1598005413-fed7095c5cc635c55b82ef4e37ea2648 (811209), страница 45
Текст из файла (страница 45)
Сравнение проводи- лось по суммарному нормированному выбросу [52], который оценивался по уравнению (2.73). Результаты расчета приведены в табл. 4.5, в которой значе- ния выбросов принимались в результате обработки опублико- ванных данных [9; 42; 86, с.
94-120; 114; 142; 143; 145; 152; 160; 166; 167]. Хотя полученные результаты из-за разброса исходных данных имеют ориентировочный характер, однако они покаэывают, что суммарный выброс от ДВС значительно выше, чем от ЭМ. Кроме того, необходимо учитывать, что ДВС выбрасывают примеси в городе на уровне земли, в то время как ТЭС, обычно, вне города и на значительную высоту. В табл. 4.5 не учтено испарение топлива из-за неплотностей и разлива, которое в мире для бензина составляет 10ь т/год [166]. В автомобилях используются бензин и дизельное топливо, производство которых из сырой нефти также вызывает загряз- нение атмосферы вредными выбросами.
Суммарный КПД элект- ромобилей 'с учетом повышения КПД электростанций за счет использования ночной энергии лежит в пределах 25-19%, в то время как фактический КПД автомобилей с учетом затрат энергии на переработку природного топлива составляет 11-14% для карбюраторных ДВС и 18-20% для дизельных ДВС [158; 160]. 4.6.3. Требования к ЭА для ЭМ. Характеристики ЭМ и требования к энергоустановкам приведены в табл. 4,6. т4з Т а б л и ц а 4.5. Вредные выбросы автомобилей и электромоб Выбросы, г/(т ° кы) Грузоподь- Топливо емность, т Устройство гене- Рации энергии СО с„н„ ТвеРдые час- БП М типы БО, 2,5-1,2 Бензин 0,1-0,3 О 2-0 4*$ 0,4-1 Карбюраторные ЛВС Дизельные ДВС ТЭС-ЭМ ТЭС-ЗМ АЭС-ЭМ 2 10 з 240-2060 1,3-2,6 3-7 0,3-1,3 3-6 10 з Следы 1,7-4 0,7-2,6 0,4-1,3 1-2,2ьз 0,1-0,6 10"з 0,4-1 4,7-11,2 10 з-10 Дизельное Уголь Приролный гаэ Ядерное 1 ° 10 з 3-5 0,4-1 0,4-1 0,4-1 300-650 100-360 го-бо ы Выброс соединений свинца, составляющий 0,1-0,2 г/(т ° км) при использов 'з Выбросы сажи.
ннн этилированного бензина. Таблица 4.6. Требовагцзя к ЭМ зз эгезргоу~ Требования Комму. Грузовой Микро. Городской Электро- Легковой нальный электро- электро- электро- такси ЭМ Эм фургон бус бус 70-80 50-95 160 50-60 120 50-60 90 50-60 90 90 60 60 15 1-2 0,6 15 2 0,7 15 3 1 20 3,5 0,8 65-250 эо-гоо 65-160 65-100 70-140 50-90 60-100 60-130 50-70 60-120 244 Дальность пробега Эм без заправки (запас кода), км Скорость, км/ч средняя 50-60 максимала- 100 ная Ускорение: до скорости, 50 км/ч за время, с 10 Масса ЭМ, т 1 Масса ЭА, т 0,3 Удельная энергия ЭУ, Вт ч/кг 40-40 Удельная мощ- 60-90 ность ЭУ, Вт/кг 80-100 100-160 130-100 200-240 130-320 Кроме того, ЭА для ЭМ должны иметь длительный ресурс при глубоком разряде (5-10 лет — 1000-5000 циклов), высокий КПЛ (м 70%), малый саморазряд, устойчивость к механическим и другим внешним воздействиям, должны быстро заряжаться, быть простыми в эксплуатации (9; 42; 169).
Сравнение табл. 4.6 и 4.1 и рис, 4.3 показывает, что характеристики выпускаемых сейчас ЭА ниже характеристик, которые должны иметь ЭА для большинства ЭМ. Исключение составляют коммунальные ЭМ облегченной конструкции, требования к которым по удельной энергии и мощности к КПД могут удовлетворить усовершенствованные свинцовые, никель-железные и никель-цинковые ЭА. Для большинства ЭМ необходимы ЭА с более высокими, чем у свинцовых, никель.
железных и никель-цинковых ЭА, характеристиками. К таким ЭА относятся галогенно-цинковые и серно-натриевые ЭА, которые могут удовлетворять требованиям по удельной энергии и мощности, КПД и ресурсу для всех ЭМ, кроме легковых (семейных). В перспективе возможно создание литиевых твердотельных ЭА для ЭМ. Как видно из рис. 4.12, в зависимости от характеристик ЭА запас хода ЭМ меняется от 40 до 600 км, а скорость - от 40 ло 100 км/ч. 4.6.4.
Х арактерисгики ЭМ. Первые ЭМ появились в начале века, однако позднее они были вытеснены автомобилями с двигателями внутреннего сгорания. Интерес к ЭМ вновь возродился в конце 60-х годов в связи с необходимостью экономии 245 ~ттВ 700 10 4 10 т0 100 Ерр И/ ,Вт и/хг Рис.
4.12. Длительность пробега без.подзарядки, км, и скорость, кмlч, ЭМ для различных ЭА и ТЭ [Зб, с. 12191: 1 — свинцовые ЭА; 2 — никель-келезные ЭА; 3 — никель-кадмиевые ЭА; 4 никель цинковые ЭА; 5- бром цинковые ЭА; б -серно натриевые ЭА; 7- кислсь родно-водоролные ЭХГ; 8-воздулзно-водородные ЭХГ жидкого топлива и решения экологических проблем. Практически во всех развитых странах были приняты программы по' созданию ЭМ, в которых особое внимание уделялось разработке ЭА. К середине 70-х — начале 80.х годов на улицах многих городов мира появились различные ЭМ вЂ” легковые, микроавтобусы и грузовые [9; 42; 160; 168].
В США и Канаде в середине 70-х годов было около 3000 ЭМ, Несколько типов ЭМ создано во Франции, ФРГ, Италии и Японии [158; 160; 168]. В Великобритании более 35 тыс. грузовых электромобилей развозят в городах молоко, школьные завтраки, мелкие товары и т.д. [120]. В СССР была принята программа по ЭМ, в результате реализации которой разработано и испытано несколько типов ЭМ [160]. В Москве в специальном парке работает 70 электромобилей, созданных на базе„машин УАЗ и РАФ грузоподъемностью 0,5 т, мощностью мотора постоянного тока 15 кВт.
В ЭМ в основном пока исполь зуются свинцовые ЭА. Запас хода в зависимости от условий работы, местности и скорости движения может колебаться в широких пределах (30-160 км, см. рис. 4.14) и составляет в сред нем 60-120 км [172]. Расход энергии равен в среднем 0,4" 0,6 кВт ° ч/(т км) [160]. удельная мощность, отнесенная к масс~ ЭМ, находится в пределах 5-10 кВт/т у легковых ЭМ и 10- 20 кВт/т у грузовых ЭМ, максимальная скорость движения 55-95 км/ч [172].
Массовая доля свинцовых ЭА равна 30-35% от массы ЭМ, поэтому ЭМ характеризуются небольшим запасом хода и имеют ограниченную сферу применения: для коммунальных служб, подвозки промтоваров, продуктов, доставки почты и т.д. При использовании усовершенствованных никель-железных ЭА запас хода ЭМ увеличивается в 1,5-2 раза [158]. ЭМ с %-Ре ЭА разрабатываются в ФРГ, Франции и Японии.
В Японии создан и испытан ЭМ с запасом хода 160 км при скорости 40 км/ч. К достоинствам никель-железных ЭА относится устойчивость к глубоким разрядам и переполюсовкам, к недостаткам - высокий саморазряд (2% в сутки), невысокий КПД и заметное ухудшение параметров при низких температурах. Ведется разработка новых ЭА для ЭМ. На первое место для этих целей ставится никель-цинковый ЭА, у которого удельная энергия в 1,5 раза выше, чем у свинцового. В СССР были проведены успешные испытания нескольких ЭМ с никель-цинковым ЭА. Однако для широкого применения этих ЭМ необходимо в первую очередь увеличить ресурс ЭА примерно на порядок. За рубежом ведутся разработки хлор-цинковых и бром-цинковых ЭА, предназначенных для ЭМ.
Удельная энергия у этих ЭА в 2-3 раза выше удельной энергии свинцовых ЭА, соответственно пробег ЭМ с галогенно.цинковыми ЭА увеличится по крайней мере в 2-3 раза. Кроме того, удельные капитальные затраты на единицу энергоемкости у галогенно-цинковых ЭА ниже, чем у свинцовых ЭА. Опытный ЭМ с хлорцинковым ЭА при скорости 80 км/ч имел пробег без подзарядки 240 км [158]. Однако остаются нерешенными еще многие задачи, в том числе задача предотвращения выброса хлора при аварии ЗМ.
Наиболее высокие удельные энергии из вновь разработанных ЭА имеют серно-натриевые ЭА, Применение этих ЭА обеспечит пробег ЭМ до 300 км [45; с. 1041-1047; 160]. К большим достоинствам серно-натриевых ЭМ можно отнести малую стоимость единицы запасенной энергии, составляющую примерно 10- 20 руб/(кВт ч), что обеспечит широкое применение ЭМ.
Сравнение легковых АМ, автофургонов и автобусов с соответствующими ЭМ с серно-натриевыми ЭА показало, что масса ЭМ лишь на 15-20% превышает массу АМ, а затраты на 1 км пути соизмеримы [42]. В отличие от ЗА со свинцовыми, цинковыми и никеле- 247 выми электродами обеспеченность сырьевыми запасами дл этого ЭА практически неограниченна (на тысячи лет). В Японии еще в 1972 году испытан грузовой фургон (1,2 т) натрий-серным ЭА (масса 0,3 т) с удельной энергией 91 Вт ° ч/к (5-часовой разряд) и 40 Втlкг, который при скорости 40 км/ч имел пробег 230 км. В Великобритании проведено успешное испытание более мощного серно-натриевого ЭА на электромобиле„В ФРГ испытан ЭМ с общей массой 1150 кг, который развивал скорость до 130 кмlч и имел запас хода 250 км при скорости 100 км/ч [150!.
К настоящему времени технология производства этих ЭА за рубежом достаточно отработана, чтобы начинать их массовое производство. Однако имеются еще некоторые нерешенные вопросы, и прежде всего не решена задача снижения стоимости твердого электролита. 4.6.5.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
