Automobile cu sisteme de propulsie alternative

download Automobile cu sisteme de propulsie alternative

of 37

  • date post

    13-Aug-2015
  • Category

    Documents

  • view

    280
  • download

    14

Embed Size (px)

description

proiect

Transcript of Automobile cu sisteme de propulsie alternative

CACIULABOGDANsiTANGAFLORINATV1911 I .Automobilul electric 1.I storia autovehiculului electric Primele ncercri de propulsie electric sunt mentionate pe la nceputul celui de-alpatruleadeceniualsecoluluiXIX.Primulautomobilelectricafost construit de ctre omul de afaceri scotian Robert Anderson n 1832. Americanul Thomas Davenport a construit omiclocomotiv electricn anul 1835, un model similar al scotianului Robert Davidson n 1837 (prezenta scotienilor nistoriavehiculelor electricepare afi un argument solid privind costul si eficienta acestora). n anul 1834 Hermann von J acobi instaleaz un motor pe un vapor cu zbaturi si n 1838 pe unul cu elice. Tramvaiulelectricaparemaitrziu,n1879,siestedatoratamericanuluide origine belgian K.J . Depoele. Cunoaste o evolutie mult mai rapid din cauza dezinteresului magnatilor din petrol si industria constructoare de masini fat de acest segment. Este si motivul pentru care acest mijloc de transport perimat a dinuit pn azi. Prima masin ce a depsit viteza de 100 km/h a fost electric si construit n Belgia n 1899 (105 km/h). Exist informatii precum c Tesla ar fi instalat primul su motor electric pe un automobil n 1897 si ar fi parcurs 800 km cu o vitez medie de 151,246 km/h (si maxim de 193 km/h), dar datele privitoare la reusitele marelui savant sunt ascunse cu mare grije, iar ceea ce rsufl nu poate fiverificat.nacelan,1897,nNewYorkapartaxi-urileelectrice. ncepnd din 1900, masinile electric se bucur de un extraordinar succes, ele fiindmainumeroasedectcelecuabursaucubenzin.Darintereseoculte impun declinul electricului ce se face resimtit prin 1920. n 1966 congresul american recomand construirea de vehicule electrice pentru reducerea polurii aerului. Era doar recunoastere semioficial a stadiului dezastruos al mediului (cantitatea urias a noxelor din aer si a metalelor grele esapate ce deterioreaz apa si solul) si nicidecum vreo schimbare de orientare economic (ba mai mult, specialistii pot bnui primele ncercri ale scenariului crizei petrolului din 1973n 1950industria petrolului american a detinut suprematia mondial, dar n 1965 s-a nregistrat un usor declin ce avea s se amplifice dup 1970). In1976congresulamericanaprodusElectricandHybridVehicle Research, Development, and Demonstration Act pentru a favoriza dezvoltarea de noi tehnologii pentru baterii, motoare si componente hibride. In acest timp nsa,japoneziifacntr-adevrrealeprogrese.Sinunumaiei. CACIULABOGDANsiTANGAFLORINATV1911Peste1.200defabricisauateliereauprodusmiidemodeledevehicule electrice. Nici una dintre marile companii constructoare de autovehicule nu a ocolit capitolul propulsie electric, dar nu-si pot permite dect o iesire timid pe piat pentruanuperturbaechilibrulafacerilorngemnatepetrolauto.Ultima gselnitnmaterieesteunmodelsportelectricdenumitTeslaRoadstern varianta de baz si cea Sport cu diferente semnificative: acceleratie 0 96 km/h 3,9 respectiv 3,6; 248 respectiv 288 CP; 109.000 respectiv 128.500 usd. S-au vndut 150 exemplare. Automobilul este fabricat de Tesla Motors care nu are nici o legtur cu savantul. Urmeaz s aparun rival dela McLaren denumit P1-Elaun pretde numai 60.000 euro. Privindlucrurileinansamblu,observamcadinceincemaimultse discuta la televizor dar si pe diferite canale media, despre masinile viitorului, masinile hibrid si cele electrice. Marile companii precum Toyota sau General Motorsrenuntatreptatlacombustibilsiincepsa-sitransformemarcilede masini in hibrizi. Pe de alta parte se pare ca alte companii au profitat de acest moment pentru a se lansa pe piata cu modele de masini 100% electrice. Tesla, , Byd, Venturi sunt cateva companii care au intrat pe piata auto cu marci 100% electrice si daca va ganditi ca aceste masini nu se pot ridica la standardele celor pebenzina sau motorina, vainselati.VenturisiTeslapot demonstra cu brio ca siun model electric poate avea perfomante ridicate, cei doi intrand pe piata auto cu roadstere foarte capabile. Cel mai probabil viitorul auto este unul electric, lucru recunoscut si de marii producatori precum Renault care urmeaza sa lanseze gama de masini electrice Renault ZE sau de General Motors care tocmai a lansat modelul electric Chevrolet Volt. 2.Generalitati despre autovehicule electrice Inprincipiu,oriceautomobilcarearemotordetractiuneelectriceste considerat automobil electric. Sursa de alimentare, aflata pe vehicul, poate fi de diversetipuri,insa,pentrumajoritateacovarsitoareaautomobilelorelectrice realizate pana in prezent, sursa este o baterie de acumulatoare electrice. Vehiculele electrice au, fata de vehiculele cu motoare termice, o serie de avantaje, si anume: reducerea drastica a poluarii chimice si fonice; posibilitatea deutilizare aunor sisteme de actionare sofisticate,oferite de cele mai moderne realizari in domeniul actionarilor electrice; CACIULABOGDANsiTANGAFLORINATV1911posibilitatearealizariicomodeasistemelordefranareantiblocante,prin utilizareafranariielectrice;dacafranreaesterecuperative,sefacesio importanta economie de energie; posibilitateadeactionareindividualaarotilor(eventual,prininglobarea motoarelordetractiuneinroti,realizandasanumitelemotoroti);aceasta conduce la simplificarea sistemelor de transmisie, cea mai importanta fiind eliminarea diferentialului mecanic. Principalele dezavantaje pe care le pun automobilele electrice si care ingreuneaza proliferarea acestora sunt urmatoarele: densitatea de energie si de putere a acumulatoarelor electrice actuale este semnificativ mai scazuta decat a combustibililor ( la un automobil pe benzina densitatea de energie este 10500 Wh/kg, iar la un automobil electric cu acumulator cu plumb-acid densitatea de energie fiind 161 Wh/kg); aceasta face ca , pe de o parte, autonomia automobilelor electrice sa fie inferioara celei din cazul automobilelor clasice: 150-250 km, fata de 400-800 km; pe de alta parte, viteza maxima a automobilelor electrice (100-130 km/h) este mai scazuta decat a automobilelor clasice (cca 200 km/h); de asemenea, acceleratiile realizate cu automobilele electrice sunt inferioare celor din cazul automoblielor clasice; sunt necesare statii de incarcare a bateriilor de acumulatoare; acestea pot fi dotate fie cu acumulatoare preincarcate, care sa le schimbe pe cele descarcate de pe automoblile-ceea ce pune probleme de depozitare si de asigurare a unei diversitati de baterii, in functie de tipurile de automobile existente-, fie cu instalatii de incarcare a bateriilor direct pe automobile; in ultimul caz, se pune problema timpului de incarcare, acesta fiind de ordinal orelor pentru o incarcare completa normala (doar pentru incarcari partiale, el poate fi redus la ordinal minutelor-zecilor de minute); sunt necesare investitii initiale mari, daca productia automobilelor este de serie mica. Bateriile de acumulatoare cu energii mari si , mai ales, pilele electrice de combustie ofera, insa, noi posibilitati, justificand o reevaluare promitatoare a fezabilitatii vehiculelor electrice rutiere. CACIULABOGDANsiTANGAFLORINATV1911 In urmatoarea figura este prezentata schema bloc a unui automobil electric: Fig 2.1 Sistemul de actionare a unui automobil electric trebuie sa satisfaca o serie de cerinte, cele mai importante fiind prezentate mai jos: Pentru o baterie data, autonomia automobilului creste daca, pe de o parte, pierderilein sistemuldeactionaresuntmaiscazute,iar,pedealtaparte, masa acestui sistem este mai scazuta ( contribuind, astfel, la scaderea masei totale a automobilului si, implicit, la scaderea energiei necesare accelerarii si invingerii rezistentei la inaintare a automobilului); reducerea pierderilor din sistemul de actionare implica utilizarea unor sisteme de comanda si motoare electrice de tractiune cu randamente ridicate: masa sistemului de actionare poate fi redusa, in esenta, pe doua cai:-utilizand acele tipuri demotoare electricesi de convertoare care au puteri specifice (kW/kg) mari; -introducand racirea fortata, cu aer sau chiar cu apa, a motorului si a convertorului( cu posibilitateadeutilizareafluiduluicald atunci cand este necesar la incalzirea automobilului). Sistemul de actionare trebuie sa fie cat mai ieftin posibil, tinand seama ca bateriile de tractiune sunt, inca, foarte scumpe. Componentele sistemului de actionare trebuie sa nu necesite - pe cat posibilintretinere, pe durata de viata a automobilului (150000-200000 km). Sistemul de actionare trebuie sa fie fiabil, foarte rezistent la socuri si la vibratii CACIULABOGDANsiTANGAFLORINATV1911 3.Modele de automobile electrice 3.1.Chevrolet Geo Prism 1994 Primul exemplu de automobil electric prezentat va fi unul modificat dintr-un vehicul de serie (Chevrolet Geo Prism 1994), propulsat de un motor cu combustie interna (pe benzina). Acest vehicul este detinut de catre J on Mauney. Modificarile care au dus la transformarea intr-un automobil electric: Motorul cu combustie interna a fost inlocuit cu un motor de curent alternativ; Ansamblul ambreiajului a fost scos impreuna cu toba de esapament, catalizatorul si rezervorul autovehiculului; Transmisia manuala a ramas montata pe masina functionand numai in treapa a II-a de viteza; Motorul de curent alternativ este comandat prin intermediul unui invertor (P=50 kW, Uin=300 V cc, Uies=240 V ca, trifazat); CACIULABOGDANsiTANGAFLORINATV1911 Bateriile au fost asezate pe podeaua automobilului; 50 de baterii de 12 V plumb-acid conectate in serie cate 25 pentru a avea Uin=300 V cc; Au fost adaugate motoare electrice pentru: pompa de apa, servodirectie, aer conditionat; Schimbatoruld e viteze de la transmisia manuala a fost inlocuit cu un comutator, deghizat intr-un schimbator automat pentru controlul mersului inainte si inapoi; Un mic incalzitor electric a fost adaugat pentru a produce caldura; CACIULABOGDANsiTANGAFLORINATV1911Un incarcator a fost adaugat pentru ca bateriile sa poata fi reincarcate.Particularitatea acestui autovehicul consta in faptul ca are 2 sisteme de incarcare: unul normal de 120 V / 240 V si unul cu incarcare de la paleta magnetica inductiva;