SkySheep (skysheep) wrote in engineering_ru,
SkySheep
skysheep
engineering_ru

Categories:

Электромобиль в городском режиме езды - пробег, потребление энергии, потери при зарядке, выбросы

Ранее я уже писал про потребление энергии электромобилем при движении по шоссе (см. 900 км в день на электромобиле).  Теперь давайте подробно разберем потребление энергии в городском движении.  Ради этого, я в течение почти 3 месяцев подробно измерял и записывал километраж, потребление энергии, расход энергии для зарядки, и множество других параметров.





Для этого эксперимента я основательно подготовился.  Установил, снаружи дома, розетку 240 вольт/30 ампер.

IMG_0768.JPG

Также, я купил зарядное устройство, с переменным током зарядки 16/24/32 ампера и со счетчиком потребляемой энергии.

IMG_0771.JPG
IMG_0818.JPG

Ну и купил сканнер (OBD II Scaner) для считывания внутренних параметров автомобиля, таких как скорость, потребляемая мощность, температура батареи, и множества других.
IMG_0766.JPG

1. Потребление энергии.

Энергия тратится на движение автомобиля.  Энергия тратится как для придания ускорения автомобилю, так и при равномерном движении, для преодоления трения качение, и сопротивления воздуха.  График скорости и потребляемой энергии (мощности) в города выглядит вот так.  В целом, при движении в городе, мощность редко превышала 20 кВт.  При снижении скорости, мощность становится отрицательной.  Это рекуперация энергии. Часть кинетической энергии автомобиля превращается обратно в электрическую, которая сохраняется в батареях.  Эффективность этого преобразования - около 50-70%.



Помимо движения, энергия также тратится на все аксесурары автомобиля. Я попытался примерно измерить сколько уходит энергии на разные вещи.

  • Неподвижный включенный автомобиль, работающее радио, экраны, и телефон на зарядке - около 100 ватт.  Вентилятор (без кондиционера) + 100 ватт.





  • Включенные фары + 400 ватт.



  • Кондционер на полную мощность с минимальной тепературой 18 градусов - около 2.7 кВт.





  • Кондиционер с внутренней температурой +22, и минимальной мощностью, около 600 ватт.






  • При стоянии в пробке, с работающим кондиционером (температура снаружи +35, внутри +22), с фарами, радио, и зарядкой телефона, потребление энергии было около 1.1 кВт.







  • Подогрев руля - около 50 ватт.  Подогрев руля + 4 сидений - около 300 ватт.



  • Я попытался включить нагреватель на полную мощность, максимальная температура +30. Максимальная мощность на обогрев салона была около 6 кВт.



  • Разморозка передних и задних стекл (дефрост) - около 2 кВт.


2.  Дальность пробега в городском цикле.

По паспорту, дальность пробега на одной зарядке составляет 238 миль (около 380 км), но это основано на комбинированном городском/загородном цикле.  При езде в городе, пробег должен быть значительно выше.  Я решил это проверить.

  • Суббота, 5 мая, утро, я начал с полной зарядкой.


IMG_0777.JPG

  • Понедельник, 7 мая, утро, проехал 141 км, около 70% заряда осталось.


IMG_0779.JPG


Пятница, 11 мая, вечером, проехал 273 км, потратил 33.8 кВтч, осталось около 45%.

IMG_0793.JPG

  • Понедельник, 14 мая, вечер, проехал 399км, потратил около 49 кВтч, осталось около 15% заряда.  Тут я поставил машину на зарядку.


IMG_0816.JPG
Итого, около 400 км в городе на одной зарядке можно проехать без проблем.  В реальной жизни я просто ставлю на зарядку и подзаряжаю до 88% каждый вечер или через день.
По мере езды без ежедневной позарядки, я обнаружил что эффективность росла по мере снижения заряда батареи.  В начале езды эффективность была около 14 кВтч/100км, а к концу достигла 11 кВтч/100км.  Точно не знаю почему так, но у меня есть несколько предположений.

  • Возможно рекуперация энергии лучше работает при полупустой батарее.  Может быть максимальная мощность зарядки выше, и меньше энергии теряется при зарядке.

  • Возможно снижается максимальная мощность двигателя, и может быть снижается ускорение.  Я этого при езде не заметил, но возможно оно небольшое и незаметно в большинстве случаев.

3. Измерение потерь при зарядке

Затем, я решил измерить потери электроэнергии при зарядке.  Часть электроэнергии теряется при преобразовании переменного тока в постоянный.  Также, при зарядке батареи, часть энергии теряется и превращается в тепловую энергию.  Я думал что потери при зарядке будут как-то зависеть от тока зарядки и от мощности зарядки, поэтому я сделал много измерений с разными мощностями. Но как окалось, при зарядке от розетки с напряжением 240 вольт, вне зависимости от тока зарядки, потери составляли около  6-7%.  Вот табличка со всеми (почти) зарядками.

Chevy Bolt 1.PNG



Зарядка с током 32 ампера превышает номинальную допустимую мощность розетки и предохранителя, поэтому я не буду ее использовать.  Буду заряжаться с 24 амперами.

4. Измерение стоимости и энергоэффективности

Общий расход энергии на зарядку (с учетом потерь при зарядке) в городком режиме составил 14.44 кВтч/100 км.   При стоимости электроэнергии у нас в 13 центов за кВтч, стоимость топлива на 100км составляет около $1.88.   Ранее я измерял потреблениее на трассе, и оно составило 16.81 кВтч/100км (стоимость $2.19 за 100км).  Для сравнения я взял один из самых экономичных ДВС автомобилей - Хонда Цивик 1.5Л.  У нее расход 7.4 литра в городе, и 5.6 литров на автотрассе. При стоимости бензина у нас около 79 центов за литр, стоимость пробега Цивика - $5.85 за 100 км в городе, и $4.43 на 100 км по автотрассе.  Разница в цене топлива - 2-3 раза.

Расход энергии можно расчитать зная что у нас примерно 6% электроэнергии терятся при передаче.  Электрогенерация в нашем штате вся тепловая, и состоит из АЭС (14%), угольных станций (18%), и газовых станций (67%).  На выработку 1кВтч энергии тратится 8727 кДж тепловой энергии. Соответственно, для того чтобы мой электромобиль проехал 100 км по городу, на электростанциях должны сжечь 133.6 кДж топлива, и на 100 км по автотрассе, электростанции должны сжечь 155.5  кДж топлива.  Если мы сравним с нашим Цивиком, то в литре бензина около 35 кДж энергии. Цивик потребляет 259 кДж в городе (почти в 2 раза больше), и 196 кДж (на 25% больше).  Из этого следует что общее КПД электротранспорта значительно выше чем КПД ДВС транспорта, даже если все электричество берется из тепловых электростанций.

Chevy vs Honda Civic.PNG


5. Измерение выбросов вредных веществ.

Электростанции в нашем штате выбрасывают около 450г. CO2 на 1 кВт энергии.   При сжигании одного литра бензина, производится около 2.27 кг CO2.  Соответственно, выбросы CO2 в атмосферу у электромобиля значительно ниже - в 2.5 раза ниже в городском резжиме, и в 1.5 раза ниже в загородном режиме. И это при нашей 86% углеродной генерации. В местах где доля АЭС и ВИЭ выше, выборы СО2 будут ниже.

Но может вы из тех чудаков, которые верят что CO2 полезный для планеты газ, и его выбросы сокращать не надо.  В таком случает можно сравнить выбросы NOx (оксидов азота).   NO не имеет запаха, но при вдыхании может связываться с гемоглобином, подобно угарному газу переводя его в форму, не способную переносить кислород. NO2 раздражает лёгкие и может привести к серьёзным последствиям для здоровья. NO2 соединяется с водой, хорошо растворяется в жире и может проникать в капилляры лёгких, где он вызывает воспаление и астматические процессы.  Итак, выбросы электростанций 0.2 грамма на кВтч, или около 3 граммов на 100 км моей езды в городе.  Это примерно столько же сколько бензиновые автомобили, и раз в 10 ниже чем дизельные автомобили  И в отличая от ДВС автомобилей, эти выбросы NOx будут вдали от людей.

Если сравнить выборсы остальных вредных вещества (летучих органических веществ, приповерхностного озона, свинца, ртути, угарного газа, оксидов серы и пылевых частиц), то результаты будут похожими. Выбросы на электростанциях будут раз в 5-10 ниже чем выбросы ДВС автомобилей.



6.  Сравнение с газомоторным толивом

Есть некоторые люди которые ошибочно считают что использование природного газа в качестве топлива более выгодно и более экологически чисто, чем использование электромобилей.  Вот пример одного такого человека:


Владимир Путин, президент РФ: «Для нашей страны, конечно, использование газомоторного топлива является даже более приоритетным, имею в виду в том числе и вопросы экологического характера, потому что для того, чтобы получить электроэнергию, нужно сначала ее выработать. И значительная часть электроэнергии вырабатывается на углях. Это очень серьезное обстоятельство, которое мало кем учитывается».


Это ошибочное мнение.  В России от угля вырабатывается не более 15% электроэнергии. Современные газовые электростанции достигают эффективности использования тепловой энергии, которая недостижима для автомобилей с ДВС.  Так, например, КПД современных газотурбинных станций с комбинированым циклом превышает 50%.  Так, для производства 1 кВтч энергии (3600 кДж энергии) на электростанции надо сжечь около 7200 кДж газа.  Для генерации электроэнергии на 100 км пути в городе, на электростанции надо сжечь 110 мДж газа (129 мДж для 100 км на трассе).

А если газовый ДВС автомобиль заправлять природным газом, то средний расход топлива будет около 280 мДж (6м3/100км) при езде в городе, и около 210 мДж (8м3/100км) на трассе.  Как видим, разница в 2.5 раза в городском режиме, и 1.6 раза в загородном режиме.  У электростанций также есть еще потенциал для когенерации (использования тепловых отходов в полезных целях), тогда как у автомобиля когенерация ограниченна обогревом салона. Ну и выбросы газовой электростанции будут вдали от населения.
Как видим, как не крути, газ выгоднее сжигать на электростанции, и заряжать электромобиль электричеством произведенным от этого газа.



Выводы

Электротранспорт значительно более эффективен чем транспорт с ДВС двигателем, даже когда электричество берется из источников на ископаемом топливе.




Tags: испытания и эксперименты, транспорт, экология, электричество, энергоэффективность
Subscribe
promo engineering_ru june 8, 2015 11:10 60
Buy for 200 tokens
Оригинал взят у subbotazh в Развитие системы LRT в Портленде (США) Портленд (Portland) - расположен в северо-западной части США, крупнейший город в штате Орегон (Oregon). По состоянию на 2013 год население Портленда составляло 609 456 человек, что позволило ему войти в 30 самых крупных…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 589 comments
Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →
забыли сравнить степень загрязнения окружающей среды при производстве и утилизации АКБ для таких автомобилей
Незнчительное загрязнение окружающей среды при производстве и утилизации АКБ.

fortunaii

11 months ago

skysheep

11 months ago

fortunaii

11 months ago

dmi2130

11 months ago

jr0

11 months ago

skysheep

11 months ago

yasmax

11 months ago

jr0

11 months ago

yasmax

11 months ago

jr0

11 months ago

skysheep

11 months ago

yasmax

11 months ago

skysheep

11 months ago

nero_schwarz

11 months ago

yasmax

11 months ago

max_andriyahov

11 months ago

jr0

11 months ago

igruno4ek

11 months ago

igruno4ek

11 months ago

_dmitrii

11 months ago

woodpecker70

10 months ago

jr0

11 months ago

augustdoom

11 months ago

ubpskh

11 months ago

nukemall

11 months ago

ubpskh

11 months ago

jr0

11 months ago

alex_leshy

11 months ago

ubpskh

11 months ago

feanture

11 months ago

alex_leshy

11 months ago

jr0

11 months ago

jr0

11 months ago

6% потерь в сетях - выглядит очень подозрительно мало.

Среднее по США около 5%

https://www.eia.gov/tools/faqs/faq.php?id=105&t=3

mydogandi

11 months ago

opup

11 months ago

eugen496_1

11 months ago

netnet_dada

11 months ago

eugen496_1

11 months ago

trianons

8 months ago

Suspended comment

14.44 кВт*ч

max_andriyahov

June 5 2018, 04:54:58 UTC 11 months ago Edited:  June 5 2018, 04:55:19 UTC

На наши цены - меньше литра бензина /100 км пробега.
И, да - тут будет срач на 500+ комментов

narkom

11 months ago

narkom

11 months ago

shamaner

11 months ago

max_andriyahov

11 months ago

klaip

11 months ago

shamaner

11 months ago

klaip

11 months ago

shamaner

11 months ago

не учтен рост цен на электричество при массовом переходе на электромобили
Я думаю цены снизятся. Можно будет повысить использование установленных мощностей.

kh_sugutskiy

11 months ago

skysheep

11 months ago

kh_sugutskiy

11 months ago

skysheep

11 months ago

kh_sugutskiy

11 months ago

eugen496_1

11 months ago

kh_sugutskiy

11 months ago

eugen496_1

11 months ago

kh_sugutskiy

11 months ago

harmfulgrumpy

11 months ago

kh_sugutskiy

11 months ago

harmfulgrumpy

11 months ago

harmfulgrumpy

11 months ago

alex_leshy

11 months ago

skysheep

11 months ago

alex_leshy

11 months ago

skysheep

11 months ago

alex_leshy

11 months ago

skysheep

11 months ago

max_andriyahov

11 months ago

jr0

11 months ago

augustdoom

11 months ago

jr0

11 months ago

yasmax

11 months ago

macarow

June 5 2018, 05:10:27 UTC 11 months ago Edited:  June 5 2018, 05:18:34 UTC

Сейчас ископаемое топливо ещё подрастёт в цене, и будет совсем хорошо. Вчера только смотрел, как мужики в Ниву (самую обычную, совковую) поставили электрический движок, батареи и радуются - замеряют рекорды по разгону, тягаются с импортными седанами на бензине... Электрический сектор неизбежно будет расти, хочет этого кто-либо или нет. Понятно, что сейчас набегут хейтеры, обожающие нюхать бензин по утрам и смывать копоть по вечерам, но их время заканчивается. И через какие-нибудь пятнадцать - двадцать лет обычный ДВС на авто будет выглядеть жутким и позорным анахронизмом и просто глупостью. Будущее, очевидно, за электротягой. И это отлично. Сократится шум от дорог, исчезнет загрязнение от выхлопов. Города перестанут покрываться копотью и задыхаться от смога. И всё это уже в обозримом будущем, что не может не радовать.

П.С. Надо ещё заметить, что на газовой ТЭС выбросы получаются чище, и очистка там совсем другого уровня, чем при ДВС на авто. Это не просто улавливание примесей, но разделение их на компоненты с дальнейшим использованием. Даже CO2 сейчас научились утилизировать, и всего лишь вопрос времени когда такие установки будут стоять повсеместно, на каждой ТЭС.
Прямо таки нью-васюки)

macarow

11 months ago

augustdoom

11 months ago

macarow

11 months ago

augustdoom

11 months ago

macarow

11 months ago

augustdoom

11 months ago

aschnurrbart

11 months ago

macarow

11 months ago

aschnurrbart

11 months ago

macarow

11 months ago

aschnurrbart

11 months ago

macarow

11 months ago

aschnurrbart

11 months ago

macarow

11 months ago

aschnurrbart

11 months ago

macarow

11 months ago

aschnurrbart

11 months ago

macarow

11 months ago

aschnurrbart

11 months ago

omaded

11 months ago

aschnurrbart

11 months ago

omaded

11 months ago

aschnurrbart

11 months ago

skysheep

11 months ago

aschnurrbart

11 months ago

skysheep

11 months ago

aschnurrbart

11 months ago

skysheep

11 months ago

aschnurrbart

11 months ago

skysheep

11 months ago

aschnurrbart

11 months ago

skysheep

11 months ago

aschnurrbart

11 months ago

aschnurrbart

11 months ago

augustdoom

11 months ago

macarow

11 months ago

augustdoom

11 months ago

skysheep

11 months ago

macarow

11 months ago

augustdoom

11 months ago

augustdoom

11 months ago

macarow

11 months ago

augustdoom

11 months ago

так и думал про эффективность, что любая станция априори эффективней ДВС, иначе все бы уже давно на дизель генераторах жили, но ведь электромобиль дороже аналогичного с ДВС? Сколько километров надо проехать чтоб он окупился? Сколько лет вам на это потребуется? И какую бы вы доходность получили с разницы стоимости если бы купили на нее трежерис?
Это, на мой взгляд, несколько неправильный подход. Покупка автомобиля всегда будет невыгодной, и он никогда не окупается. Выгоднее всего ходить пешком, ездить на велосипеде, и ездить на общественном транспорте.

Электромобили сейчас дороже чем ДВС. По мере увеличения масштабов производства, они станут дешевле.

rus_unordnung

11 months ago

divan

11 months ago

dimantrump

11 months ago

skysheep

11 months ago

augustdoom

11 months ago

skysheep

11 months ago

augustdoom

11 months ago

И здесь Путин!
Да он повсюду. На нём вся Вселенная держится.

divan

11 months ago

jr0

11 months ago

>Но может вы из тех чудаков, которые верят что CO2 полезный для планеты газ, и его выбросы сокращать не надо.

я из тех людей, кто верит, что творимый человеком со2 - составляет мизерный объем, сравнимо с единимным извержением вулкана, например... не говоря о лесных пожарах етс...
и также верю в то, что "развитые страны" придумали бред с "глобальным потеплением" и прочими "углеродными следами" для втюхивания дотированных "альтернативных источников ВИЭ", "электромобильной рэволуции" и прочего...
а, ну да, и наложения дани с тех, кто хочет сейчас догнать их через индустриализацию, удушая прямым смыслом через "плату за воздух"...
погуглите и сильно удивитесь. вулканы - на три порядка меньше выбрасывают СО2

solar_front

11 months ago

Здравствуйте! Ваша запись попала в топ-25 популярных записей LiveJournal северного региона. Подробнее о рейтинге читайте в Справке.
Большое спасибо за подробный анализ - я уже давно присматриваюсь к этим новым электромобилям, но не решил ещё переходить на них или нет. Для меня важным оказалось то, что пробег электромобилей оказывается дешевле в перерасчёте на доллар-на-милю и то, что между подзарядками автомобиля можно проезжать порядка 200 миль. А это тот самый рубеж когда я могу принять решение о покупке такого транспорта.
кругом одни пи-расы

Screened comment

netnet_dada

10 months ago

mdkoltz

10 months ago

netnet_dada

10 months ago

mdkoltz

10 months ago

С 6-ю % на передачу вы конечно загнули, обычно в районе 30-40%, если конечно электростанция не прямо в вашем городе, да что там - только на отрезке низкого напряжения (то что идет прямо к розетке потери как правило не меньше 10%, для многоквартирных домов, в частных секторах с этим вообще "мрак").
Если брать КПД АЭС - то он в районе 35% (я имею в виду безопасные водно-водяные реакторы) Прямоточные лодочные конечно имеют немного бОльший КПД, но Чернобль подсказывает о наличии в них определенных недостатков.
Угольные станции могут достигать высоких КПД до 50%, но они очень грязные "В черном-черном городе, на черной-черной улице..." В общем такая станция должна стоять далеко от города... очень далеко...
Я жил несколько лет в километре от большой угольной ТЭС

4 × 375 MW
2 × 575 MW

Чорного-чорного в окрестностях не наблюлалось. В солнечные сухие дни выхлоп был невидим. Во влажные дни выхлоп выглядел как столб пара.

Хотя небольшой запашок иногда в пасмурные дни ощущался.

Вообще, это пафосное место с дорогой недвигой. За стоимость трешки в Ясенево там разве что студию на 18м2 купить можно. А при долларе по 60р - наверно, уже и того не купишь.

shimaxkrsk

11 months ago

obviousity

11 months ago

shimaxkrsk

11 months ago

obviousity

11 months ago

shimaxkrsk

11 months ago

obviousity

11 months ago

max_andriyahov

11 months ago

nero_schwarz

11 months ago

obviousity

11 months ago

nero_schwarz

11 months ago

obviousity

11 months ago

netnet_dada

11 months ago

Огромное спасибо за исследование! Доступно и понятно, шах и мат адептам двс

Вопрос быстрой зарядки так и не решен. Мат откладывается

parafoxer

11 months ago

yasmax

11 months ago

parafoxer

11 months ago

yasmax

11 months ago

parafoxer

11 months ago

netnet_dada

11 months ago

parafoxer

11 months ago

augustdoom

11 months ago

Вот недавняя статья на Хабре.
Там про экологичность электромобилей, но все равно в тему

https://habr.com/post/413217/
Нужно проводить исследования для зимнего периода времени. Там наверняка утверждение автора, что городской режим выгоднее загородного работать не будет и соответственно подогрев пожрет по конячьи батарейку. Плюс низкие температуры вроде бы не хорошо сказываются на аккумах (как это в электромобилях мне не ведомо). А для РФ это крайне актуально.
Сколько стоит тестируемый автомобиль?
зимние испытания электромобиля весьма безрадостны. пробег падает втрое-вчетверо.

opup

11 months ago

rezult_forze

11 months ago

jr0

11 months ago

obviousity

11 months ago

bmc938

11 months ago

obviousity

11 months ago

skysheep

11 months ago

rezult_forze

11 months ago

scutfromhare

11 months ago

jr0

11 months ago

rezult_forze

11 months ago

opup

11 months ago

obviousity

11 months ago

opup

11 months ago

opup

11 months ago

max_andriyahov

11 months ago

opup

11 months ago

max_andriyahov

11 months ago

opup

11 months ago

max_andriyahov

11 months ago

opup

11 months ago

max_andriyahov

11 months ago

docent_vvp

11 months ago

opup

11 months ago

docent_vvp

11 months ago

opup

11 months ago

docent_vvp

11 months ago

opup

11 months ago

yasmax

11 months ago

docent_vvp

11 months ago

scutfromhare

11 months ago

jr0

11 months ago

skysheep

11 months ago

opup

11 months ago

skysheep

11 months ago

opup

11 months ago

obviousity

11 months ago

skysheep

11 months ago

scutfromhare

11 months ago

jr0

11 months ago

navimann

11 months ago

jr0

11 months ago

scutfromhare

11 months ago

opup

11 months ago

jr0

11 months ago

scutfromhare

11 months ago

jr0

11 months ago

jr0

11 months ago

skysheep

11 months ago

parafoxer

11 months ago

jr0

11 months ago

Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →