Hur mycket väger en förbränningsmotor i en bil och är 300 kg batterier egentligen mycket mer? [VI TROR]

Nyligen har vi hört uppfattningen att förbränningsfordon eller laddhybrider använder energi mer effektivt eftersom "motorer väger 100 kg, och batteriet i en elbil är 300 kg." Med andra ord: det är ingen mening att bära ett enormt batteri, det ideala är ett set i en plug-in hybrid. Det är därför vi bestämde oss för att kontrollera hur mycket en förbränningsmotor väger och beräkna om vikten på batteriet verkligen är en sådan fråga.

innehållsförteckning

• Förbränningsmotorns vikt kontra batterivikten
  • Hur mycket väger en förbränningsmotor?
    • Kanske bättre i laddhybrider? Hur är det med Chevrolet Volt / Opel Ampera?
    • Och hur är det med minimialternativet, till exempel BMW i3 REx?

Låt oss börja med att svara på en fråga som kan verka uppenbar: varför överväger vi själva batteriet, om elfordonet också har en växelriktare eller en motor? Vi svarar: för det första för att det formulerades så 🙂 Men också för att batteriet utgör en betydande del av massan av hela den elektriska enheten.

Och nu siffrorna: Renault Zoe ZE 40 batteri med en användbar kapacitet på 41 kWh väger 300 kilogram (en källa). Nissan Leaf är väldigt lik. Cirka 60-65 procent av vikten av denna design består av celler, så vi kan antingen 1) öka deras densitet (och batterikapacitet) med en liten viktökning, eller 2) bibehålla en viss kapacitet och gradvis minska vikten av batteriet. batteri. Det verkar för oss att Renault Zoe-fordon upp till 50 kWh kommer att gå längs spår 1 och sedan längs spår 2.

I alla fall kan idag ett 300 kilos batteri köra 220-270 kilometer i blandat läge. Inte så lite, men resor till Polen behöver redan planeras.

> Elbil och resor med barn – Renault Zoe i Polen [IMPRESSIONER, räckviddstest]

Hur mycket väger en förbränningsmotor?

Renault Zoe är en B-segmentbil, så det är bäst att använda en motor från en liknande segmentbil. Ett bra exempel här är Volkswagens TSI-motorer, som tillverkaren skröt med sin kompakta och extremt lätta design. Och faktiskt: 1.2 TSI väger 96 kg, 1.4 TSI - 106 kg (källa, EA211). Därför kan vi anta det en liten förbränningsmotor väger faktiskt cirka 100 kg.... Detta är tre gånger mindre än för ett batteri.

Bara att detta bara är början på vägningen, för till denna vikt måste du lägga till:

• smörjmedel, eftersom motorer alltid vägs torra - några kilogram,
• Avgassystemför utan dem kan du inte röra dig - några kilo,
• kylvätskekylarem, eftersom förbränningsmotorn alltid omvandlar mer än hälften av energin från bränsle till värme - ett dussin + kilogram,
• bränsletank med bränsle och pumpför utan dem kommer bilen inte att gå - flera tiotals kilo (faller under körning),
• växellåda med koppling och oljaFör idag har bara elfordon en växel – flera tiotals kilo.

Vikter är felaktiga eftersom de inte är lätta att hitta. Det kan du dock se hela förbränningsmotorn tränger lätt igenom 200 kilo och närmar sig 250 kilo... Skillnaden i vikt mellan en förbränningsmotor och ett batteri är i vår jämförelse cirka 60-70 kg (20-23 procent av batteriets vikt), vilket inte är så mycket. Vi räknar med att de kommer att vara helt förstörda inom de närmaste 2-3 åren.

Kanske bättre i laddhybrider? Hur är det med Chevrolet Volt / Opel Ampera?

Volt/Amp är ett väldigt dåligt och ogynnsamt exempel för den som tycker att "det är bättre att ha med sig en förbränningsmotor än ett 300 kg batteri". Varför? Ja, bilens förbränningsmotor väger 100 kg, men transmissionen i de första versionerna vägde, notera, 167 kg, och från 2016-modellen - "bara" 122 kg (källa). Dess vikt beror på det faktum att det är ett intressant exempel på avancerad teknik som kombinerar flera driftsätt i ett hus och kopplar en förbränningsmotor med en elektrisk på olika sätt. Vi tillägger att det mesta av växellådan skulle vara överflödig om bilen inte hade en förbränningsmotor.

Efter att ha lagt till ett avgassystem, en vätskekylare och en bränsletank kan vi lätt nå 300 kilo. Med en nyare transmission, för med den gamla kommer vi att hoppa över denna gräns med flera tiotals kilo.

> Chevrolet Volt går ur leverans. Chevrolet Cruze och Cadillac CT6 kommer också att försvinna

Och hur är det med minimialternativet, till exempel BMW i3 REx?

Faktum är att BMW i3 REx är ett intressant exempel: en bils förbränningsmotor fungerar bara som en kraftgenerator. Den har inte den fysiska förmågan att driva hjulen, så den komplicerade och tunga Volt-växellådan behövs inte här. Motorn har en volym på 650 cc.³ och har beteckningen W20K06U0. Intressant nog är den producerad av taiwanesiska Kymco..

BMW i3 REx förbränningsmotor är placerad till vänster om lådan med orange högspänningskablar anslutna. En cylindrisk ljuddämpare finns bakom lådan. Längst ner på bilden kan du se ett batteri med celler (c) från BMW.

Det är svårt att hitta sin vikt på Internet, men lyckligtvis finns det ett enklare sätt: jämför bara vikten på BMW i3 REx och i3, som bara skiljer sig i förbränningsenergigeneratorn. Vad är skillnaden? 138 kilogram (tekniska data här). I det här fallet finns det redan olja i motorn och bränsle i tanken. Är det bättre att bära en sådan motor, eller kanske ett batteri på 138 kilo? Här är den viktiga informationen:

• i läget för kontinuerlig laddning av batteriet ljuder förbränningsmotorn, så det är ingen tystnad för elektrikern (men över 80-90 km / h är skillnaderna inte längre märkbara),
• i läget för nästan urladdat batteriladdning är kraften hos förbränningsmotorn otillräcklig för normal körning; bilen accelererar knappt över 60 km/h och kan sakta ner i nedfarter (!),
• i sin tur att 138 kg av förbränningsmotorn teoretiskt * skulle kunna bytas ut mot 15-20 kWh batteri (19 kWh av Renault Zoe-batteriet som beskrivs ovan), vilket skulle räcka för att köra ytterligare 100-130 km.

Den elektriska BMW i3 (2019) har en räckvidd på cirka 233 kilometer. Om den extra massan från BMW i3 REx (2019) förbränningsmotor hade använts, kunde bilen åka 330-360 kilometer på en laddning.

Att välja batterier. Energitätheten i cellerna ökar hela tiden, men för att arbetet ska fortsätta måste det finnas folk som är villiga att betala för övergångsskeden.

> Hur har batteritätheten förändrats under åren och har vi verkligen inte gjort framsteg på detta område? [VI KOMMER SVAR]

*) BMW i3-batteriet fyller nästan hela fordonets chassi. Modern teknik för produktion av celler tillåter inte att fylla utrymmet som är kvar från förbränningsmotorn med ett batteri med en kapacitet på 15-20 kWh, eftersom det inte finns tillräckligt med det. Denna överskottsmassa kan dock hanteras bättre år efter år genom att använda celler med allt högre energitätheter. Det hände i generationer (2017) och (2019).

Öppningsbild: Audi A3 e-tron, en laddhybrid med förbränningsmotor, elmotor och batterier.

Detta kan intressera dig: