Как управлять авто, чтобы сэкономить горючее или заряд батареи на электромобиле. Практические советы
Тише едешь — дальше будешь. Это выражение в определенной степени справедливо и для решения задачи по максимальной экономии горючего при движении за рулем автомобиля с двигателем внутреннего сгорания, и для экономии заряда батареи электромобиля, сообщает корреспондент агентства «Минск-Новости».
Автомобили с двигателем внутреннего сгорания
В случае с машиной с мотором на бензине или дизтопливе, как пишет интернет-портал «Российской газеты», оптимальна скорость движения в районе 75 км/ч. Для конкретного автомобиля скорость можно подобрать опытным путем, важно плавно разгоняться и поддерживать ее. Обороты двигателя при этом должны быть невысокими, для чего нужно включить подходящую передачу. Стоит также следить, чтобы нагрузка на мотор не оказалась слишком высокой на чрезмерно низких оборотах. Иначе это не лучшим образом скажется на его ресурсе.
Что касается манеры езды и вопросов экономии горючего, то еще большего эффекта можно добиться, пристроившись за автобусом, грузовиком и снизив лобовое сопротивление. Однако на дороге вопросы безопасности первостепенны — следует соблюдать дистанцию до движущегося впереди транспортного средства.
Отключение в машине климатической установки также внесет вклад в экономию топлива. А вот опущенные стекла увеличат его расход из-за ухудшившейся аэродинамики.
Небольшую экономию горючего дает и поднятие в колесе давления относительно его оптимальных показателей. Но перекачанная шина быстрее изнашивается, а пятно ее контакта с дорогой становится меньше. Из-за «дубового» колеса уменьшается и комфортность поездки. Если давление низкое, расход топлива возрастает, как и износ резины. Поэтому лучше использовать паспортные параметры давления.
Экономить горючее призваны и шины с пониженным сопротивлением качению. Правда, обычно такая резина дороже той, что имеет меньшую топливную эффективность. Например, указание ее уровня предусмотрено европейской системой маркировки шин.
Электромобили
Увеличение запаса хода электромобиля за счет более экономного расхода заряд батареи сейчас весьма актуально. Такой техники на дорогах все больше, запас ее хода, как правило, не самый большой, а электрозаправки пока есть не везде.
В электромобилях предусмотрен экорежим, который призван помочь сэкономить заряд. Вместе с тем основные рекомендации следующие: весьма энергозатратен резкий старт, которого лучше избегать, как и слишком высокой крейсерской скорости. Важно не забывать пользоваться рекуперативным торможением, подзаряжая аккумуляторы. Стоит помнить и о немалом расходе энергии на обогрев или охлаждение салона. Мороз и в меньше степени жара также влияют на запас хода электромобиля. Увы, регулировать температуру воздуха на улице невозможно, но надо учитывать, отправляясь в путь.
masterok
Обнаружил странное утверждение и даже его обоснование. Вполне серьезно пишут, что для управления электромобилем достаточно одной педали. Аргументируют это тем. что электрические двигатели могут использовать силу рекуперативного торможения для большего эффекта замедления. Схема работает не только на полностью электрически транспортных средствах, она доступна в том числе на гибридных авто, предоставляя водителям возможность тормозить до полной остановки без нажатия на педаль тормоза. Простыми словами, при использовании рекуперативного вида торможения электродвигателем вы превращаете кинетическую энергии автомобиля в электричество для зарядки аккумулятора. Вместо того, чтобы тратить впустую энергию торможения в виде тепла на тормозном роторе, электромобиль может гораздо продуктивнее использовать силу для повышения эффективности движения, становясь по сути генератором.
Вы чувствуете, что тут чего то не хватает? Вернее в этом рассуждении нет одного очевидного и необходимого момента. Конечно же, при всей правильности рассуждений нельзя было об этом забывать.
Для начала продолжим рассматривать то, что нам предлагают:
Конечно, восполнение заряда аккумуляторных батарей будет минимальным, очевидно, что вы не сможете восстановить эквивалентное количество энергии, которую вы тратите на разгон, но использование этой техники может расширить диапазон движения на заметное расстояние, плюс в разы продлить жизнь колодкам и тормозным роторам. Тормозных дисков при такой щадящей эксплуатации, наверное, хватит на весь срок службы электромобиля.
Автомобиль, представленный в видео – Nissan Leaf. Он стал первой серийной машиной, в которой процесс управления полностью переведен на одну педаль. Схожие системы появились у Chevy Bolt и Tesla. Кстати, в видео также затрагивается вопрос синхронности торможения всех четырех колес и включение стоп сигналов при отпуске педали акселератора. В первом случае полноприводная система посредством компьютера будет перераспределять усилие между всеми четырьмя колесами, в случае блокировки одного из них, предотвращая занос. Во втором – стоп-сигналы загораются автоматически без необходимости активизации педали тормоза.
Промо ролик Nissan, в котором объясняется суть работы системы:
Но скажите мне, как же все таки быть с экстренным торможением? Т.е. при всей приятности и выгодность одной педали — ее явно недостаточно. Да и держать педаль всегда в каком-то положении устанешь. Часто нужно отпустить педаль и все же продолжать двигаться, а не тормозить, даже не экстренно.
В общем одна педаль — это вообще фантастика пока, да и даже рекуперативный вид торможения для легкового транспорта кажется совершенно не удобным.
Электрический автомобиль
Электрический автомобиль, хотим мы этого или нет, является безусловным и неотвратимым будущим автомобилестроения, при этом будущим ближайшим. Многие производители по всему миру вкладывают значительные средства в разработку электромобилей, чему способствует неуклонный рост цен на нефтепродукты, необходимость снижения вредных выбросов от автомобиля, а также разработки устройств хранения энергии, технологий энергопотребления.
В настоящее время крупнейшими рынками электрических автомобилей являются США, Япония, Китай и ряд европейских стран (Франция, Нидерланды, Норвегия, Германия, Великобритания). Из производителей электрокаров выделяются компании Nissan (Leaf), Mitsubishi (I MiEV), Toyota (RAV4EV), Honda (FitEV), Ford (Focus Electric), Tesla (Roadster и Model S), Renault (Fluence Z.E. и ZOE), BMW (Active C), Volvo (C30 Electric). Наша страна пока находится в стороне и от производства и от потребления электромобилей, за исключением разработок отдельных энтузиастов (известная Lada Ellada не в счет, она построена на импортных комплектующих).
Под термином «электрический автомобиль» или «электромобиль» понимается транспортное средство, которое приводится в движение одним или несколькими электрическими двигателями. При этом питание электромотора может осуществляться от аккумуляторной батареи, солнечной батареи или топливных элементов. Наибольшее распространение получила конструкция электромобиля с питанием от аккумуляторной батареи.
Аккумуляторная батарея требует регулярной зарядки, которая может осуществляться от внешних источников тока, путем рекуперации энергии торможения, а также от генератора на борту электромобиля. Генератор приводится от двигателя внутреннего сгорания, но такая схема, по сути, электромобилем уже не является, а относится к одной из разновидностей гибридного автомобиля.
Устройство электрического автомобиля
В отличие от автомобиля с двигателем внутреннего сгорания электромобиль имеет более простую конструкцию, включающую минимальное количество движущихся частей, а значит более надежную.
Основными конструктивными элементами электрического автомобиля являются: аккумуляторная батарея, электродвигатель, трансмиссия, бортовое зарядное устройство, инвертор, преобразователь постоянного тока, электронная система управления.
Тяговая аккумуляторная батарея обеспечивает питание электродвигателя. На электромобиле, в основном, используются литий-ионная аккумуляторная батарея, которая состоит из ряда соединенных последовательно модулей. На выходе аккумуляторной батареи снимается напряжение постоянного тока порядка 300В. Емкость батареи должна соответствовать мощности электродвигателя.
Одним из основных элементов электромобиля является электродвигатель, который служит для создания необходимого для движения крутящего момента. В качестве тягового электродвигателя используют трехфазные синхронные (асинхронные) электрические машины переменного тока мощностью от 15 до 200 и более кВт. В сравнении с ДВС электродвигатель имеет высокую эффективность и меньшие потери энергии. КПД электродвигателя составляет 90% против 25% у ДВС.
Основными преимуществами электродвигателя являются:
— реализация максимального крутящего момента во всем диапазоне скоростей;
— возможность работы в двух направлениях без дополнительных устройств;
— простота конструкции, воздушное охлаждение;
— возможность работы в режиме генератора.
В ряде конструкций электромобилей используется несколько электродвигателей, которые приводят отдельные колеса, что значительно повышают тяговую мощность транспортного средства. Электродвигатель может быть помещен непосредственно в колесо автомобиля, сокращая до минимума трансмиссию. Но такая схема электромобиля увеличивает неподрессоренные массы и ухудшает управляемость.
Трансмиссия электромобиля достаточно проста и на большинстве моделей представлена одноступенчатым зубчатым редуктором. Бортовое зарядное устройство позволяет заряжать аккумуляторную батарею от бытовой электрической сети. Инвертор преобразует высокое напряжение постоянного тока аккумуляторной батареи в трехфазное напряжение переменного тока, необходимое для питания электродвигателя.
Преобразователь постоянного тока обеспечивает зарядку дополнительной двенадцативольтовой аккумуляторной батареи, которая используется для питания различных потребителей электроэнергии (электроусилитель рулевого управления, электрический отопитель салона, кондиционер, система освещения, стеклоочистители, аудиосистема и др.)
Электронная система управления выполняет в электрическом автомобиле несколько функций, направленных на обеспечение безопасности, энергосбережение и комфорт пассажиров:
— управление высоким напряжением;
— регулирование тяги;
— обеспечение оптимального режима движения;
— управление плавным ускорением;
— оценка заряда аккумуляторной батареи;
— управление рекуперативным торможением;
— контроль использования энергии.
Конструктивно система объединяет ряд входных датчиков, блок управления и исполнительные устройства различных систем электромобиля. Входные датчики оценивают положение педали газа, педали тормоза, селектора переключения передач, давление в тормозной системе, степень заряда аккумуляторной батареи. На основании сигналов датчиков блок управления обеспечивает оптимальное для конкретных условий движение электромобиля. Основные параметры работы электромобиля (потребление энергии, восстановление энергии, остаточный заряд аккумуляторной батареи) визуально отображаются на панели приборов.Эксплуатация электромобиля
Несмотря на внешнее сходство и аналогичные органы управления, эксплуатация электромобиля существенным образом отличается от эксплуатации автомобиля с двигателем внутреннего сгорания. Именно эксплуатационные проблемы сдерживают массовое использование электромобиля, среди которых:
— высокая стоимость;
— ограниченная автономность;
— значительное время заряда аккумуляторов.
Высокую стоимость автомобиля во многом определяет цена аккумуляторной батареи. Несмотря на отличные эксплуатационные характеристики, литий-ионная аккумуляторная батарея очень дорогая в производстве и помимо этого имеет ограниченный ресурс (5-7 лет). Это заставляет разрабатывать новые источники тока (топливные элементы), способы хранения энергии (суперконденсаторы, маховики), совершенствовать конструкцию тяговых аккумуляторных батарей (литий-полимерные аккумуляторы).
Текущие расходы на содержание электрического автомобиля значительно ниже (в 3-4 раза) расходов на содержание автомобиля с ДВС и зависят, в основном, от стоимости электроэнергии. Эксплуатация электромобиля экономически выгодна в странах, где производство электроэнергии в меньшей степени зависит от ископаемого топлива.
Одна из самых серьезных проблем эксплуатации электромобиля его невысокая степень автономности. Величина пробега электромобиля без подзарядки зависит от многих факторов: емкости аккумуляторной батареи, характера и условий движения, стиля вождения, степени использования вспомогательных систем. В настоящее время средняя дальность использования электромобиля составляет порядка 150 км при скорости движения 70 км/ч. При движении с большей скоростью, пробег резко уменьшается, например, при скорости 130 км/ч (нормальная шоссейная скорость) он составляет уже 70 км. Именно поэтому электромобиль в большинстве своем позиционируется как транспортное средство для городских поездок.
Современные технологии позволяют увеличить степень автономности электромобиля до 300 и более км, среди которых следует отметить систему рекуперативного торможения (возвращает до 30% затрачиваемой энергии), аккумуляторы повышенной емкости, электронная оптимизация процессов движения.
Неотъемлемым атрибутом эксплуатации электромобиля является необходимость периодической зарядки аккумуляторной батареи, которая занимает много времени. Решение данной проблемы реализуется по нескольким направлениям:
— нормальная зарядка аккумуляторной батареи (осуществляется от бытовой электрической сети мощностью 3-3,5 кВт, предполагает установку на электромобиле специального зарядного устройства, продолжительность до полной зарядки батареи составляет 8 часов);
— ускоренная зарядка аккумуляторной батареи (производится на специальных станциях мощностью до 50 кВт, — — продолжительность зарядки до 80% емкости батареи составляет 30 минут);
— замена разряженной аккумуляторной батареи на заряженную батарею (выполняется автоматически на специальных обменных станциях).
Реализация указанных направлений требует развития инфраструктуры (зарядных и обменных станций, мест парковки), стандартизации технических решений, разработки правил для поставщиков услуг.