Блог Артёма Краснова
Четверг, 03.10.2024, 21:01

Приветствую Вас Гость

Авторский

...
KIA_feb_240x400_kras
Поиск по сайту
Форма входа

Форум
Ранее в блоге
Ранее в блоге
Ранее в блоге
Главная » 2013 » Январь » 28 » Ё-мобиль по-французски или можно ли ездить на воздухе?
19:55
Ё-мобиль по-французски или можно ли ездить на воздухе?

Можно. Сжатый воздух – такой же «запасник» энергии, как электрические аккумуляторы. И коль скоро последние пока жутко дороги для полноценной электромобилизации, Peugeot с Citroen делает ставку на гибрид с воздушным аккумулятором. Роль электродвигателя в нем выполняет гидромотор, приводимый в движение от баллона со сжатым воздухом (газ воздействует на рабочую жидкость через поршень). В общем-то, идея очень простая: когда машина тормозит, гидромотор накачивает баллон жидкостью, а та сжимает воздух во второй полости. На разгоне происходит обратное. Таким образом, к 2016 году Peugeot планирует построить гибрид с расходом топлива 2 л/100 км, который будет дешевле Toyota Prius на 1000 евро. Если верить пресс-релизу, под эту задачу французы отрядили сотню лучших инженеров.

Современный металлокомпозитный баллон объемом 185 литров и «ростом» 2 метра весит 162 кг, зато выдерживает давление более 300 атмосфер. Такие баллоны используют для хранения технических газов.

Баллоны для сжатого  газа тяжелы и громоздки

Проблема в том, что если попытаться так сжать атмосферный воздух, он нагреется до температуры размягчения металла. Собственно, при промышленном сжатии газов их охлаждают, но цикл «Пежо» предполагает, что газ будет сжиматься и расширяться практически мгновенно. А значит, времени на теплообмен не будет.

Предположим тогда, что начальное давление в баллоне будет на уровне 30 атмосфер, и тогда при сжатии до 300 атмосфер воздух нагреется примерно до 300 градусов Цельсия. Это уже терпимая величина.

Прикидочные расчеты показывают, что наш двухметровый баллон в этом случае сможет запасать 0,36 кВт*ч энергии. Много это или мало? Мало: даже меньше, чем «влезает» в обычный автомобильный аккумулятор емкостью 60 А*ч, который весит 13 кг (а не 162 кг, как баллон). Сравнение с литий-ионными аккумуляторами получается совсем печальным, ибо при емкости 0,36 кВт/ч «лионы» весили бы 1-2 кг и помещались в бардачке.

Короче говоря, идея Peugeot пока остается для меня туманной. Может быть,  компания планирует использовать гигантские давления сжатия, но при этом возрастет и металлоемкость конструкции. Даже описанный мной баллон диаметром 40 см занял бы довольно много места, и это не считая гидромотора, управляющей гидравлики, емкости для рабочей жидкости и других компонентов. На схеме Peugeot вся амуниция располагается под полом и в подкапотном пространстве – у меня пока нет идей, как этого можно добиться.

 Несколько иначе выглядит идея с заправкой автомобиля сжатым воздухом на специализированных станциях. Тогда есть возможность закачать в баллоны воздух, охлажденный до температуры окружающей среды. Его войдет гораздо больше, и энергоемкость нашего пневмо-аккумулятора возрастет.

Правда, возникает обратная проблема: при расширении газ будет резко охлаждаться, поэтому его придется подогревать от атмосферы или выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания, если речь о гибриде. Так вот, в зависимости от эффективности подогрева, энергоемкость нашего баллона составит 5-7 кВт*ч, что уже дает надежду. Малолитражке В-класса, вроде Peugeot 208, такого запаса хватит этак на 70 км пробега (без учета помощи бензинового мотора, если он имеется).

То есть в принципе концепция воздухомобилей имеет некоторую перспективу. У нее два преимущества перед чистыми электромобилями – во-первых, заправка будет занимать не 6-8 часов, а несколько секунд (даже быстрее, чем бензином), во-вторых, стоимость баллона будет заметно ниже, чем аккумулятора - примерно 20-30 тысяч рублей против 200-300 тысяч. С экологией также полный порядок: не только в смысле выхлопа, но и последующей утилизации компонентов воздухомобиля.


Над воздухомобилем работает индийская Tata. В ее варианте используются баллоны на давление 300 атм объемом 300 литров - якобы, должно хватить на 180 км. Заправляется машина от обычной розетки: компрессор закачивает воздух в баллоны до рабочего давления, но процесс небыстрый. 

Проблемы тоже очевидны. С одной стороны, люди будут опасаться ездить верхом на торпеде. Отчасти эти фобии напрасны, ведь и нынешние автомобили на природном газе используют баллоны с давлением 200 атмосфер. При этом заправлены они не воздухом, а взрывоопасным метаном.

Вторая проблема: малый пробег на одной зарядке, что делает воздухомобили пригодными разве что для неинтенсивной городской эксплуатации. Плюс, пока нет ни одной воздухозаправки, а значит,  идея если и будет рассмотрена всерьез, то очень нескоро. Полную эффективность цепочки «сжатие газа – охлаждение – заправка – превращение в механическую энергию» еще предстоит оценить: есть подозрения, что она окажется не выше, чем у обычных машин.

Возвращаясь к Peugeot, думается, речь, скорее, о пиар-проекте, чем о техническом. Сегодня модно быть дерзновенно-зеленым, но горячие темы уже заняты. Toyota плотно села на бензо-электрические гибриды, Renault поставила на электромобили (и пока прогорела), Mercedes-Benz и другие «немцы» одно время баловались с водородом да разочаровались, инженерный отдел Williams изучал возможности маховичных накопителей энергии, и также не преуспел. Ах да, есть еще Ё-мобиль с ионисторами (суперконденсаторами). Вот и Peugeot решил побудоражить мир идеей воздухо-гибрида, хотя ни одного внятного плюса такой конструкции пока нет. Хотя прикольно.

Категория: Новинки | Просмотров: 1489 | Добавил: Артем_КРАСНОВ | Теги: гибрид, Peugeot, экология | Рейтинг: 5.0/3


Всего комментариев: 13
fool

Честно говоря, ждал пост с надеждой понять как это все работает - но ещ больше запутался....

Вот с Ёбилем все понятно и разжевано.

А так то да - "ни одного внятного плюса такой конструкции пока нет. Хотя прикольно."

2 Артем_КРАСНОВ  
Чтобы понять в деталях, нужно немного физику знать, но сама идея простая - воздух сжимается компрессором в баллоне, запасает энергию, расширяется - отдает ее. Что-то вроде пружинки, только пневматической.

Да с физикой + - норм. В том и вопрос - как отдает, через что? На сколько сложен механизм? 

Указанное тобой "КПД"  в килловатах - помоему шляпа деццкая.

4 Артем_КРАСНОВ  
Эд, ты разберись в вопросе, прежде чем про "шляпу" писать.
В кВт*ч измеряется энергия, а не КПД, про КПД не заикался - это отдельная тема. 1 кВт*ч= 3,6 МДж. Удобная величина для бытового использования, например, расход электроэнергии в кВт*ч измеряют. Если с физикой +/- норм, должен знать. Совсем уж "децкие" вещи.

Посчитай точнее, если хочешь. Я исходил из предположения, что процесс адиабатный - погугли формулу для работы в адиабатном процессе, подставь величины, проверь, может я и ошибся (только размерность не перепутай, обычно формулы для единиц в системе СИ приводят, кВт*ч несистемная единица).

Через что отдает - зависит от конструкции. У "Пежо" гидромотор (в посте написано), у "Таты" пневматический поршневой мотор-компрессор. Собственно, это не так и важно: любой тип объемного нагнетателя подойдет, у каждого будут свои плюсы/минусы. Объемные тепловые машины уже давным-давно изучены, так что тут никакой магии нет.

Эд, ты разберись в вопросе, прежде чем про "шляпу" писать. 
В кВт*ч измеряется энергия, а не КПД, про КПД не заикался
 

Вот ты докапуша. Я про КПД образно имел ввиду, потому и в кавычках написал. (Русский язык и литература - мой конек. Математика нет wink )

Указанное тобой "КПД"  в килловатах - помоему шляпа деццкая.  - перевожу....

Высчитанные тобой цифры, на вскидку, совсем как то не впечатляют.

Одно дело мопед был с "феном". Там масса мопеда и мощность "фена" вроде как поинтереснее выглядели. Усл говоря - "КПД" лучше. Или как как то писал - типа соотношение массы к ЛыСы. (типа скок коней на тонну). 

А тут получается, что "доп фен", выдает мало, весит много, и на сколько вся эта суета практична не понятно.

7 Артем_КРАСНОВ  
Значит, я тебя не понял. Sorry

6 PsKoT  
С таким успехом поиска равноценной замены топливным двигателям, сдается Коту, скорее телепорт изобретут чем аналог с более достойным КПД :-)

8 HQ74  
Мне кажется надо еще не забывать что будут потери энергии на работу всего этого пневмо механизма и в итоге КПД будет еще ниже.

9 Артем_КРАСНОВ  
Да, само собой, даже из этих 7 кВт*ч, дай бог, половину использовать. 

Хотя в случае с конструкцией "Пежо" КПД самого пневмобаллона будет близок к 100%. Он будет работать как обычная пружина, которой сколько дали, столько и отдала. Это если пренебречь трением и потерями тепла, но в динамических циклах они будут незначительными. 

А вот у гидромотора КПД будет ниже, скорее всего, так что на круг все равно масса потерь.

10 Cиплый  
Блин, да мне бы 40 км машинка пробегала на одной зарядке, хоть от розетки хоть от баллона, я бы уже смело использовал её как городской автомобиль, на работу и обратно хватит с запасом...на остальные случаи можно и обычную машину использовать.


12 Артем_КРАСНОВ  
Водородная лихорадка - еще одна загадка для меня. 
Водород взрывоопасен, хранится под большими давлениями и на Земле в чистом виде практически не встречается. Соответственно, при всей "идеальности" этого топлива проблем с ним гораздо больше, чем выгод

Более-менее перспективным выглядит получение метана из водорода, но пока есть природный метан, искусственный вряд ли сможет с ним конкурировать.

Видимо амбиции и лавры Ё проекта, не дают спать гигантам.   smile

Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Copyright MyCorp © 2024 |