Перш за все, я розглядатиму лише транспортні засоби (теплові та електричні), незалежно від того, як "енергія" досягла транспортного засобу, будь то від АЗС (не можна забувати, що автомобільне паливо - це не що інше, як форма накопичення хімічної енергії ), або від електричної станції/штекера (що цікаво, батареї також зберігають хімічну енергію). Можливо, дехто з цим не погодиться, але, згідно з багатозначною бібліографією, викопне паливо (як деревина з дерев) є формою накопичення сонячної енергії. Ну, акумулятори - це ще й системи накопичення хімічної енергії. Великі відмінності полягають у тому, що вони є оборотними, а в міру накопичення енергії їх більше неефективний.

перетворення

  • Зворотно, тому що якщо паливний бак закінчиться, вам доведеться залити його на заправній станції новим паливом, тоді як якщо закінчиться акумулятор, доведеться переробити хімічний процес, щоб енергія знову стала доступною (але ми нічого не міняємо в акумуляторі, просто передача енергії).
  • Неефективний, оскільки при однаковому обсязі викопне паливо має більше енергії (на даний момент), а "підзарядка" паливного баку має значно вищу швидкість передачі енергії за раз (також наразі).

Зараз я спробую проаналізувати з енергетичної точки зору типи транспортних засобів, які існують (відповідно до моєї особистої ідеї).

Зміст

Транспортні засоби з тепловими двигунами

Що стосується теплових двигунів, я думаю, що ми всі більш-менш чітко розуміємо, як вони працюють, але відповідно до мого підходу (я сподіваюся, що хтось фахівець у цій галузі не вважатиме це поганим, якщо я помиляюся в якомусь аспекті), він повинен враховувати:

Схематично ці "енергетичні потоки" можна представити, як це видно на наступному зображенні, де я припустив, що всі втрати рівні (звичайно, вони не є), а групування механічних втрат (останні два описані пункти) для спрощення. Я думаю, що на цій ілюстрації цілком очевидно, що якщо ми припустимо, що ефективність згоряння та механічна ефективність становлять 100%, загальна ефективність буде такою, як тепловий цикл, який, на думку виробників, багато не перевищує 50%.

Втрати енергії за допомогою теплової машини

Транспортні засоби з електродвигунами

Що стосується електромобілів, і паралельно до вищезазначеного, аналіз буде таким:

Схему "потоку енергії", подібну до попередньої, можна побачити на наступному малюнку, де, як і в попередньому випадку, я припустив, що всі втрати рівні. Найбільше, що я хотів би виділити на цій ілюстрації, - це заряд енергії при використанні регенеративного гальма. Однак це заряджання сильно варіюється залежно від водія та маршрутів, які ми робимо. Якщо ви вирішите використовувати електромобіль, я вважаю, що для досягнення максимальних показників необхідне повне переосмислення нашого водіння.

Втрати потужності за допомогою електродвигуна

Змішані транспортні засоби - гібриди

Гібридні транспортні засоби мають характеристики, пояснені в двох попередніх моделях, але з тією особливістю, що два двигуни є сітчастими. Я вважаю, що це найважчий тип транспортного засобу для аналізу на основі втрат енергії, тому я збираюся проаналізувати його самостійно; спочатку з тепловим двигуном, потім з електричним і, нарешті, висновки щодо загальної роботи.

Гібридні транспортні засоби, що працюють на тепловому двигуні

  1. Перший момент зберігання палива та отримання гарячої точки схожий на вже передбачений пункт, тому я не буду його обговорювати знову.
  2. Що стосується теплового циклу для перетворення цієї теплової енергії, я повинен підкреслити, що гібридні транспортні засоби зазвичай не використовують типовий цикл Отто для бензинових двигунів (ані цикл Дизеля для омонімічних двигунів), а швидше цикл Аткінсона. Цей цикл "відповідає" за те, що двигуни споживають менше, оскільки він має більш високі показники, ніж цикл Отто, хоча це цикл, призначений для роботи на низьких обертах і в двигунах, яким не "потрібно" занадто багато потужності. Сказавши це, я хотів би наголосити, що бензиновий автомобіль не можна порівняти з гібридом; ні двигуни не однакові, ні призначені для однакової роботи. Якщо пам'ять мене не змушує, у порівнянні бензинових та гібридних автомобілів на трасі гібриди споживають більше (вони не призначені для реагування на ці навантаження).
  3. Щодо перетворення лінійної механічної енергії у обертальну, пояснення таке ж, як і для теплових двигунів, тому, як і в першому пункті цієї частини, я буду посилатися на це пояснення, а не повторювати його.
  4. В цій останній частині механічних характеристик від колінчастого вала до коліс я хотів би пояснити ще одну велику різницю щодо автомобіля з нормальним тепловим двигуном. Вісь обертання гібридних транспортних засобів, крім того, що вона повинна рухати всі механічні деталі, як стандартний тепловий двигун, повинна "тягнути" електродвигун, оскільки (як правило) вона не відокремлена від осі. Це додаткове механічне навантаження змушує механічні втрати бути більшими, ніж у аналізованих теплових двигунах; якою б ідеальною не була передача, завжди є втрати.

Схема живлення схожа на схему живлення для теплових двигунів; Я лише наголошу на ідеї, що механічні втрати більші за той простий факт, що потрібно рухати електродвигун.

Гібридні транспортні засоби, що працюють на електродвигуні

У цьому випадку експлуатація ідентична транспортним засобам з електричним двигуном, поясненим раніше, з єдиною різницею в розділі про механічні втрати. У разі роботи в електричному режимі це відбувається так само, як і в тепловому режимі; електродвигун повинен рухати тепловий двигун, тому механічні втрати вищі.

Гібридні транспортні засоби разом

Незважаючи на окремий аналіз, який я щойно зробив, ми не можемо забути, що гібридні транспортні засоби працюють разом; тепловий двигун та електродвигун "спарені", і той чи інший працює залежно від потреб. На даний момент я думаю, що саме тут стиль водіння найбільше впливає, коли справа доходить до отримання максимуму від гібридного автомобіля. Якщо ми любимо прискорюватися або їздити на високій швидкості, гібридний автомобіль майже завжди буде працювати в тепловому режимі. Якщо, навпаки, ви їдете на низькій швидкості, без різкого прискорення, транспортний засіб працюватиме в електричному режимі.

На додаток до цих режимів роботи, акумулятор невеликий, тому, коли його потрібно зарядити, транспортний засіб буде використовувати частину енергії від теплового двигуна для його підзарядки (використовуючи електродвигун в режимі генератора). Тоді хтось сказав мені, що початком гібридних транспортних засобів не був перехід на електромобілі; метою було зменшення забруднення в містах: низька швидкість та електричний режим у центрі; висока швидкість і тепловий режим в передмісті. Однак я думаю, що ця концепція була спотворена; "Я купую гібрид, тому що він споживає мало", ніхто не пояснює, що це справедливо лише залежно від використання автомобіля.

Змішані транспортні засоби - гібриди, що підключаються

Єдині відмінності між гібридним автомобілем та роз’ємним гібридом полягають у розмірі акумулятора та можливості його зарядки не лише „надлишковою” енергією теплового двигуна (та рекуперативним гальмуванням), а й шляхом його підключення в електромережу. Це причина, чому я не збираюся аналізувати ці транспортні засоби, оскільки вони були проаналізовані в попередньому пункті. Що я скажу, це те, що ці машини здадуться "майже" ідеальними для етапу переходу до електричного автомобіля. Але як не дивно, вони з’являються пізніше, ніж мали б.

Гібриди, що підключаються, мають більшу автономність в електричному режимі, ніж звичайні гібриди, так що вони дозволяють працювати «чистіше», і, якщо потрібно, ми все одно матимемо підтримку теплового двигуна. Однак, мені здається, не врахувати проблему постійного руху обох двигунів (як я вже згадував, говорячи про гібридні транспортні засоби). Втрата енергії, пов’язана з необхідністю постійно їх рухати, є проблемою для загальної ефективності автомобіля; це може бути збільшено, якби тепловий двигун використовувався лише в аварійному випадку.

Змішані транспортні засоби - електричні з розширеним запасом ходу

Проблема, про яку я щойно згадав, говорячи про вставні гібриди, вирішується за допомогою електромобілів розширеного діапазону. У цьому випадку робота автомобіля суто електрична, хоча машина має невеликий тепловий двигун, який виконує роль генератора, коли акумулятор потрібно зарядити.

У цих випадках цього не відбувається, як у гібридів, тепловий двигун від'єднується від електродвигуна. Це дозволяє, що коли необхідно запустити двигун, він працюватиме біля своєї оптимальної точки, оскільки це не залежить від швидкості руху автомобіля на той момент. Особисто я думаю, що такі типи автомобілів є ідеальними для переходу від теплових до електричних транспортних засобів, хоча не можна забувати, що теплові двигуни, які вони несуть, слід використовувати лише в аварійних ситуаціях, тобто заряджаючи акумулятор зарядні пристрої, а не з тепловим двигуном.

Пояснюючи, як це працює, я люблю зазначати, що тепловий двигун не здатний забезпечувати потужність, яку споживає електродвигун (і це не ідея). Я вважаю, що його використання можна розуміти як наявність електричного автомобіля, і що мені все одно, де зарядні пристрої знаходяться у тривалих поїздках; Я маю власний вбудований аварійний генератор. Саме для цього пояснення я зупинив свій вибір на такому транспортному засобі для перехідного етапу. Я згадав, що плагінні гібриди запізнились на ринку, але я думаю, що електричні з розширеною автономністю ідеально підходять для скептиків, які ніколи не досягають автономності акумуляторів.