1. Nafta CO2 Temperatura Zemlje - FSB Online .3 3. Potrošnja goriva i štetna emisija Slika 5. Potrošnja

  • View
    212

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of 1. Nafta CO2 Temperatura Zemlje - FSB Online .3 3. Potrošnja goriva i štetna emisija Slika 5....

  • 1

    Zašto hibridna vozila? Ivan Mahalec, 2006.03.

    1. Nafta CO2 Temperatura Zemlje

    Slika 1. Lijevo: Svjetska proizvodnja nafte i plina te prognoze o trajanju zaliha izračunate na osnovi potrošnje u 2005. godini (Gboe = Giga billion barrels oil equivalent). Desno: Porast koncentracije CO2 u atmosferi i srednje temperature Zemlje.

    Fosilna goriva imaju dva nedostatka:

    • zalihe su im končne i približavaju se svom relativno bliskom kraju,

    • izvlačenjem ugljika na površinu Zmlje i njegovim izgaranjem povećava se sadržaj CO2 u atmosferi, time se pojačava efekt staklenika i doprinosi globalnom zatopljenju.

    Potaknuto Kyoto protokolom, udruženje europskih proizvođača automobila ACEA postavilo je cilj dostizanje emisije CO2 na razini flote putničkih automobila od 140 g/km u 20 . godini. Zbog relativno velikih snaga motora taj se cilj ne može dostići čak ni ako bi su u sva vozila ugrađivali štedljiviji Dieselovi motori. Međutim, hibridna vozila s lakoćom ostvaruju ovu emisiju i zbog toga će ona u predstojećim godinama sve više dobivati na značaju.

    Slika 2. Lijevo: cilj grupacije ACEA: smanjiti emisiju CO2 na 140 g/km do 2008. godine za cijelu flotu

    europskih proizvođača vozila. Desno: očekivani porast alternativnih pogona vozila u budućnosti.

  • 2

    2. Hibridni pogonski sustavi Hibridni pogonski sustavi se mogu podijeliti, s obzirom na vezu mehaničkog i električnog dijela u tri skupine:

    • serijski,

    • paralelni i

    • serijsko-paralelni hibridi. S druge strane, s obzirom na autonomnost električnoga pogona, hibridi se dijele na:

    • djelomične (engl. mild hybrid) i

    • potpune (engl. full hybrid).

    Gen

    Aku

    Inv

    EM

    MSUI

    Kotači

    Serijski

    EM

    MSUI

    Inv

    Kotači

    Aku

    Inv

    Paralelni

    Raz MSUI

    Aku

    Gen

    Serijsko- paralelni

    EM

    Inv

    Slika 3. Sheme hibridnih pogona. Oznake: Aku - elektr. baterija; EM - elektromotor; Gen – elektr. generator; Inv – elektr. pretvarač; MSUI - motor s un. izg.; Raz - razdjelnik snage; objavljeno u [5.].

    240

    246

    250

    260

    300

    400

    1000 2000 3000 4000 5000 6000 Brzina, vrtnje, min-1

    M om

    en t m

    ot or

    a M

    e ,

    (N m

    )

    120

    100

    80

    60

    40

    20

    ∞ 800 g/kWh

    EG

    V

    vmax

    Otpori vožnje v = konst., uspon = 0

    η = max HIBRID

    EG - za pogon električnog generatora V - za vožnju

    Slika 4. Usporedba rada motora s unutarnjim izgaranjem kod konvencionalnog i kod hibridnog vozila u

    topografskom dijagramu specifične efektivne potrošnje goriva

    U hibridnom vozilu motor s unutarnjim izgaranjem radi većinom u području minimalne specifične potrošnje goriva, pri čemu se višak snage iznad iznosa potrebnog za vožnju usmjerava na pogon električnog generatora koji puni bateriju. Kod Priusa generator također pogoni i elektromotor koji pomaže motoru s unutarnjim izgaranjem pogoniti kotače.

    Put mehaničke energije Put električne energije

  • 3

    3. Potrošnja goriva i štetna emisija

    Slika 5. Potrošnja goriva (l/100km) triju generacija hibrida Prius i sličnog konvencionalnog automobila.

    Potrošnja goriva

    g CO2/km (dizel)

    g CO2/km (benzin)

    6 7 8 9

    10 11 12 13 14

    1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005

    l/100km

    130

    170

    210

    250

    290 g CO2/km

    Slika 6. Potrošnja goriva za njemačku flotu vozila u novom europskom ispitnom ciklusu prema podacima VDA

    i na temelju nje izračunata emisija CO2.

    Slika 7. Ukupna učinkovitost Priusa i njegovih takmaca prema Well-to-Wheel analizi.

    Slika 8. Štetna emisija Priusa.

  • 4

    4. Toyota Prius – svjetska uspješnica broj 1

    Slika 9. Shema pogonskog sustava hibridnog automobila Toyota Prius THS II. Podaci: motor s unutarnjim izgaranjem: 1.5 dm3, proces 4-taktni Otto/Atkinson, smanjeno trenje u motoru, PMSUI,max = 57 kW kod 500 min- 1, 115 NM kod 4200 min-1, ge,min = 225 g/kWh (ηe,max = 37 %); elektromotor: PEM,max = 50 kW; ukupna najveća snaga za vožnju vozila 82 kW iznad 85 km/h (Pmax = PMSUI,max + 50 % (PEM,max)); 1300 kg; 0-100 km/h za 10,9 s; 170 km/h; 104 g CO2/km.

    Prius THS II Regulator

    snage

    Generator

    Akumulator

    Visokonap. dio

    Inverter

    Elektromotor Motor s unut. izgar.

    Razdjelnik snage

    Kotači

    Prijenosnik snage

    Put mehaničke energije Put električne energije

  • 5

    Slika 10. Shema pogonskog sustava i prijenosnika snage.

  • 6

    Slika 11. Toyota Prius: shema djelovanja

    Slika 12. Dolje - lijevo: kod kočenja Priusov elektromotor postaje generator.

    Slika 13. Značajke motora s unutarnjim izgaranjem (lijevo) i elektromotor (desno)

  • 7

    Slika 14. Zajedničko djelovanje motora s unutarnjim izgaranjem i elektromotora.

    Slika 15. Lijevo: zajedničko djelovanje motora s unutarnjim izgaranjem i elektromotora. Desno: usporedba ubrzanja Priusa i klasičnog vozila s benzinskim motorom od 2.4. litre.

    Slika 16. Usporedba ubrzanja Priusa i klasičnog vozila s podjednako snažnim Diesleovim motorom.

  • 8

    Slika 17. Električni pogonski sustav i prijenosnik snage.

    Slika 18. Ni-MH baterija: 28 serijski vezanih paketa po 7,2 V = 202 V; 6,5 Ah; 30 kg; trajnost 300.000 km.

Recommended

View more >