В 1996 году в автосалонах Saturn в Калифорнии и Аризоне появился электромобиль General Motors EV-1 с батарейным питанием. В течение следующих семи лет более 1000 моделей были сданы в аренду водителям, которые хотели передвигаться, не заправляя свои машины бензином. Однако в конечном итоге GM решила, что потребительский спрос и технология производства аккумуляторов не соответствуют требованиям, и большинство этих автомобилей попало на переработку.
С 1990-х годов цены на топливо взлетели до небес, а технология аккумуляторов значительно продвинулась вперед, поэтому GM решила, что пришло время еще раз попробовать электромобиль. Однако на этот раз они действуют немного по-другому.
Пропульсивная система E-Flex — это совершенно новая платформа от GM, которая, как ожидается, будет лежать в основе долгожданного седана Chevrolet Volt, который должен появиться в автосалонах к концу 2010 года. Эта система придает электромобилю то, что инженеры называют революционным. может проехать сотни миль с помощью двигателя внутреннего сгорания.
«[Автомобилям E-Flex] не требуется поддержка газового двигателя для работы, в отличие от гибрида, который не может работать без двигателя», — сказал представитель GM Дэйв Даровиц. «Наш двигатель не связан напрямую с колесами и включается только тогда, когда батарея разряжена, действуя как стационарный бортовой генератор, вырабатывающий дополнительное электричество для подзарядки батареи и питания автомобиля». Однако, в отличие от гибридных автомобилей, таких как Toyota Prius, в которых используется небольшой электродвигатель для движения на низкой скорости и который переключается на двигатель внутреннего сгорания для ускорения и более быстрого движения, GM считает автомобили, построенные на платформе E-Flex, скорее электромобилями. чем подключаемые гибриды.
После ночной подзарядки (подойдет любая бытовая розетка) колеса автомобиля приводятся в движение исключительно электроэнергией от аккумуляторной батареи. Бензиновый двигатель используется только для подзарядки аккумулятора, когда он разрядится.
Если все пойдет по плану GM, автомобили с двигателем E-Flex смогут проехать до 40 миль (64 км) только на электроэнергии, не используя ни капли бензина. После 40 миль (64 км) первоначальный заряд аккумуляторной батареи автомобиля истощается, а двигатель внутреннего сгорания – называется расширителем запаса хода. -- плавно срабатывает, приводя в действие генератор, который заряжает аккумулятор и поддерживает работу автомобиля на электричестве.
В следующем разделе мы рассмотрим сердцевину платформы E-Flex — ее аккумулятор — и сколько денег вы сэкономите, приобретя автомобиль, работающий от него.
Содержание
Аккумулятор E-Flex представляет собой современную литий-ионную батарею весом 400 фунтов (181 кг), которая вырабатывает до 16 киловатт-часов электроэнергии.
Достижения в технологии аккумуляторов, которые в последние годы сделали возможными такие устройства, объясняют, почему автомобиль на платформе E-Flex может делать то, что он делает. Например, в EV-1 использовался свинцово-кислотный аккумулятор, который имел такую же выходную мощность, как и автомобиль с двигателем E-Flex, но весил примерно на 2200 фунтов (998 кг) больше.
Аккумулятор E-Flex также плоский, в отличие от цилиндрических литий-ионных аккумуляторов, используемых в большинстве автомобилей этого типа. Плоские элементы занимают меньше места, чем цилиндрические, поэтому в автомобильном аккумуляторе может храниться больше энергии. Эти элементы также легче охлаждать и кондиционировать, поскольку жидкость может легко течь по плоской поверхности.
В отличие от обычных батарей, которые просто помещаются в моторный отсек автомобиля, батарея E-Flex настолько велика, что фактически встроена в сам автомобиль. Т-образная батарея проходит по центру автомобиля между передними и задними колесами, а вершина буквы «Т» находится под задним пассажирским сиденьем. Это сохранит батарею в случае аварии.
Тем не менее, уникальность платформы создает проблемы, с которыми приходится сталкиваться GM.
«Сердцем и душой [платформы E-Flex] является аккумулятор, а наверху — автомобиль», — сказал Тони Посавац, директор по производству автомобилей Chevrolet Volt. По его словам, инженеры умеют проектировать и строить автомобили. «Но установка аккумуляторной батареи, нагрев и охлаждение, типы используемых материалов… это все неизвестно».
В отличие от водородных топливных элементов, нам не придется ждать этой технологии. «Инфраструктура для электромобилей уже создана», — сказал Посавац. "Электричество стоит один-два цента за милю по сравнению с 10 центами за милю на газ прямо сейчас."
Аккумулятор E-Flex подключен к электродвигателю, который приводит в движение передние колеса автомобиля. В этом режиме совершенно тихо, и водитель будет слышать только шум дороги.
Этот двигатель производит около 120 киловатт мощности, что примерно эквивалентно примерно 160 лошадиным силам двигателя внутреннего сгорания. Однако, поскольку электродвигатели обеспечивают мгновенный крутящий момент (вам не нужно увеличивать обороты двигателя, чтобы ощутить его полную мощность), Chevrolet Volt предлагает значительно лучшие характеристики.
Ожидается, что Volt разгонится с нуля до 60 миль в час (97 километров в час) менее чем за 9 секунд. Тем не менее, это ощущение запуска автомобиля, которое действительно впечатлит водителей, помешанных на производительности. Ускорение будет больше похоже на ускорение спортивного автомобиля с двигателем V-6, чем на небольшой экономичный автомобиль. Автомобиль также использует рекуперативное торможение. , что означает, что автомобиль накапливает кинетическую энергию при движении накатом или торможении и использует эту энергию для перезарядки аккумулятора. Аккумулятор в нижней части автомобиля также означает низкий центр тяжести.
Литий-ионные батареи, используемые в автомобилях с двигателем E-Flex, — это те же батареи, что и в сотовых телефонах и ноутбуках, только намного большего размера. Чтобы зарядить аккумулятор, просто подключите автомобиль к любой розетке на 110 вольт — подойдет любая стандартная бытовая розетка. GM ожидает, что большинство клиентов будут заряжать автомобиль ночью в своих гаражах, а этот процесс занимает около шести часов. При напряжении 220 В водителям потребуется от трех до четырех часов для зарядки аккумулятора.
Инженеры GM пытаются построить автомобиль, которым сможет управлять каждый. В то время как многие компоненты автомобилей E-Flex кажутся сложными, Эндрю Фарах, главный инженер Volt, хочет, чтобы люди понимали, что поддержание автомобиля в рабочем состоянии так же просто, как подключение электроприбора. На боковой панели Volt есть вилка для вставки в настенную розетку для зарядки.
Читайте дальше, чтобы узнать о роли двигателя внутреннего сгорания в Chevy Volt.
Как только аккумуляторная батарея теряет свой первоначальный заряд, пришло время для расширителя диапазона — название GM для двигателя внутреннего сгорания в передней части автомобиля — приступить к работе. На концептуальном автомобиле Chevrolet Volt это 1,0-литровый (1000 кубических сантиметров) 3-цилиндровый двигатель, предназначенный для работы от генератора, который поддерживает заряд аккумулятора. Он работает на топливном баке объемом 12 галлонов (45 литров).
«В типичном электромобиле есть батарея и электродвигатель, — сказал инженер Эндрю Фарах. «Это все, что вам нужно, пока у вас не кончится заряд… тогда вы должны оттолкнуть его домой». По его словам, с газовым двигателем на платформе E-Flex это больше не проблема.
Цель увеличения запаса хода с бензиновым двигателем состоит в том, чтобы создать электромобиль, в котором водители не смотрят постоянно на приборную панель, чтобы увидеть, сколько энергии у них осталось, прежде чем им придется развернуть машину и отправиться домой для подзарядки.
Несмотря на эффективность электродвигателя, водители должны помнить, что их бензобаки должны быть полными. Хотя автомобиль может проехать до 40 миль (64 км) на аккумуляторе, после этого бензиновый двигатель должен работать для питания генератора.
GM заявляет, что средний клиент должен экономить около 500 галлонов (1892 литра) топлива каждый год и почти никогда не должен ездить на заправочную станцию или соблюдать стандартные графики обслуживания двигателя. Компания рекомендует подключать автомобиль к сети как можно чаще и как можно дольше, чтобы аккумулятор оставался в рабочем состоянии.
В настоящее время инженеры GM работают над тем, чтобы расширитель диапазона приводился в действие бензином, а также смесью этанола и бензина E85. В Европе тоже экспериментируют с дизельным топливом. Они также работают над вариантом E-Flex на топливных элементах [источник:Farah]. На этом автомобиле расширитель диапазона и генератор будут удалены и заменены водородными топливными элементами. По словам Фары, на таком транспортном средстве «большую часть времени вы будете работать на топливном элементе, а не на аккумуляторе».
GM хочет, чтобы платформа E-Flex была экологически чистой с точки зрения выбросов и экономии топлива. Пока что они на правильном пути:автомобили с двигателем E-Flex не производят никаких выбросов в течение первых 40 миль (64 км) пробега. Пока автомобиль работает от аккумулятора, электродвигатель не выделяет никаких химикатов и загрязнителей воздуха, за которые так ругают бензиновые автомобили.
По оценкам инженеров GM, после запуска двигателя внутреннего сгорания водители смогут проехать около 50 миль на галлон (21 км/литр) с увеличенным запасом хода. Концепт-кар Chevy Volt рекламировал общий запас хода более 600 миль (966 километров), но серийная версия имеет запас хода около 360 миль (579 километров) из-за уменьшенного размера бензобака. Инженеры GM просто решили, что дополнительный объем бака и дополнительный вес не нужны.
Чиновники GM настаивают на том, что изменение имеет смысл. «Поскольку люди почти никогда не проезжают более 400 миль без остановки, зачем таскать с собой столько лишнего топлива, которое вы, возможно, никогда не используете?» — спросил Даровиц. На самом деле, большинство людей никогда не пользуются бензином, поскольку, по оценкам GM, более 75 % пассажиров в США проезжают менее 40 миль (64 км) в день [источник:Chevrolet].
Если все пойдет по плану с автомобилями E-Flex, эти водители никогда не будут использовать ни капли бензина или производить какие-либо вредные выбросы во время своих ежедневных поездок на работу, хотя уменьшенный размер бензобака может по иронии судьбы повысить экономию топлива транспортных средств. Но на тот случай, если эти водители решат испытать свои новые силовые агрегаты и выехать на дорогу, автомобили все равно проедут около 50 миль на галлон (21 км/литр).
Итак, когда вы можете купить Chevy Volt и за сколько? Что еще могут найти водители на платформе E-Flex? Узнайте на следующей странице.
Представленный в 2007 году на Североамериканском международном автосалоне (NAIAS) Chevrolet Volt стал первым автомобилем на платформе E-Flex. В отличие от двухместного двухдверного EV-1, Volt представляет собой четырехдверный компактный седан с четырьмя сиденьями. В салоне должно комфортно разместиться мужчине ростом 6 футов 2 дюйма на переднем и заднем сиденьях. Отсутствие центрального сиденья сзади позволит разместить автомобильный аккумулятор в центре автомобиля и сделает крышу низкой для лучшей аэродинамики. Чтобы получить экономию топлива, которую хочет GM, Volt будет чрезвычайно аэродинамическим.
Это потребует некоторой работы:многие называют график выпуска Volt чрезвычайно амбициозным. GM хочет выпустить автомобили на дороги к концу 2010 года, а это означает всестороннее тестирование аккумулятора и разработку самого автомобиля.
Батарея должна оставаться холодной. Это должно быть безопасно. Он должен справляться с ухабистыми дорогами и должен производиться серийно. Инженеры также должны подготовить сам автомобиль — по сути, все, что работает от аккумулятора, — к дате выпуска.
Компания нацелилась на разумную цену Volt в размере 30 000 долларов, но в последние месяцы официальные лица GM колебались с этой цифрой и заявили журналистам, что цена Volt будет привязана к цене бензина при запуске автомобиля [источник:Бланко].
«Цены на Chevrolet Volt еще не определены», — сказал Даровиц. "Мы оценим многие факторы, включая государственные налоговые льготы, выгоды и ценность для клиентов, другие субсидии, стоимость электроэнергии по сравнению с экономией на бензине и первоначальные объемы, прежде чем окончательно определить цену".
Через несколько месяцев после презентации Volt GM представила его двоюродного брата Opel Flextreme. Автомобиль E-Flex, предназначенный для европейского рынка, представляет собой стильный пятидверный хэтчбек с тем же сердцем, что и Volt. Единственным исключением является расширитель диапазона Flextreme, который представляет собой 1,3-литровый (1300 кубических сантиметров) турбодизельный агрегат, а не двигатель внутреннего сгорания Volt. Это делает Flextreme более подходящим для европейских стран, таких как Германия, внутренний рынок Opel, где дизельное топливо питает большинство автомобилей.
В январе 2008 года внедорожник Cadillac Provoq появился на автошоу. Он использует систему E-Flex в сочетании с водородными топливными элементами для создания автомобиля, который может проехать 280 миль (451 км) на водороде и 20 миль (32 км) на энергии электрических батарей — и все это при отсутствии выбросов, кроме водяного пара.
В то время как Volt, Flextreme и Provoq все еще находятся на стадии разработки, Фарах сказал, что компоненты E-Flex предназначены для использования в широком диапазоне транспортных средств. "Мы должны иметь возможность расширить доступность такого рода технологий, чтобы использовать их во всех типах автомобилей, которые нужны людям", – сказал он.
Источники
Как зарядить автомобильный аккумулятор
Как работает ваша тормозная система
Как работает система рулевого управления
Как работает система пуска
Как работает система впрыска топлива