع وزنها إلى حقيقة أنها مثال مثير للاهتمام للتكنولوجيا المتقدمة التي تجمع بين عدة أوضاع تشغيل في غلاف واحد ، وتوصيل محرك احتراق داخلي بمحرك كهربائي بطرق مختلفة. نضيف أن معظم علبة التروس ستكون غير ضرورية إذا لم يكن لدى السيارة محرك احتراق داخلي.

بعد إضافة نظام العادم والمبرد السائل وخزان الوقود ، يمكننا الوصول بسهولة إلى 300 كجم. مع ناقل حركة أحدث ، لأننا مع الإرسال القديم سنقفز هذا الحد بعدة عشرات من الكيلوجرامات.

> شيفروليه فولت ينقطع العرض. كما ستختفي شيفروليه كروز وكاديلاك CT6

وخيار الحد الأدنى ، على سبيل المثال BMW i3 REx؟

في الواقع ، تعتبر سيارة BMW i3 REx مثالًا مثيرًا للاهتمام: محرك الاحتراق الداخلي للسيارة يعمل فقط كمولد للطاقة. ليس لديها القدرة المادية على قيادة العجلات ، لذلك لا حاجة هنا لعلبة تروس Volt المعقدة والثقيلة. حجم المحرك 650 متر مكعب.³ ولديه التعيين W20K06U0. ومن المثير للاهتمام أنه يتم إنتاجه من قبل شركة Kymco التايوانية..

يقع محرك الاحتراق الداخلي لسيارة BMW i3 REx على يسار الصندوق مع توصيل كابلات الجهد العالي البرتقالية. خلف الصندوق يوجد كاتم صوت أسطواني. في الجزء السفلي من الصورة ترى بطارية بها خلايا (ج) من BMW.

من الصعب العثور على وزنه على الإنترنت ، ولكن لحسن الحظ ، هناك طريقة أسهل: ما عليك سوى مقارنة وزن BMW i3 REx و i3 ، اللذين يختلفان فقط في مولد طاقة الاحتراق. ماهو الفرق؟ 138 كجم (البيانات الفنية هنا). في هذه الحالة ، يوجد بالفعل زيت في المحرك ووقود في الخزان. هل من الأفضل أن تحمل مثل هذا المحرك ، أو ربما بطارية 138 كيلوغراماً؟ هذه هي المعلومات المهمة:

• في وضع الشحن المستمر للبطارية ، يصدر محرك الاحتراق الداخلي ضوضاء ، لذلك لا يوجد صمت من كهربائي (ولكن فوق 80-90 كم / ساعة لم تعد الاختلافات ملحوظة) ،
• في وضع شحن البطارية الذي تم تفريغه تقريبًا ، تكون طاقة ICE غير كافية للقيادة العادية ؛ السيارة بالكاد تتسارع فوق 60 كم / ساعة ويمكن أن تبطئ عند النزول (!) ،
• بدوره ، يمكن استبدال محرك الاحتراق الذي يبلغ وزنه 138 كجم نظريًا * ببطارية 15-20 كيلو وات في الساعة (19 كيلو وات في الساعة من بطارية رينو زوي الموضحة أعلاه) ، والتي ستكون كافية للقيادة لمسافة 100-130 كم أخرى.

يبلغ مدى سيارة BMW i3 (2019) الكهربائية حوالي 233 كيلومترًا. إذا تم استخدام الكتلة الإضافية لمحرك الاحتراق الداخلي لسيارة BMW i3 REx (2019) ، يمكن للسيارة أن تقطع مسافة 330-360 كيلومترًا بشحنة واحدة.

اختيار البطاريات. تتزايد كثافة الطاقة في الخلايا باستمرار ، ولكن من أجل مواصلة العمل ، يجب أن يكون هناك أشخاص على استعداد لدفع ثمن الخطوات الانتقالية.

> كيف تغيرت كثافة البطارية على مر السنين ، ولم نحرز أي تقدم في هذا المجال؟ [سنجيب]

*) تملأ بطارية BMW i3 هيكل السيارة بالكامل تقريبًا. التقنيات الحديثة لإنتاج الخلايا لا تسمح بملء الفراغ المتبقي من محرك الاحتراق الداخلي ببطارية بسعة 15-20 كيلوواط ساعة ، لأنها غير كافية. ومع ذلك ، يمكن التعامل مع هذه الكتلة الزائدة بشكل أفضل عامًا بعد عام باستخدام خلايا ذات كثافة طاقة أعلى من أي وقت مضى. حدث ذلك في أجيال (2017) و (2019).

صورة المقدمة: Audi A3 e-tron ، هجين مزود بمحرك احتراق داخلي ومحرك كهربائي وبطاريات.

قد يثير هذا اهتمامك: