Блог Артёма Краснова
Суббота, 19.09.2020, 06:48

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: 1304 | 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   [Материал]
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   [Материал]
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   [Материал]
Значит, я тебя не понял. Sorry

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

8 HQ74   [Материал]
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   [Материал]
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   [Материал]
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.


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 © 2020 |