Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Эта статья про автомобиль. Для устройств, расширяющих беспроводные сети, см. Беспроводной повторитель .
"EREV" перенаправляется сюда. О романе Эли Шехтмана см. Ерев .
Электромобиль с внешним расширителем запаса хода или прицеп-генератор .

Расширитель диапазона представляет собой топливный основе вспомогательной силовой установки (ВСУ) , который расширяет радиус действия электрического транспортного средства батареи путем приведения в действие электрический генератор , который заряжает батарею транспортного средства. Такое расположение известно как серийная гибридная трансмиссия. Наиболее часто используемые расширители диапазона - это двигатели внутреннего сгорания , но можно использовать топливные элементы или другие типы двигателей. [1]

Транспортные средства с увеличенным запасом хода также упоминаются Советом по воздушным ресурсам Калифорнии (CARB) как электромобили с увеличенным запасом хода ( EREV ), электромобили с увеличенным запасом хода ( REEV ) и электромобиль с увеличенным запасом хода ( BEVx ). [2]

Многие автомобили с расширителем запаса хода, включая Chevrolet Volt и BMW i3 , могут заряжать свои батареи как от сети, так и от расширителя диапазона, и поэтому являются разновидностью подключаемого гибридного электромобиля (PHEV). [3] [4]

Мотивация [ править ]

Ключевой функцией расширителя диапазона является увеличение дальности действия автомобиля. Автономность по дальности действия - одно из основных препятствий на пути коммерческого успеха электромобилей, а увеличение дальности действия транспортного средства при разряде батареи помогает уменьшить беспокойство по поводу дальности полета . [5]

Конструкция транспортного средства с увеличенным запасом хода также может снизить потребление топлива с расширенным запасом хода (например, бензина) за счет использования основного топлива (например, энергии аккумулятора), при этом сохраняя запас хода автомобиля с одним топливом, питаемого от топлива с расширенным запасом хода, такого как как бензин. Топливо с увеличенным запасом хода обычно считается менее экологически и экономически безопасным в использовании, чем основной источник топлива, поэтому система управления транспортным средством отдает предпочтение использованию основного топлива, если оно доступно. Однако из-за ограничений дальности действия для основного источника топлива топливо для увеличения дальности позволяет транспортному средству получить многие из затрат и экологических преимуществ основного топлива, сохраняя при этом полный диапазон движения источника топлива для увеличения дальности. [6]При этом выгоды (стоимость, выбросы углерода), получаемые от использования транспортного средства с расширителем диапазона, в конечном итоге зависят от того, как автомобиль управляется, и, в частности, от того, как часто используется расширитель диапазона. [7]

Например, такие автомобили, как Chevrolet Volt и BMW i3 с дополнительным расширителем запаса хода, оснащены достаточно большими батареями, чтобы проехать 50-100 миль (80-160 км), чего достаточно для многих поездок, но недостаточно для проезда на большие расстояния. . Таким образом, водитель может использовать аккумуляторную батарею для поездок на работу и повседневной езды, но все же сможет ехать из Нью-Йорка в Бостон (~ 200 миль, 320 км) с помощью вспомогательного бензинового двигателя внутреннего сгорания, не останавливаясь часто для зарядки аккумулятора. (что может занять несколько часов). Таким образом, владелец транспортного средства получает преимущества от использования более дешевой и менее углеродоемкой электроэнергии для большей части вождения, сохраняя при этом возможность совершать более длительные поездки на одном и том же транспортном средстве.

Когда расширитель запаса хода использует обычное топливо, он может заправляться на обычных заправочных станциях , что обеспечивает им запас хода, аналогичный обычным автомобилям. [8] [9] [10]

Поскольку REEV приводится в движение только электродвигателем, он может избавить от веса и стоимости, связанных с системой трансмиссии коробки передач , обычно используемой в автомобилях с двигателями внутреннего сгорания. Кроме того, поскольку расширителю диапазона нет необходимости увеличивать или уменьшать выходную мощность в соответствии с потребностями в мощности транспортного средства (эта задача решается с помощью электродвигателя), расширитель диапазона может быть рассчитан таким образом, чтобы удовлетворить требования средней мощности транспортного средства, а не его пиковую мощность. потребляемая мощность (например, при ускорении). Расширитель диапазона также может работать намного ближе к своей наиболее эффективной скорости вращения . Эти конструктивные особенности позволяют REEV относительно эффективно преобразовывать энергию ископаемого топлива в электроэнергию и движение транспортного средства.

Поколения [ править ]

  • Расширители диапазона первого поколения - это стандартные двигатели внутреннего сгорания .
  • Второе поколение состоит из поршневых двигателей новой конструкции с нуля для достаточно постоянной нагрузки в серийных гибридах. К ним относятся двигатели Ванкеля , роторные двигатели внутреннего сгорания и двигатели со свободным поршнем .
  • Третье поколение - это микротурбины и топливные элементы , работающие при постоянной нагрузке. [11]

Регулирование CARB [ править ]

Согласно поправкам 2012 г. к Правилам о транспортных средствах с нулевым уровнем выбросов, принятым в марте 2012 г. Калифорнийским советом по воздушным ресурсам (CARB), электромобиль с увеличенным запасом хода, обозначенный как BEVx, должен соответствовать, среди прочего, следующим критериям: [2 ]

  • Автомобиль должен иметь номинальный запас хода при полностью электрическом режиме не менее 120 км (75 миль). Это больше, чем 80 км (50 миль), требуемых для автомобиля с нулевым уровнем выбросов ;
  • Вспомогательная силовая установка (ВСУ) должны обеспечивать диапазон меньше или равно диапазону от батареи;
  • APU не должен включаться до тех пор, пока не разрядится аккумулятор ;
  • Автомобиль должен соответствовать требованиям к автомобилям со сверхнизким уровнем выбросов (SULEV); а также
  • ВСУ и все связанные с ней топливные системы должны соответствовать требованиям нулевого выброса паров топлива .

Приложения [ править ]

Расширители диапазона обычно используются в морских ( автономных подводных транспортных средствах ), самолетах, генераторах / коммунальных предприятиях, автомобилях [12] и гибридных электромобилях . [13]

Автомобильная промышленность [ править ]

Chevrolet Volt [ править ]

Chevrolet Volt является серия гибрида отнесено General Motors , как «электрический автомобиль с расширенным диапазоном.»

General Motors описывает Chevrolet Volt как электромобиль, оснащенный батареей емкостью 16 кВтч, а также бензиновым двигателем внутреннего сгорания (ДВС) с увеличенным запасом хода в качестве генераторной установки, и поэтому назвал Volt «электромобилем с увеличенным запасом хода » или E-REV. [3] [4] [14] В интервью в январе 2011 года главный инженер Chevy Volt Памела Флетчер назвала Volt «электромобилем с увеличенным запасом хода». [15] Volt работает как чисто электрический автомобиль на первых 40–80 км (от 25 до 50 миль) при истощении заряда.режим. Когда емкость аккумулятора падает ниже предварительно установленного порога после полной зарядки, автомобиль переходит в режим поддержания заряда, и система управления Volt выбирает наиболее оптимально эффективный режим движения для повышения производительности и повышения эффективности на высоких скоростях. [3] [16] [17]

Согласно подсчету миль, пройденных General Motors в режиме реального времени владельцами Volt в Северной Америке, к середине июня 2014 года они накопили более 800 миллионов км (500 миллионов миль) на полностью электрических автомобилях. GM также сообщила, что владельцы Volt ездят более 63% в полностью электрическом режиме. Владельцы Volt, которые заряжают регулярно, обычно проезжают более 1560 км (970 миль) между заправками и посещают заправочную станцию ​​реже одного раза в месяц. [18] В аналогичном отчете, выпущенном GM в августе 2016 года, сообщается, что владельцы Volt накопили почти 2,4 миллиарда км (1,5 миллиарда миль), проехав в режиме электромобиля, что составляет 60% от их общего количества пройденных миль. [19]

BMW i3 [ править ]

Для BMW i3 доступен дополнительный расширитель запаса хода , который позволяет квалифицировать автомобиль как электромобиль с увеличенным запасом хода (BEVx) в соответствии с правилами Калифорнийского совета по воздушным ресурсам .

Полностью электрический автомобиль BMW i3 с аккумулятором емкостью не менее 22 кВт / ч предлагает опциональный бензиновый расширитель запаса хода APU . [20] В качестве расширителя запаса хода используется тот же двухцилиндровый бензиновый двигатель объемом 647 куб. См, который используется в скутере BMW C650 GT, с топливным баком на 9 л (2,0 имп. Галлона; 2,4 галлона США). Первоначально у американской модели бак был ограничен электроникой до меньшего объема - 7 литров. [21] Расширитель диапазона срабатывает, когда уровень заряда батареи падает до 6%. Он вырабатывает электроэнергию, чтобы расширить диапазон от 130–160 км (80–100 миль) до 240–300 км (150–190 миль) [22] [23]Производительность в режиме расширения диапазона может быть более ограничена, чем при работе от батареи, поскольку BMW разработала расширитель диапазона в качестве резервного, позволяющего добраться до места подзарядки. [24]

По данным BMW, в начале выпуска i3 использование расширителя запаса хода было намного больше, чем ожидал автопроизводитель, более 60%. Со временем он значительно уменьшился, некоторые люди почти никогда его не использовали, и к 2016 году он будет регулярно использоваться менее чем в 5% i3s. [25]

Опция расширителя диапазона стоит дополнительно 3850 долларов США в США [26] , дополнительно 4710 евро (~ 6300 долларов США ) во Франции [27] и 4490 евро (~ 6000 долларов США ) в Нидерландах. [28]

Опция расширителя диапазона BMW i3 была разработана в соответствии с требованиями CARB для вспомогательной силовой установки (APU) под названием REx. Согласно правилам CARB, принятым в марте 2012 года, BMW i3 2014 года с установленным блоком REx станет первым автомобилем, который квалифицируется как электромобиль с увеличенным запасом хода или BEVx. CARB описывает этот тип электромобиля как «аккумуляторно-электромобиль с относительно большим запасом хода (BEV), к которому добавлен APU». APU, который поддерживает заряд батареи примерно на 6% после того, как батарея разряжена при нормальном использовании, строго ограничен в дополнительном диапазоне, который он может обеспечить. [2] [29]

Другие примеры [ править ]

Снятый с производства Fisker Karma был электромобилем с увеличенным запасом хода.

Другие электромобили с увеличенным запасом хода включают снятый с производства Cadillac ELR и снятый с производства Fisker Karma . [30] [31] [32] В июне 2016 года компания Nissan объявила, что представит в Японии компактный автомобиль с расширителем запаса хода до марта 2017 года. В серийных подключаемых гибридных моделях будет использоваться новая гибридная система, получившая название e-Power, которая дебютировала с концептуальный кроссовер Nissan Gripz, представленный на Франкфуртском автосалоне 2015 года . [33] Технология без возможности подключения была развернута в Nissan Note e-Power и Nissan Kicks e-Power .

LEVC TX Лондон такси было запущенно в 2017 году и имеет 33 кВт - ч аккумулятор , который заряжается с помощью 1,5-литрового бензинового двигателя. [34]

Lixiang Один большой внедорожник , который сочетает в себе 41-кВт - ч батарею с небольшим 1,2-литровым бензиновым двигателем. [35] [36]

Этот подход также использовался для тяжелых транспортных средств, таких как автобусы Wrightbus Gemini 2 [37] и New Routemaster [38] .

Беспилотные летательные аппараты [ править ]

Программа Wolverine 3 2010 года включала расширитель диапазона ICE для беспилотного летательного аппарата . [39]

Трансмиссия [ править ]

Схематическая классификация альтернативных силовых агрегатов

Электромобиль с увеличенным запасом хода использует серийную гибридную трансмиссию.

См. Также [ править ]

  • Генераторный прицеп
  • Трансмиссия гибридного автомобиля
  • Микротурбины

Ссылки [ править ]

  1. ^ Харроп, Питер (2015-03-13). «Расширители запаса хода для гибридных автомобилей: прощай, поршни» . IDTechEx . Проверено 18 мая 2015 .
  2. ^ a b c Джон Фёлькер (2013-10-23). «Электромобиль BMW i3 2014: почему Калифорния устанавливает требования к диапазону, ограничения двигателя» . Отчеты о зеленых автомобилях . Проверено 19 января 2014 .
  3. ^ a b c Мэтт, Роланд; Эберле, Ульрих (01.01.2014). «Система Voltec - накопление энергии и электрическая тяга» . Проверено 4 мая 2014 .
  4. ^ a b «Chevrolet Volt выезжает на дорогу, опережая график» . Нью-Йорк Таймс . 2009-06-25 . Проверено 19 января 2014 .
  5. ^ Фортиш, Питер; Хлонд, Бастиан; Вайс, Кристина; Маллиг, Николай (июнь 2015 г.). «Электромобили с расширителем запаса хода как подходящая технология (ЕВРЕСТ)» . Karlsruher Institut für Technologie . Проверено 18 мая 2015 .
  6. ^ Брэдли, Томас; Фрэнк, Эндрю. «Дизайн, демонстрация и оценка воздействия на экологичность подключаемых гибридных электромобилей» (PDF) .
  7. ^ Брэдли, Томас; Куинн, Кейси. «Анализ факторов полезности подключаемых гибридных электромобилей» (PDF) .
  8. ^ Майкл Грэм Ричард (2009-10-14). «Может ли беспокойство по поводу дальности подорвать перспективы появления электромобилей?» . Зеленая планета Дискавери. Архивировано из оригинала на 2013-12-03 . Проверено 14 марта 2010 .
  9. ^ «Подключаемый гибридный электромобиль (PHEV)» . Центр энергетики и глобальной окружающей среды, Технологический институт Вирджинии . Архивировано из оригинала на 2011-07-20 . Проверено 29 декабря 2010 .
  10. ^ "Что такое гибридный автомобиль?" . HybridCars.com . Проверено 29 декабря 2010 .
  11. ^ Расширители диапазона для электромобилей Land, Water и Air 2012-2022
  12. ^ Электромобиль и расширитель запаса хода
  13. ^ Идеальный расширитель диапазона
  14. ^ Джонатан Остинг (2010-10-12). «Является ли Chevrolet Volt настоящим электромобилем? General Motors защищает этикетку электромобиля» . MLive.com . Проверено 2 июня 2010 .
  15. ^ Кучмент, Анна (январь 2011). «Практически зеленый: вопросы и ответы с главным инженером Chevy Volt» . Scientific American . 304 (1). Природа Америки. п. 25. ISSN 0036-8733 . Проверено 27 марта 2011 . 
  16. ^ Норман Майерсон (2010-10-15). «Сортировка мифа от факта, поскольку дебют Вольт» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 17 октября 2010 .
  17. ^ Фрэнк Маркус (2010-10-10). «Открутите Chevy Volt, чтобы увидеть, как он тикает» . Motor Trend . Проверено 11 октября 2010 .
  18. ^ «Владельцы Chevrolet Volt преодолевают полмиллиарда электрических миль» (пресс-релиз). США: General Motors. 2014-06-17 . Проверено 2 июля 2014 .
  19. ^ Кобб, Джефф (2016-08-01). «В США продан 100-тысячный Chevy Volt» . HybridCars.com . Проверено 9 августа 2016 .
  20. ^ Viknesh Vijayenthiran (2010-07-20). «Первый крупный выход автомобиля BMW Megacity на Олимпийские игры 2012 года в Лондоне» . Авторитет . Проверено 23 июля 2010 .
  21. ^ Джон О'Делл. «BMW i3 Range Boost: рост на 40% в 2017 году» . Парень из зеленой машины . Проверено 18 сентября 2020 .
  22. ^ Джей Коул (2013-07-29). «BMW i3 Range Extender предлагает на 87 миль больше, снижает производительность» . Внутри электромобилей . Проверено 29 июля 2013 .
  23. ^ Грег Kable (2013-02-24). «Первые поездки на гибридном спортивном автомобиле BMW i8 и полностью электрическом i3» . Autocar . Проверено 27 февраля 2013 .
  24. ^ Джон Voelcker (2013-03-12). "Электромобиль BMW i3: расширитель диапазона ReX не для повседневного использования?" . Отчеты о зеленых автомобилях . Проверено 12 марта 2013 .
  25. ^ Дафф, Майк (2016-03-08). «BMW i Chief: более крупные модели i будут предлагать дополнительный расширитель диапазона» . Автомобиль и водитель . Проверено 18 марта 2016 .
  26. ^ Бенджамин Престон (2013-07-29). «BMW представляет электромобиль i3» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 29 июля 2013 .
  27. ^ Микаэль Torregrossa (2013-07-30). "Voiture électrique - La BMW i3 officiellement révélée" [электромобиль - официально представлен BMW i3] (на французском языке). Association pour l'Avenir du Véhicule Electrique Méditerranéen (AVEM) . Проверено 31 июля 2013 .
  28. ^ Эрик Лавдей (2013-07-22). «Официально: опция расширителя диапазона BMW i3 добавляет 4 490 евро (5 919 долларов США) к ценнику в Нидерландах» . InsideEVs.com . Проверено 29 июля 2013 .
  29. ^ Том Молоуни (2014-10-24). «I3 REx: Мысли владельцев One об ограничениях BEVx» . BMWBlog . Проверено 24 января 2014 .
  30. ^ Эрик Лавдей (2013-02-06). «Frost & Sullivan прогнозирует бум электромобилей с увеличенным запасом хода» . PluginCars.com . Проверено 11 августа 2013 .
  31. ↑ Сэм Абуэлсамид ( 2 апреля 2009 г.). «Что такое серийный гибридный электромобиль / электромобиль с увеличенным запасом хода?» . Автоблог Грин . Проверено 11 августа 2013 .
  32. ^ Джон Voelcker (2012-03-13). "2012 Fisker Karma - Обзор" . Отчеты о зеленых автомобилях . Проверено 11 августа 2013 .
  33. ^ Greimel, Ганс (2016-06-25). «Список дел Nissan: дальность полета, автономность» . Автомобильные новости . Проверено 27 июня 2016 .
  34. ^ Moldrich, Кертис (4 апреля 2018). «Обзор LEVC TX: новое электрическое такси в Лондоне» . Автомобильный журнал . Великобритания . Проверено 17 октября 2018 .
  35. ^ https://www.carscoops.com/2019/03/li-xiangs-first-model-has-six-seats-four-screens-and-a-hybrid-powertrain
  36. ^ https://www.lixiang.com/mall/one.html
  37. ↑ Наварро, Ксавьер (14 мая 2009 г.). «Гибридный автобус, который вдвое снижает расход топлива» . Автоблог . Проверено 21 ноября 2015 .
  38. ^ "Технические характеристики нового Routemaster" (PDF) . Wrights Group . Проверено 21 ноября 2015 .
  39. ^ Брук, Линдси (21.06.2010). «Секреты нового двигателя БПЛА Рикардо могут породить расширитель диапазона для электромобилей» . Международное общество инженеров автомобильной промышленности . Проверено 22 ноября 2015 .