Общее устройство электромобилей и их преимущества и недостатки в эксплуатации по сравнению с автомобилями ДВС

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Нижегородский государственный педагогический университет им. Козьмы Минина

Факультет Управления и социально- технических сервисов

Кафедра технологии транспортных процессов и систем

Контрольная работа

Тема: “Общее устройство электромобилей и их преимущества и недостатки в эксплуатации по сравнению с автомобилями ДВС”

Выполнил:

студент группы АС-09-1

Железов С.А.

Проверил:

к.т.н. Димов Н.Н.

Нижний Новгород 2013г.

Содержание

Общее устройство электромобилей

Преимущества и недостатки в эксплуатации электромобилей по сравнению с автомобилями с ДВС

Заключение

Общее устройство электромобилей

Современные электромобили - специально рассчитанная на городскую эксплуатацию конструкция с облегчёнными (для компенсации массы БА) ходовой частью и кузовом, особой трансмиссией и удобным для смены БА её расположением. Ток от БА, находящейся, как правило, в 1-2 контейнерах под кузовом электромобиля, идёт к двигателю через систему терристорных блоков управления. электромобиль питание автономный двигатель

При использовании двигателя переменного тока в систему включают его преобразователь. Двигатель ставят либо в блоке с ведущим мостом спереди или сзади, либо спереди - с карданным приводом от него к заднему мосту (рис. 1), либо (2-4 двигателя) в колёсах.

Восстановление запаса энергии производят на большинстве Электромобиль заменой БА с помощью особых тележек. В электромобилях имеются устройства для рекуперации электроэнергии (например, при рекуперативном торможении, езде накатом и на спусках) и для подзарядки БА (без съёма её с Электромобиль) от городской трёхфазной электросети.

Для устранения сложной пускорегулирующей аппаратуры в электромобиле иногда сочетают электродвигатель с автомобильной гидротрансмиссией, которая регулирует тяговое усилие и скорость движения.

Преимущества и недостатки в эксплуатации электромобилей по сравнению с автомобилями с ДВС

Преимущества:

- Отсутствие вредных выхлопов в месте нахождения автомобиля.

- Высокая экологичность ввиду отсутствия применения нефтяных топлив, антифризов, трансмиссионных и моторных масел, а также фильтров для этих жидкостей.

- Простота техобслуживания, большой межсервисный пробег.

- Низкая пожаро- и взрывоопасность при аварии.

- Простота конструкции (простота электродвигателя и трансмиссии; отсутствие необходимости в переключении передач ввиду высокой приспособляемости крутящего момента к изменениям внешней нагрузки, низкой устойчивой частоты вращения вала электродвигателя, возможности реверсирования электродвигателя) и управления, высокая надёжность и долговечность экипажной части (до 20--25 лет) в сравнении с обычным автомобилем.

- Возможность подзарядки от бытовой электрической сети (розетки), но такой способ в 5--10 раз дольше, чем от специального высоковольтного зарядного устройства. На специальных заправках аккумулятор можно зарядить за 20-30 минут, а от розетки - за 10-12 часов.

- Автомобиль с электроприводом -- единственный вариант применения на легковом автотранспорте дешевой (по сравнению с бензином) энергии, вырабатываемой на электростанциях, таких как ТЭС, АЭС, ГЭС и т. п.

- Подзарядка электромобилей может происходить ночью, что убирало бы нагрузку с городских электросетей днем.

- Электродвигатели имеют КПД до 90-95 % по сравнению с 22-42 % у двигателей внутреннего сгорания.

- Меньший шум на улицах за счёт меньшего количества движимых частей и скоростных передач.

- Высокая плавность хода с широким интервалом изменения частоты вращения вала двигателя.

- Возможность подзарядки аккумуляторов во время рекуперативного торможения.

- Возможность торможения самим электродвигателем при помощи электромагнитного тормоза, без использования механических тормозов -- отсутствие трения и соответственно износа тормозов.

- Простая возможность реализации полного привода и торможения путем применения схемы «мотор-колесо», что позволяет, помимо прочего, легко реализовать систему поворота всех четырех колес, вплоть до положения перпендикулярного кузову электромобиля.

Недостатки:

- Аккумуляторы за полтора века эволюции так и не достигли характеристик, позволяющих электромобилю на равных конкурировать с автомобилем по запасу хода и стоимости, несмотря на значительное усовершенствование конструкции. Имеющиеся высокоэнергоёмкие аккумуляторы либо слишком дороги из-за применения драгоценных или дорогостоящих металлов (серебро, литий), либо работают при слишком высоких температурах (рабочая температура натрий-серного аккумулятора -- более 300 °С). Кроме того, такие аккумуляторы отличаются высоким саморазрядом. Одним из перспективных направлений стала разработка никель-металл-гибридных аккумуляторов с оптимальным соотношением энергоёмкости и себестоимости, однако из-за патентных ограничений на NiMH-аккумуляторы на электромобилях вынуждены применять свинцово-кислотные АКБ. Впрочем, энергоёмкость таких АКБ увеличилась за XX век в 4 раза (до 40--45 Вт·ч/кг) и они не требуют обслуживания в течение всего срока службы. Значительно повысить отдачу от аккумуляторов позволило применение электронных систем оперативного контроля за состоянием и зарядкой-разрядкой АКБ. Возможно выходом из этой ситуации будет применение топливных элементов, в частности дешевеющих РЕМ-элементов.

- Аккумуляторы хорошо работают при движении электромобиля на постоянных скоростях и при плавных разгонах. При резких стартах тяговые АКБ теряют много энергии. Для увеличения пробега электромобиля необходимы специальные стартовые системы, например, на конденсаторах, а также применение систем рекуперации энергии (экономия до 25 %).

- Проблемой является производство и утилизация аккумуляторов, которые часто содержат ядовитые компоненты (например, свинец или литий) и кислоты.

- Часть энергии аккумуляторов тратится на охлаждение или обогрев салона автомобиля, а также питание прочих бортовых энергопотребителей (например, свет или воздушный компрессор). Предпринимаются усилия, чтобы решить эту проблему с использованием топливных элементов, ионисторов и фотоэлементов.

- Для массового применения электромобилей требуется создание соответствующей инфраструктуры для подзарядки аккумуляторов («автозарядные» станции).

- При массовом использовании электромобилей в момент их зарядки от бытовой сети возрастают перегрузки электрических сетей «последней мили», что чревато снижением качества энергоснабжения и риском локальных аварий сети.

- Длительное время зарядки аккумуляторов по сравнению с заправкой топливом.

- Малый пробег от одного заряда. Литиевая батарея ёмкостью 24 кВт·ч при средних условиях движения (60-90 км/ч, ближний свет фар (фары на светодиодах), без отопления салона, без кондиционера) позволяет электромобилю проехать около 160 км. Использование кондиционера, отопителя салона, движение с частым разгоном/торможением, движение со скоростью более 90-100 км/ч, загрузка электромобиля пассажирами или грузом уменьшают пробег от одного заряда до 2-х раз (до 80 км).

- Высокая стоимость литиевых батарей, или высокий вес достаточно ёмких свинцовых батарей. Литиевая батарея ёмкостью 24 кВт·ч стоит порядка 6000-9000 $ (даёт около 160 км пробега). Свинцовые батареи весом порядка 400 кг позволяют иметь пробег всего около 80 км, к тому же свинцовые батареи очень не любят глубокого разряда. Использование большего количества свинцовых батарей приводит к перегрузке электромобиля, а использование литиевых батарей большей ёмкости сильно удорожает электромобиль. Другие типы батарей в электромобилях практически не используются.

- Ухудшение характеристик (ёмкости, при заряде и при расходе энергии) батарей на холоде.

- Деградация литиевых и других батарей с возрастом. В лучших моделях литиевых батарей через 5-8 лет остается менее 80 % емкости

Заключение

Основной фактор, сдерживающий массовое производство электромобилей -- малый спрос, обусловленный высокой стоимостью и малым пробегом от одной зарядки. Существует точка зрения, что широкое распространение электромобилей сдерживается дефицитом аккумуляторов и их высокой ценой. Для разрешения этих проблем многие автопроизводители создали совместные предприятия с производителями аккумуляторов. Например, Volkswagen AG создал совместное предприятие с Sanyo Electric, Nissan Motor сNEC Corporation, и т. д.

Размещено на Allbest.ru