Расширитель диапазона - Range extender

Эта статья про автомобиль. Для устройств, расширяющих беспроводные сети, см. беспроводной повторитель.
"EREV" перенаправляется сюда. О романе Эли Шехтмана см. Ерев.
Электромобиль с внешним расширителем диапазона или генераторный прицеп.

А расширитель диапазона на топливной основе вспомогательный блок питания (APU), который расширяет диапазон аккумулятор электромобиль управляя электрический генератор заряжает аккумулятор автомобиля. Такое расположение известно как серия гибрид трансмиссия. Наиболее часто используемые расширители диапазона: двигатель внутреннего сгорания, но топливные элементы или другие типы двигателей.[1]

Автомобили с расширителем диапазона также упоминаются как электромобили с увеличенным запасом хода (EREV), электромобили с увеличенным запасом хода (REEV), и аккумуляторно-электромобиль с увеличенным запасом хода (BEVx) посредством Калифорнийский совет по воздушным ресурсам (CARB).[2]

Ключевой функцией расширителя диапазона является увеличение дальности действия автомобиля. Автономность запаса хода является одним из основных препятствий на пути коммерческого успеха электромобилей, а увеличение дальности действия транспортного средства, когда батарея разряжена, помогает облегчить тревога диапазона.[3]

Конструкция транспортного средства с увеличенным запасом хода также может снизить потребление топлива с увеличенным запасом хода (например, бензина) за счет использования основного топлива (например, энергии аккумулятора), при этом сохраняя запас хода одноотопливного транспортного средства, питаемого от топлива с расширенным запасом хода, такого как как бензин. Топливо с увеличенным запасом хода обычно считается менее экологически и экономичным в использовании, чем основной источник топлива, поэтому система управления транспортным средством отдает предпочтение использованию основного топлива, если оно доступно. Однако из-за ограничений дальности действия с основным источником топлива топливо для увеличения дальности позволяет транспортному средству получить многие из затрат и экологических преимуществ основного топлива, сохраняя при этом полный диапазон движения источника топлива для увеличения дальности. [4] Например, в Chevy Volt питание от аккумуляторной батареи от электросети может быть дешевле и экологичнее, чем сжигание бензина (в зависимости от источника выработки электроэнергии), но из-за компромисса между запасом хода чистого электромобиля и его аккумулятором. Размер, добавление бензина, увеличивающего запас хода, многие считают хорошим компромиссом, позволяющим придать Chevy Volt значительно больший запас хода. Однако сколько выгод от использования основного топлива зависит от того, как движутся автомобили. [5] Например, первое поколение Chevy Volt будет работать на 100% от батареи от электрической сети в течение первых 60 км (37 миль), в то время как второе поколение Volt будет работать от 100% заряда батареи в течение первых 85 км (53 мили). при полной подзарядке между поездками. Однако, если тот же Chevy Volt проезжает сотни миль в день, ему потребуется значительное количество бензина, так как батарея будет быстро разряжаться. При использовании бензинового двигателя для выработки энергии для двигателей номинальная экономичность составляет 6,4 л / 100 км (37 миль на галлон).-НАС) и 5,6 л / 100 км (42 миль на галлон-НАС) для моделей разных поколений. Поэтому очень важно понимать характер вождения среднего пассажира, чтобы полностью понять влияние, которое эти автомобили с увеличенным запасом хода будут иметь в реальном мире.

Многие автомобили-расширители дальности, включая Chevrolet Volt и BMW i3, могут заряжать свои аккумуляторы как от сети, так и от расширителя диапазона, и поэтому являются подключаемый гибридный электромобиль (PHEV).[6][7]

Когда расширитель запаса хода использует обычное топливо, его можно заправлять на регулярной основе. заправочные станции, что обеспечивает им такой же запас хода, как и у обычных автомобилей.[8][9][10]

Поскольку REEV приводится в движение только электродвигателем, он может избавить от веса и стоимости, связанных с коробкой передач. коробка передач система, обычно используемая в автомобилях с двигателем внутреннего сгорания. Кроме того, поскольку расширителю диапазона нет необходимости увеличивать или уменьшать выходную мощность в соответствии с потребностями транспортного средства в мощности (эта задача решается с помощью электродвигателя), расширитель диапазона может быть подобраен таким образом, чтобы удовлетворить требования средней мощности транспортного средства, а не его пиковую мощность. требуемая мощность (например, при ускорении). Расширитель диапазона также может работать намного ближе к своему наиболее эффективному скорость вращения. Эти конструктивные особенности позволяют REEV очень эффективно преобразовывать энергию ископаемого топлива в электроэнергию и движение транспортного средства.

Поколения

Регулирование CARB

Согласно поправкам 2012 года к Правилам о транспортных средствах с нулевым выбросом, принятым в марте 2012 года Калифорнийским советом по воздушным ресурсам (CARB), электромобиль с увеличенным запасом хода, обозначенный как BEVx, должен соответствовать, среди прочего, следующим критериям:[2]

Приложения

Расширители диапазона обычно используются в морской (автономный подводный аппарат ), самолет и генератор / утилита, автомобильный[12] и гибридный электромобиль Приложения.[13]

Автомобильная промышленность

Chevrolet Volt

В Chevrolet Volt это серии подключаемый гибрид названный General Motors «электромобилем с увеличенным запасом хода».

Дженерал Моторс описывает Chevrolet Volt как электромобиль оснащен аккумулятором на 16 кВтч и бензиновым двигателем, работающим на расширенном диапазоне. двигатель внутреннего сгорания (ДВС) как генераторная установка и поэтому окрестили Volt «электромобилем с увеличенным запасом хода» или E-REV.[6][7][14] В интервью в январе 2011 года главный инженер Chevy Volt Памела Флетчер назвала Volt «электромобилем с увеличенным запасом хода».[15] Volt работает как чисто электрический автомобиль первые 40-80 км (25-50 миль) в истощающий режим. Когда емкость аккумулятора падает ниже предварительно установленного порога после полной зарядки, автомобиль переходит в режим поддержания заряда, и система управления Volt выберет наиболее оптимально эффективный режим движения для повышения производительности и повышения эффективности на высоких скоростях.[6][16][17]

Согласно подсчету миль, пройденных General Motors в режиме реального времени владельцами Volt в Северной Америке, к середине июня 2014 года они накопили более 800 миллионов километров (500 миллионов миль) на полностью электрических автомобилях. GM также сообщила, что владельцы Volt ездят более 63% в полностью электрическом режиме. Владельцы Volt, которые заряжают регулярно, обычно проезжают более 1560 км (970 миль) между заправками и посещают заправочную станцию ​​реже одного раза в месяц.[18] В аналогичном отчете, выпущенном GM в августе 2016 года, сообщается, что владельцы Volt накопили почти 2,4 миллиарда км (1,5 миллиарда миль), проехав их в режиме электромобиля, что составляет 60% от их общего количества пройденных миль.[19]

BMW i3

Дополнительный расширитель диапазона доступен для BMW i3, что позволяет квалифицировать автомобиль как аккумуляторно-электромобиль с увеличенным запасом хода (BEVx) в соответствии с Калифорнийский совет по воздушным ресурсам нормативно-правовые акты.

В BMW i3 Полностью электрический автомобиль с аккумулятором не менее 22 кВтч предлагает дополнительный расширитель запаса хода с бензиновым двигателем ВСУ.[20] В качестве расширителя диапазона используется тот же двухцилиндровый бензиновый двигатель объемом 647 куб. См, который использовался в BMW C650 GT скутер с топливным баком на 9 л (2,0 имп гал; 2,4 галлона США). Американская модель изначально имела ограниченную электроникой емкость меньшего объема - 7 литров.[21] Расширитель диапазона срабатывает, когда уровень заряда батареи падает до 6%. Он вырабатывает электроэнергию, чтобы расширить диапазон от 130–160 км (80–100 миль) до 240–300 км (150–190 миль).[22][23] Производительность в режиме расширения диапазона может быть более ограничена, чем при работе от батареи, поскольку BMW разработала расширитель диапазона в качестве резервного, чтобы обеспечить возможность достижения места подзарядки.[24]

По данным BMW, в начале выпуска i3 использование расширителя запаса хода было намного больше, чем ожидал автопроизводитель, более 60%. Со временем он значительно уменьшился, некоторые люди почти никогда его не использовали, и к 2016 году он будет регулярно использоваться менее чем в 5% i3s.[25]

Опция расширителя диапазона стоит дополнительно 3 850 долларов США В Соединенных Штатах,[26] дополнительно 4710 евро (~ 6300 долларов США) во Франции,[27] и 4490 евро (~ 6000 долларов США) в Нидерландах.[28]

Опция расширителя запаса хода BMW i3 была разработана с учетом требований CARB для вспомогательной силовой установки (APU) под названием REx. Согласно правилам CARB, принятым в марте 2012 года, BMW i3 2014 года с установленным блоком REx станет первым автомобилем, который квалифицируется как электромобиль с увеличенным запасом хода или BEVx. CARB описывает этот тип электромобиля как «аккумуляторно-электромобиль с относительно большим запасом хода (BEV), к которому добавлен APU». APU, который поддерживает заряд батареи примерно на 6% после того, как батарея разряжена при нормальном использовании, строго ограничен в дополнительном диапазоне, который он может обеспечить.[2][29]

Другие примеры

Снятый с производства Фискер Карма был электромобилем с увеличенным запасом хода.

Другие электромобили с увеличенным запасом хода включают снятые с производства Кадиллак ELR и прекращенный Фискер Карма.[30][31][32] В июне 2016 года Nissan объявил, что до марта 2017 года представит в Японии компактный автомобиль с расширителем диапазона. Nissan Gripz концепция кроссовер представлен на 2015 Франкфуртский автосалон.[33]

В LEVC TX Лондонское такси было запущено в 2017 году и оснащено аккумулятором емкостью 33 кВтч, который заряжается от 1,5-литрового бензинового двигателя.[34]

В Lixiang One представляет собой большой внедорожник, в котором аккумулятор емкостью 41 кВтч сочетается с небольшим 1,2-литровым бензиновым двигателем.[35][36]

Этот подход также использовался для тяжелых транспортных средств, таких как Райтбуса Близнецы 2[37] и Новый Routemaster[38] автобусов.

В Nissan Kicks e-Power представляет собой субкомпактный кроссовер, который сочетает в себе аккумулятор емкостью 1,57 кВтч и небольшой 1,2-литровый бензиновый двигатель.

Беспилотные летательные аппараты

Программа Wolverine 3 2010 года включала расширитель диапазона ICE для своего Беспилотный летательный аппарат.[39]

Трансмиссия

Схематическая классификация альтернативных силовых агрегатов

Электромобиль с увеличенным запасом хода использует серия гибрид трансмиссия.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Харроп, Питер (13 марта 2015). «Расширители диапазона гибридных автомобилей: прощайте, поршни». IDTechEx. Получено 2015-05-18.
  2. ^ а б c Джон Фёлькер (2013-10-23). «Электромобиль BMW i3 2014: почему в Калифорнии устанавливаются требования к диапазону и ограничения двигателя». Отчеты о зеленых автомобилях. Получено 2014-01-19.
  3. ^ Фортиш, Питер; Хлонд, Бастиан; Вайс, Кристина; Маллиг, Николай (июнь 2015 г.). «Электромобили с расширителем запаса хода как подходящая технология (ЕВРЕСТ)». Karlsruher Institut für Technologie. Получено 2015-05-18.
  4. ^ Брэдли, Томас; Фрэнк, Эндрю. «Дизайн, демонстрация и оценка воздействия на экологичность подключаемых гибридных электромобилей» (PDF).
  5. ^ Брэдли, Томас; Куинн, Кейси. «Анализ факторов полезности подключаемого гибридного электромобиля» (PDF).
  6. ^ а б c Мэтт, Роланд; Эберле, Ульрих (01.01.2014). «Система Voltec - накопление энергии и электрическая тяга». Получено 2014-05-04.
  7. ^ а б "Chevrolet Volt выезжает на дорогу, опережая график". Нью-Йорк Таймс. 2009-06-25. Получено 2014-01-19.
  8. ^ Майкл Грэм Ричард (14 октября 2009 г.). «Может ли беспокойство по поводу дальности подорвать перспективы появления электромобилей?». Зеленая планета Дискавери. Архивировано из оригинал на 2013-12-03. Получено 2010-03-14.
  9. ^ «Подключаемый гибридный электромобиль (PHEV)». Центр энергетики и глобальной окружающей среды, Технологический институт Вирджинии. Архивировано из оригинал на 2011-07-20. Получено 2010-12-29.
  10. ^ "Что такое гибридный автомобиль?". HybridCars.com. Получено 2010-12-29.
  11. ^ Расширители запаса хода для электромобилей Land, Water и Air 2012-2022
  12. ^ Электромобиль и расширитель запаса хода
  13. ^ Идеальный расширитель диапазона
  14. ^ Джонатан Остинг (12 октября 2010 г.). «Является ли Chevrolet Volt настоящим электромобилем? General Motors защищает этикетку электромобиля». MLive.com. Получено 2010-06-02.
  15. ^ Кучмент, Анна (январь 2011). «Практически зеленый: вопросы и ответы с главным инженером Chevy Volt». Scientific American. 304 (1). Природа Америки. п. 25. ISSN  0036-8733. Получено 2011-03-27.
  16. ^ Норман Майерсон (15.10.2010). "Сортировка мифа от факта, поскольку дебют Volt". Нью-Йорк Таймс. Получено 2010-10-17.
  17. ^ Фрэнк Маркус (10.10.2010). «Открутите Chevy Volt, чтобы увидеть, как он тикает». Motor Trend. Получено 2010-10-11.
  18. ^ «Владельцы Chevrolet Volt преодолевают полмиллиарда миль на электричестве» (Пресс-релиз). США: General Motors. 2014-06-17. Получено 2014-07-02.
  19. ^ Кобб, Джефф (2016-08-01). "В США продан 100-тысячный Chevy Volt". HybridCars.com. Получено 2016-08-09.
  20. ^ Викнеш Виджайентиран (20.07.2010). «Первый крупный проект BMW Megacity на Олимпийских играх 2012 года в Лондоне». Авторитет. Получено 2010-07-23.
  21. ^ Джон О'Делл. «BMW i3 Range Boost: рост на 40% в 2017 году». Парень из зеленой машины. Получено 2020-09-18.
  22. ^ Джей Коул (29.07.2013). «BMW i3 Range Extender предлагает на 87 миль больше, снижает производительность». Внутри. Получено 2013-07-29.
  23. ^ Грег Кейбл (24 февраля 2013). «Первые поездки на гибридном спортивном автомобиле BMW i8 и полностью электрическом i3». Autocar. Получено 2013-02-27.
  24. ^ Джон Фёлькер (12 марта 2013 г.). "Электромобиль BMW i3: расширитель диапазона ReX не для повседневного использования?". Отчеты о зеленых автомобилях. Получено 2013-03-12.
  25. ^ Дафф, Майк (2016-03-08). «BMW i Chief: более крупные модели i будут предлагать дополнительный расширитель диапазона». Автомобиль и водитель. Получено 2016-03-18.
  26. ^ Бенджамин Престон (2013-07-29). "BMW представляет электромобиль i3". Нью-Йорк Таймс. Получено 2013-07-29.
  27. ^ Микаэль Торрегросса (30.07.2013). "Voiture électrique - La BMW i3 officiellement révélée" [Электромобиль - официально представлен BMW i3] (на французском). Association pour l'Avenir du Véhicule Electrique Méditerranéen (AVEM). Получено 2013-07-31.
  28. ^ Эрик Лавдей (22 июля 2013 г.). «Официально: BMW i3 Range Extender увеличивает цену на 4490 евро (5 919 долларов США) в Нидерландах». InsideEVs.com. Получено 2013-07-29.
  29. ^ Том Молоуни (2014-10-24). «I3 REx: мысли владельцев One об ограничениях BEVx». BMWБлог. Получено 2014-01-24.
  30. ^ Эрик Лавдей (06.02.2013). «Frost & Sullivan прогнозирует бум электромобилей с увеличенным запасом хода». PluginCars.com. Получено 2013-08-11.
  31. ^ Сэм Абуэлсамид (2 апреля 2009 г.). «Что такое серийный гибридный электромобиль / электромобиль с увеличенным запасом хода?». Autoblog Green. Получено 2013-08-11.
  32. ^ Джон Фёлькер (13 марта 2012 г.). "2012 Fisker Karma - Обзор". Отчеты о зеленых автомобилях. Получено 2013-08-11.
  33. ^ Греймель, Ганс (25.06.2016). «Список дел Nissan: запас хода, автономность». Автомобильные новости. Получено 2016-06-27.
  34. ^ Молдрич, Кертис (4 апреля 2018 г.). «Обзор LEVC TX: новое электрическое такси в Лондоне». Автомобильный журнал. Великобритания. Получено 2018-10-17.
  35. ^ https://www.carscoops.com/2019/03/li-xiangs-first-model-has-six-seats-four-screens-and-a-hybrid-powertrain
  36. ^ https://www.lixiang.com/mall/one.html
  37. ^ Наварро, Ксавьер (14 мая 2009 г.). «Гибридный автобус, который вдвое снижает расход топлива». Автоблог. Получено 2015-11-21.
  38. ^ «Технические характеристики нового Routemaster» (PDF). Wrights Group. Получено 2015-11-21.
  39. ^ Брук, Линдси (21.06.2010). «Секреты нового двигателя БПЛА Рикардо могут породить расширитель дальности действия для электромобилей». Международное общество автомобильных инженеров. Получено 2015-11-22.