Содержание
Электротяга вместо ДВС? Для каких машин это имеет смысл – DW – 30.06.2022
Олдтаймер марки Framo станет электрокаром после тюнинга в ЭрфуртеФото: Gero Rueter/DW
Экономика и бизнесГермания
Геро Рютер | Михаил Бушуев
30 июня 2022 г.
Продажи электроавтомобилей в мире удвоились за год, но могли бы и больше — тормозит высокая цена. А что если поменять старый бензиновый или дизельный двигатель на электрический?
https://p.dw.com/p/4DD0U
Реклама
«Переоборудование дизельных автобусов в электрические не только с технической точки зрения завораживающее дело, но и экономически — это выгодная операция для всех сторон», — уверен Ханс-Георг Херб (Hans-Georg Herb), глава компании Elerra из Эрфурта (это на востоке Германии). Компания Херба специализируется на переоснащении традиционного автотранспорта электрическими двигателями. Вот сейчас очередь в его мастерской дошла до рейсового автобуса, который проездил на дизельном моторе 10 лет.
Старый двигатель уже сняли, осталось встроить новый: заднюю ось и два электромотора — в ступицах колес. «Выглядит просто, но внутри — хайтек», — объясняет Херб.
Новая конструкция занимает меньше места, чем старая, так что для электрических аккумуляторов хватает места. «Сюда можно встроить восемь батарей с энергоемкостью в 200 кВт/час. Такому автобусу этого хватит примерно на 250 километров пути», — считает Херб.
Электробус на базе подержанного автобуса — выгодно
В зависимости от размера аккумулятора переоснащение обходится от 300 до 340 тысяч евро. Дорого, если не учитывать, что новый электроавтобус стоит сегодня вдвое дороже. Херб рассчитывает на то, что получит новые заказы на переоснащение рейсовых автобусов. «В этом году мы еще успеем переоснастить три автобуса», — говорит он. Но план на следующий год — переоснастить 60-70 автобусов электротягой, в сотрудничестве с другими мастерскими — довести это число до 200-300.
Задняя ось электробуса со встроенными в ступицу колеса электромоторами Фото: Gero Rueter/DW
Спрос на электроавтобусы для городского транспорта растет благодаря новым правилам Евросоюза: больше половины новых машин должны быть оснащены электрическими моторами.
Только в Германии закупается более 3000 штук ежегодно и более 15 000 — в целом в ЕС. Промышленные производители столько предоставить пока не могут. В то же время для транспортных предприятий рейсовые электроавтобусы — это выгодная альтернатива традиционным, так как электробусы меньше нуждаются в ремонте, и в сравнении с дизельными обходятся дешевле в эксплуатации — в зависимости от конфигурации до 60 процентов.
Такое переоснащение станет международным трендом, ожидает Херб: цены на аккумуляторные батареи падают, массовое производство позволяет снизить и цены на компоненты к электрическим моторам, встроенным в ступицу колеса. Вскоре стоимость переоснащения можно будет снизить практически вполовину. «Я могу себе представить, что практически половина работающих сегодня автобусов будет переоснащена. Если мы хотим добиться декарбонизации, то без такого переоснащения нам этой цели не добиться», — считает глава Elerra.
Легковушки? «Только в качестве хобби»
В принципе, любой бензиновый или дизельный автомобиль можно сделать электрокаром: снять мотор внутреннего сгорания, поставить электромотор и аккумуляторные батареи, а также поменять электронику.
Тот же Ханс-Георг Херб впервые попробовал такое переоснащение в 2014 году на знаменитом Porsche 911. И только потом принялся за олдтаймеры, грузовой и пассажирский транспорт.
«Ягуар» 1993 года получит электротягу. «Это скорее хобби», — говорит автомеханик ХербФото: Gero Rueter/DW
Но цена переоснащения олдтаймера под силу не каждому: около 60 тысяч евро обойдется такая работу владельцу лимузина «Ягуар» 1993 года выпуска. «Клиент попросил электризовать этот автомобиль. Я использовал в этом случае старые модули компании Tesla», — объясняет свою работу Херб. Для понимания того, как складывается такой счет, он объясняет: мотор и аккумулятор обходятся для олдтаймеров в сумму не менее 10 тысяч евро, само переоснащение занимает более 100 часов работы автомеханика, это самая большая статья расходов.
Чисто экономически такое переоснащение смысла не имеет, говорит Херб. «Подобные автомобили, как правило, используются редко, так что расходы на обслуживание роли не играют.
Такое переоснащение — это скорее хобби», — считает автомеханик. Тем не менее запросы от частных клиентов не прекращают поступать к нему, и он, по собственным словам, устает повторять одно и то же. «Ну вот, например, звонит человек и спрашивает, можно ли переоснастить VW Polo. Я отвечаю: «Если ты купишь VW E-Up (мини-электрокар. — Ред.), то это окажется и дешевле, и, возможно, лучше, чем наш итоговый результат. Нет смысла переоснащать VW Polo, я это вынужден объяснять очень многим людям», — резюмировал Херб.
Коммерческий транспорт — еще одна ниша
Помимо электробуса, в мастерской Херба стоят три новых грузовых автомобиля — небольшой грузовик Fuso производства Daimler и Mitsubishi. Электрических версий этих грузовых машин производители пока не предлагают, так что их переоснащают тоже в полноприводные электрогрузовики, с новым софтом для автомобильной электроники, которая должна обеспечить эффективную работу нового двигателя и аккумуляторов. «Этот транспорт хорошо годится для работы в зимних условиях, поэтому мы сделаем небольшую серию таких автомобилей для городских условий», — объясняет задачи Херб.
Ханс-Георг Херб и его мастерская — далеко не единственная в ЕС, которая предлагает такое переоснащение. Их клиенты — это небольшие европейские муниципалитеты, которые в стремлении добиться снижения вредных выбросов ищут варианты отказа от автомобилей с двигателями внутреннего сгорания, а также службы доставки, которые стремятся переоборудовать свой транспорт.
Смотрите также:
Что говорят поклонники и критики Илона Маска
To view this video please enable JavaScript, and consider upgrading to a web browser that supports HTML5 video
Написать в редакцию
Реклама
Пропустить раздел Еще по теме
Еще по теме
Пропустить раздел Топ-тема
1 стр. из 3
Пропустить раздел Другие публикации DW
На главную страницу
Cамый мощный автомобиль в мире.
Самый мощный двигатель.
Cамый мощный автомобиль в мире. Самый мощный двигатель.
Scroll
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
с. 
с. 
с. 
с. 
с. 
с. 
с. 
с. 
с. 
с. 
с. 
с. Стоит ли переделывать обычные автомобили в электрические? – DW – 24.
10.2022
Босс Elerra Ханс-Георг Херб со старинным автомобилем с электродвигателем Изображение: Gero Rueter/DW
Nature and EnvironmentGermany
Gero Rueter
2/100211 100211 100211 100211 24 октября 2022 г.
Электромобили становятся все более популярными, но покупать их новыми дорого. Стоит ли превращать свой автомобиль с двигателем внутреннего сгорания в электрический? И как это работает для старинных автомобилей, грузовиков и автобусов?
https://p.dw.com/p/4I0pg
Реклама
В мастерской в городе Эрфурт на востоке Германии у 10-летнего автобуса сняли дизельный двигатель для подготовки к ремонту. Ожидается установка нового электродвигателя.
«Это выглядит просто, но очень высокотехнологично», – говорит Ханс-Георг Херб, глава местной фирмы Elerra, которая специализируется на переделке обычных автомобилей в электрические.
В бывшем моторном отсеке теперь достаточно места для батарей.
«Мы можем установить восемь аккумуляторных блоков емкостью примерно 200 киловатт-часов, что достаточно для того, чтобы автобус проехал около 250 километров (155 миль)».
Херб говорит, что преобразование дизельных автобусов в электрические не только увлекательно с технической точки зрения, он также считает, что это имеет экономический смысл.
В зависимости от аккумулятора, переоборудование обычного автобуса в электрический стоит от 300 000 евро (296 000 долларов США) до 340 000 евро, что примерно вдвое меньше стоимости нового автобуса.
«В этом году мы хотим построить еще три автобуса», – говорит он, добавляя, что к 2023 году их должно быть около 70.
Электродвигатели автобуса встроены в ось заднего колеса Изображение: Gero Rueter/DW
Больше электробусов на дорогах
Директива ЕС об экологически чистых транспортных средствах повышает спрос на автобусы с батарейным питанием в городском транспорте. По некоторым оценкам, в ближайшие годы около 15 000 автобусов в ЕС и 3 000 в Германии должны будут питаться от электричества.
И крупные производители изо всех сил стараются не отставать от спроса.
Электробусы могут помочь транспортным компаниям сэкономить деньги, поскольку они требуют меньшего обслуживания. Вождение на электричестве также до 60% дешевле, чем на бензине.
Снижение цен на аккумуляторы и увеличение массового производства компонентов сделали переход автомобилей с бензиновым двигателем на электрические более привлекательным.
«Я могу себе представить, что более половины автобусов, которые ездят в настоящее время, когда-нибудь будут переоборудованы, — говорит Херб. «Если мы хотим управлять декарбонизацией, мы не сможем сделать это без такого преобразования».
Стоит ли переделывать и автомобили?
Замена двигателей внутреннего сгорания на электродвигатели технически возможна для всех автомобилей. Требуется демонтировать старый двигатель и коробку передач, чтобы освободить место для электрического двигателя и аккумуляторов. Инженерам приходится разрабатывать специальные электрические системы рулевого управления для каждого автомобиля.
Этот винтажный Jaguar 1993 года скоро будет оснащен электродвигателем и батареями Изображение: Геро Рутер/DW11 еще в 2014 году. Он поймал ошибку и начал превращать даже старые автомобили в электромобили, прежде чем перейти на автобусы.
Переделка старинного автомобиля стоит около 60 000 евро, говорит Херб и указывает на черный лимузин Jaguar Daimler 1993 года выпуска.
Сборочные комплекты для установки электронных двигателей и аккумуляторов для старинных автомобилей стоят не менее 10 000 евро и требуют более 100 часов труда. Технически подкованные, которые хотят взяться за проект самостоятельно, могут сэкономить много денег и заплатить таким компаниям, как Elerra, просто за то, что они посоветуют их .
Но Херб говорит, что переделка классических автомобилей невыгодна с экономической точки зрения.
«Старинные автомобили обычно редко ездят, поэтому эксплуатационные расходы не имеют большого значения. Их переделка больше похожа на хобби.»
И у него похожее отношение к маленьким обычным машинам.
Херб говорит, что ему регулярно приходится советовать клиентам, что покупка чего-то вроде электромобиля Volkswagen e-Up будет дешевле и лучше, чем переделка существующего VW Polo.
«На самом деле нет смысла переоборудовать VW Polo, и мне приходится часто подчеркивать этот момент.»
Все больше и больше городов выводят на дороги электронные автобусы, и производители не успевают за ними Изображение: Marcus Brandt/dpa/picture Alliance
Преобразование автомобилей для города
Наряду с автобусами ждут три новых грузовика переделан в мастерской Херба. Один из них — мини-грузовик Mitsubishi Fuso, который пока доступен только с обычным двигателем внутреннего сгорания.
Команда Херба переводит автомобили на полноприводные электромобили. Каждый будет оснащен батареями и специально разработанным программным обеспечением.
«Эти автомобили действительно хороши для вождения зимой, поэтому мы работаем над небольшой серией полноприводных автомобилей с электроприводом для города», — говорит Херб.
Это не единственная мастерская в Германии или Европе, переоснащающая обычные автомобили электронными двигателями. Поскольку европейские города работают над снижением загрязнения воздуха и шума, а также следуют новым правилам ЕС по защите климата, предстоит проделать еще много работы.
Даже компании по доставке, такие как UPS, все чаще переоборудуют обычные транспортные средства в электрические.
Эта статья изначально была опубликована на немецком языке.
Вековой рост электромобилей
Чтобы просмотреть это видео, включите JavaScript и рассмотрите возможность перехода на веб-браузер, поддерживающий видео HTML5
Реклама
Пропустить следующий раздел Узнать больше истории
Пропустить следующий раздел Связанные темы
Связанные темы
Окружающая средаПропустить следующий раздел Главные новости DW
Страница 1 из 3
Перейти к следующему разделу Другие новости от DW
Перейти на домашнюю страницу
Как работает электродвигатель в автомобиле
Трехфазный четырехполюсный асинхронный двигатель состоит из двух основных частей: статора и ротора.
Статор состоит из трех частей: сердечника статора, токопроводящего провода и каркаса. Сердечник статора представляет собой группу стальных колец, изолированных друг от друга, а затем склеенных между собой.
Внутри этих колец есть прорези, вокруг которых наматывается токопроводящий провод, образуя катушки статора. Проще говоря, в трехфазном асинхронном двигателе есть три разных типа проводов. Вы можете назвать эти типы проводов Фаза 1, Фаза 2 и Фаза 3.
Провода каждого типа наматываются на пазы на противоположных сторонах внутренней части сердечника статора. Как только токопроводящий провод находится внутри сердечника статора, сердечник помещается в раму.
Как работает электродвигатель?
Из-за сложности темы ниже приводится упрощенное объяснение того, как четырехполюсный трехфазный асинхронный двигатель переменного тока работает в автомобиле. Он начинается с аккумулятора в автомобиле, который подключен к двигателю. Электроэнергия подается на статор через автомобильный аккумулятор.
Катушки внутри статора (сделанные из проводящего провода) расположены на противоположных сторонах сердечника статора и действуют как магниты. Поэтому, когда электрическая энергия от автомобильного аккумулятора подается на двигатель, катушки создают вращающиеся магнитные поля, которые тянут за собой проводящие стержни снаружи ротора. Вращающийся ротор создает механическую энергию, необходимую для вращения шестерен автомобиля, которые, в свою очередь, приводят во вращение шины. Теперь в типичном автомобиле, т. е. неэлектрическом, есть и двигатель, и генератор. Аккумулятор питает двигатель, который питает шестерни и колеса. Вращение колес — это то, что затем приводит в действие генератор в автомобиле, а генератор заряжает аккумулятор. Вот почему вам советуют некоторое время ездить на машине после прыжка: аккумулятор необходимо перезарядить, чтобы он функционировал должным образом. В электромобиле нет генератора.
Так как тогда заряжается батарея? Хотя отдельного генератора переменного тока нет, двигатель в электромобиле действует как двигатель и генератор переменного тока.
Рис. 1. Термин «переменный ток» определяет тип электричества, характеризующийся напряжением и током, которые изменяются во времени.
Это связано с переменным характером сигнала переменного тока, который позволяет легко повышать или понижать напряжение до различных значений. Это одна из причин, по которой электромобили настолько уникальны.
Как упоминалось выше, аккумулятор запускает двигатель, который подает энергию на шестерни, вращающие колеса. Этот процесс происходит, когда ваша нога находится на педали акселератора — ротор притягивается вращающимся магнитным полем, что требует большего крутящего момента. Но что происходит, когда вы отпускаете акселератор? Когда ваша нога отпускает педаль акселератора, вращающееся магнитное поле останавливается, и ротор начинает вращаться быстрее (в отличие от магнитного поля). Когда ротор вращается быстрее, чем вращающееся магнитное поле в статоре, это действие перезаряжает батарею, действующую как генератор переменного тока.
Переменный ток и постоянный ток
Концептуальные различия этих двух типов тока должны быть очевидны; в то время как один ток (постоянный) постоянен, другой (переменный) более прерывистый.
Однако все немного сложнее, чем простое объяснение, поэтому давайте разберем эти два термина более подробно.
Постоянный ток (DC)
Непрерывный ток относится к постоянному и однонаправленному электрическому потоку. Кроме того, напряжение сохраняет полярность во времени. Фактически, на батареях четко обозначены положительные и отрицательные полюса. Они используют постоянную разность потенциалов для создания тока всегда в одном и том же направлении. В дополнение к батареям, топливным элементам и солнечным батареям, скольжение между конкретными материалами также может производить постоянный ток.
Переменный ток (AC)
Термин «переменный ток» определяет тип электричества, характеризующийся напряжением (представьте себе давление воды в шланге) и током (представьте скорость потока воды через шланг), которые изменяются во времени ( рисунок 1). Когда напряжение и ток сигнала переменного тока изменяются, они чаще всего следуют синусоидальной форме.
Из-за того, что форма волны представляет собой синусоидальную волну, напряжение и ток чередуются между положительной и отрицательной полярностью при просмотре с течением времени. Синусоидальная форма сигналов переменного тока обусловлена тем, как генерируется электричество.
Другой термин, который вы можете услышать при обсуждении переменного тока, — это частота. Частота сигнала — это количество полных волновых циклов, совершенных за одну секунду времени. Частота измеряется в герцах (Гц), а в Соединенных Штатах стандартная частота электросети составляет 60 Гц. Это означает, что сигнал переменного тока колеблется со скоростью 60 полных возвратно-поступательных циклов каждую секунду.
Почему это важно?
Электричество переменного тока — лучший способ передачи полезной энергии от источника генерации (например, плотины или ветряной мельницы) на большие расстояния.
Рис. 2. Многофазная система использует несколько напряжений для сдвига фаз отдельно друг от друга, чтобы преднамеренно выйти из строя.
Это связано с переменным характером сигнала переменного тока, который позволяет легко повышать или понижать напряжение до различных значений. распределительный трансформатор, который подает электроэнергию в район (эти цилиндрические серые коробки, которые вы видите на опорах линий электропередач), может иметь напряжение до 66 кВА (66 000 вольт переменного тока).
Энергия переменного тока позволяет нам создавать генераторы, двигатели и системы распределения электроэнергии, которые намного более эффективны, чем постоянный ток, поэтому переменный ток является наиболее популярным источником энергии для питания приложений.
Как работает трехфазный четырехполюсный асинхронный двигатель?
Большинство крупных промышленных двигателей — это асинхронные двигатели, которые используются для питания дизельных поездов, посудомоечных машин, вентиляторов и многих других устройств. Однако что именно означает «асинхронный двигатель»?
С технической точки зрения это означает, что обмотки статора индуцируют ток, протекающий по проводникам ротора.
С точки зрения непрофессионала, это означает, что двигатель запускается, потому что электричество индуцируется в ротор магнитными токами, а не прямым подключением к электричеству, как в других двигателях, таких как коллекторный двигатель постоянного тока.
Что означает полифаза? Всякий раз, когда у вас есть статор, содержащий несколько уникальных обмоток на полюс двигателя, вы имеете дело с многофазностью (рис. 2).
Чаще всего предполагается, что многофазный двигатель состоит из трех фаз, но есть двигатели, использующие две фазы. А многофазная система использует несколько напряжений для сдвига фаз отдельно от каждого, чтобы намеренно выйти из строя.
Рис. 3. Три фазы относятся к токам электрической энергии, которые подаются на статор через автомобильный аккумулятор.
Что означает трехфазный ? Основываясь на основных принципах Николы Теслы, определенных в его многофазном асинхронном двигателе, представленном в 1883 году, «три фазы» относятся к токам электрической энергии, которые подаются на статор через аккумулятор автомобиля (рис.
3).
Эта энергия приводит к тому, что катушки проводящего провода начинают вести себя как электромагниты. Простой способ понять три фазы — рассмотреть три цилиндра в форме буквы Y, использующие энергию, направленную к центральной точке, для выработки энергии. По мере создания энергии ток течет в пары катушек внутри двигателя таким образом, что он естественным образом создает северный и южный полюс внутри катушек, позволяя им действовать как противоположные стороны магнита.
Лучшие электромобили
По мере того, как эта технология продолжает развиваться, производительность электромобилей начинает быстро догонять и даже превосходить их бензиновые аналоги. Хотя до электромобилей еще далеко, скачки, которые сделали такие компании, как Tesla и Toyota, вселили надежду на то, что будущее транспорта больше не будет зависеть от ископаемого топлива. На данный момент мы все знаем об успехе, который Tesla добилась в этой области, выпустив седан Tesla Model S, который способен проезжать до 288 миль, развивать скорость до 155 миль в час и имеет крутящий момент 687 фунт-футов.
Однако есть десятки других компаний, которые добились значительного прогресса в этой области, например, Ford Fusion Hybrid, Toyota Prius и Camry-Hybrid, Mitsubishi iMiEV, Ford Focus, BMW i3, Chevy Spark и Mercedes B-Class Electric. (рис. 4).
Электромобили и окружающая среда
Электрические двигатели воздействуют на окружающую среду как напрямую , так и косвенно на микро- и макроуровне. Это зависит от того, как вы хотите воспринимать ситуацию и сколько энергии вы хотите. С индивидуальной точки зрения, электромобилям не требуется бензин для работы, что приводит к тому, что автомобили без выбросов заполняют наши дороги и города. Хотя это создает новую проблему, связанную с дополнительным бременем производства электроэнергии, это снижает нагрузку на миллионы автомобилей, густонаселяющих города и пригороды и выделяющих в воздух токсины (рис. 5).
Примечание. Значения MPG (миль на галлон), указанные для каждого региона, представляют собой комбинированный рейтинг экономии топлива в городе/шоссе для бензинового автомобиля, который будет иметь глобальное потепление, эквивалентное вождению электромобиля.
Региональные рейтинги выбросов глобального потепления основаны на данных электростанций за 2012 год из базы данных EPA eGrid 2015. Сравнения включают выбросы при производстве бензина и электроэнергии. Средний расход в 58 миль на галлон в США — это средневзвешенное значение продаж, основанное на том, где электромобили были проданы в 2014 году. С крупномасштабной точки зрения рост электромобилей дает несколько преимуществ.
Рис. 5. Значения расхода топлива в милях на галлон для каждого региона страны представляют собой комбинированный рейтинг экономии топлива по городу/трассе для бензинового автомобиля, который в условиях глобального потепления был бы эквивалентен вождению электромобиля.
Во-первых, снижается шумовое загрязнение, так как шум, издаваемый электрическим двигателем, намного тише, чем шум бензинового двигателя. Кроме того, поскольку электрические двигатели не требуют того же типа смазочных материалов и обслуживания, что и газовые двигатели, количество химикатов и масел, используемых в автосервисах, будет сокращено из-за меньшего количества автомобилей, нуждающихся в проверках.