ElektriÄna i hibridna vozila 2015

8/9/2019 Elektri na i hibridna vozila 2015

1/30

VISOKA TEHNIKA KOLASTRUKOVNIH STUDIJAKRAGUJEVAC

Studijski progr!" I#dustrijsk $ko%ogij&r$d!$t" Eko%o'ki (isti pogo#i )o*i%

ELEKTRINA I HI+RIDNA VO,ILA

- s$!i#rski rd .

Stud$#t" &r$d!$t#i #st)#ik"

D$j# L%$ Dr Du'# N$storo)i/

12.01.2015


2/30

SADR0AJ

UVOD.......................................................................................................................... 312 DOSADANJI &OGONI VO,ILA............................................................................4

32 EKOLOKI AS&EKTI I &RO&ISI VO,ILA.................................................................5

321 E!isij i*du)#i4 gso) i i*du)#i sist$!................................................................5

323 Ni)o 5uk$.........................................................................................................8

62 VO,ILA SA ELEKTRO&OGONO7...........................................................................8

621 Gori)$ /$%ij$ u ko!5i#8iji s $%$ktro!otoro!......................................................12

92 HI+RIDNI &OGON 7OTORNIH VO,ILA................................................................15

921 S$rijski pogo#.................................................................................................17

923 &r%$%#i pogo#...............................................................................................18

926 S$rijsko &r%$%#i sist$!...................................................................................19

929 &otpu#o 4i5rid#o )o*i%o....................................................................................20

92: U!$r$#o 4i5rid#o )o*i%o...................................................................................20

92; Hi5rid#o )o*i%o s prik%ju(ko! # j)#u $%$ktro !r$2 EKOLOGIJA I HI+RIDNA ELEKTRINA VO,ILA..................................................28

?2 ,AKLJUAK.......................................................................................................29

LITERATURA.............................................................................................................. 30


3/30

UVOD

O elektrinim vozilima (EV) e o!ino razmi"l#a kao o neem$ veoma avremenom ili akkao o neem$ "to %ri%a&a !$&$'noti. Takav tav ima vo onova ma&a #e itina avim&r$ai#a. EV $ e %o#avila $%ore&o ili ak %re vozila a motorima a $n$tra"n#im aorevan#em(U). 1*+5. o&ine ka&a #e a$tomo!ilka in&$tri#a %oela &a e razvi#a, mnoi kontr$ktori $matrali &a 'e elektrini %oon !iti $vo#en za %okretan#e &r$mki- vozila. Uzroke za takav tavtre!a traiti $ in#eni/i &a #e te-noloi#a kori"'ena $ elektrinom tramva#$ $ to vreme !ila &o!rorazvi#ena &ok $ e motori U ta&a tek %oeli razvi#ati. U to vreme %oonki item EVain#avali $ olovni ak$m$latori i motor #e&nomerne tr$#e i#a #e !rzina re$liana%ore&tvom ot%ornika.

rimat U motora na& elektrinim %oonom oi$ran #e oko 1+15. o&ine. Ta&a $te%en i !rzina razvo#a U motora $ o&no$ na elektrini %oon !ili takvi &a $ o!ez!eivaliza&ovol#en#e ten#e l#$&i za ve !rim i nani#im i vozilima. 3e&an o& mo$'i- $zroka ko#i $

konano $ %rvi %lan iz!a/ili vozila a U motorom !ila #e %o#ava elektrino %okretaa Umotora. Uz n#eov$ $%otre!$ von#a vozila a U motorom %otala #e #e&nako $&o!na kaovon#a elektrinim vozilom (iz$zev !$ke).

ole&i/a vi- ne%ovol#ni- $lova za razvo# EV &ovela #e &o otovo %ot%$no %retankarazvo#a i %roizvo&n#e elektrini- vozila oko 1+20. o&ine. Reneana EV nat$%a "ez&eeti-o&ina a razvo#em ekolo"ke veti ko& l#$&i. Eneretka kriza e&am&eeti- &o&atno #e $!rzalaitraivan#a na %ol#$ EV . 3e&an o& onovni- ne&otataka EV $ o&no$ na klaina vozila (aU motorom) lei $ in#eni/i &a #e &omet ovakvi- vozila znatno man#i. 4ao kom%rominore"en#e %o#avl#$#$ e i!ri&na elektrina vozila, ko#a kom!in$#$ &va razliita %oona, o& ko#i- #e#e&an $%ravo elektrini.

3


4/30

1. DOSADANJI &OGONI VO,ILA

o& %oonkim areatima e $o!ia#eno naziva $rea#, ko#i &a#e v$n$ il$ i %oonk$

na$ vozil$. o!zirom &a e ra&i o $rea#$ ko#i nek$ vrt$ eneri#e %revo&i $ me-aniki ra&,takav $rea# e o%"te naziva 6 motor. a a%ekta kako motori korite eneri#$, %oto#e &veonovne r$%e %oonki- motora %oo&ni- za kori"'en#e $ motornim vozilima

6 motori ko#i vr"e tran7orma/i#$ neke vrte eneri#e $ me-aniki ra& i6 motori ko#i korite ak$m$liran$ eneri#$.

U tom mil$ %oto#i vi"e razliiti- klai7ika/i#a motora, ali na#e"'e kori"'ena ina#vani#a #e ona ko#a klai7ik$#e motore %rema tome ko#a e eneri#a %revo&i $ me-anikira&, tako &a e, $o%"teno ovore'i, moe ovoriti o le&e'im vrtama

Top%ot#i !otori, a vo#im %o&vrtama

6 top%ot#i !otori s spo%j#i! sgor$)#j$!, o&nono%arni motori, a vo#e &ve %o&vrte

6 kli%ni %arni motori (ma"ine),6 %arna t$r!ina,6 tirlin motor

6top%ot#i !otori s u#utr'#ji! sgor$)#j$!, a vo#im %o&vrtama6 ane t$r!ine,6 %ro%$lzivni ili e"'e zvani mlazni motori,

6 kli%ni motori, a %o&vrtama6 kli%ni motori a aki#alnim kli%ovima (kli%ni motori U),6 kli%ni motori a rota/ionim kli%ovima, takozvani Vankel (8ankel)motori,

E%$ktro !otori@ a vo#im %o&vrtama

6 elektro motori a ta/ionarnim itemima %renoa elektrine eneri#e,6 elektro motori #e&nomerne tr$#e,6 elektro motori naizmenine tr$#e,

6 elektro motori a mo!ilnim izvorima elektrine eneri#e,

6 ak$m$latorki elektro motori,6 elektro motori a orivim 'eli#ama,

Hidro !otori

$u!tski !otori

4


5/30

O& nave&eni- vrta motora neki $ motori %oo&ni za kori"'en#e $ vozilima i koritee, kao na %rimer to%lotni i elektro motori, &ok e %ne$matki i -i&ro motori ne korite $vozilima kao lavni %oonki areati, ve' o!ino za %oon %omo'ni- $rea#a na vozil$.

4ao lavni %oonki areat vozila, itori#ki le&ano, $ %oetk$ #e &ominirala %arnama"ina, kao #e&na vrta to%lotni- motora, a %otom, ve &o %ole&n#e &e/eni#e 9I9. vekaelektromotori #e&nomerne tr$#e a ak$m$latorom kao izvorom elektrine eneri#e.

ronalakom motora a $n$tra"n#im aorevan#em, !ez ikakve rezerve reeno, o& ta&a &o&ana, ka&a e ovori o %oonkim itemima vozila, $ %rin/i%$ e mili i ovori amo oto%lotnim motorima a $n$tra"n#im aorevan#em i to r$%i kli%ni- motora.

:aravno, l#$&ki $m ne mir$#e, a on#en za-tevima ko#i e %otavl#a#$ %re& vozila imotore, ali i za-tevima o$van#a z&ravl#a oveka i n#eove okoline, $ !$&$'noti e oek$#e&omina/i#a elektromotora.

32 EKOLOKI AS&EKTI I &RO&ISI VO,ILA

321 E!isij i*du)#i4 gso) i i*du)#i sist$!

Ve'i na%ori &a e o$va okolina, %oeli $ %rvo $ Ameri/i, $voen#em takozvanokali7orni#ko zakona o emii#i iz&$vni- aova, #o" kra#em e&me &e/eni#e %ro"lo veka.Evro%ka za#e&ni/a ve'$ kam%an#$ za%oela #e %oetkom &evete &e/eni#e, $voen#emtakozvani- E$ro normi, i#e $ ranine vre&noti ve troi#e. -o&no ovim %ro%iima,%otre!no #e &a e emii#e "tetni- iz&$vni- aova, %re vea $l#en&ioki&a (;O2),$l#enmonoki&a (;O), neaoreli- $l#ovo&onika (;mn), al&e-i&a (;O), 7ormal&e-i&a

(;O) i azotni- oki&a (:O, o&nono vi"a $k$%na maa vozila, to #e i &ozvol#ena koliina "tetni- kom%onenata ve'a.

5


6/30

Tren$tno $ na nazi 1? E;E %ravilnika za o!lat emii#e iz&$vni- aova i eneri#emotorni- vozila i toE;E 2? @ Emii#a &ima te"ki- motora i vozilaE;E ?0 @ Emii#a moto/ikalaE;E ? @ Emii#a mo%e&a

E;E ?+ @ Emii#a iz&$vni- aova i eti/a te"ki- motora i vozilaE;E B R 01 @ O%rema vozila na teni na7tni a (T:= @ interna/ionalno L=)E;E *C @ Emii#a iz&$vni- aova %$tniki- i laki- teretni- a$tomo!ilaE;E *? @ eren#e %otro"n#e orivaE;E *5 @ eren#e nae motoraE;E +B @ Emii#a iz&$vni- aova traktorki- &izel motoraE;E 101 @ Emii#a $l#en&ioki&a i %otro"n#e oriva %$tniki- vozilaE;E 10C @ amena katalitiki- konvertoraE;E 110 @ %e/i7ina o%rema za kom%rimovani %riro&ni a (4= @ interna/ionalno;:=)E;E 115 @ :akna&na $ra&n#a T:= i 4= o%reme

E;E 120 @ eren#e nae i %otro"n#e oriva traktoraO& $voen#a E$ro normi $ %rak$, &ozvol#ene vre&noti "tetni- iz&$vni- kom%onenata

$ e talno %oo"travale.

Tabela 1 Dozvoljene vrednosti emisije tetnih izduvnih gasova za klasu vozila M1

Emii#a !enzinki- motora %rema E;E *C R 01 tet$ (ra&ki F %rira&ki /ikl$)

Leen&a CO- Ugljenmonoksid1 HC- Ukupno nesagoreli ugljovodonii

! "MHC- "emetanski ugljovodonii

#T- $adr%aj &estia

'-$amo za benzinske motore sa direktnim ubrizgavanjem(-Od !)))* godine kontrolni test po&inje odmah nakon startovanja +bez

po&etnih () s,

6


7/30

$lika 1 vropski standard za sadr%aj sumpora u benzinu

Dizel motori e matra#$ velikim zaaivaima vaz&$-a $ ra&ovima, te $ toa znatno vi"e na$&ar$ zakona

$lika ! #roena u&e.a emisije izduvnih gasova vozila u gradovima

Tabela ! Dozvoljene vrednosti emisije tetnih izduvnih gasova za klasu vozila M1

Emii#a &izel motora %rema E;E *C R 01 tet$ (ra&ki F %rira&ki /ikl$)

Leen&a CO- Ugljenmonoksid1 HC- Ukupno nesagoreli ugljovodonii

! "MHC- "e metanski ugljovodonii

#T- $adr%aj &estia'- /a granie od )0)( i 231)11 va%i.e nova proedura za merenje

(-Od !)))* godine kontrolni test po&inje odmah nakon startovanja +bez

po&etnih () s,

- #odlo%no preispitivanju uz uvo4enje novih proedura za merenje

7


8/30

323 Ni)o 5uk$

oratom ekolo"ke veti l#$&i i venoti znaa#a !$ke na oveka i $o%"te av ivi

vet, in#eni/a #e &a e $ %ole&n#e &ve &eka&e ova &i/i%lina razvila $ vioko%re/izni %ro/e,kome e %ove'$#e %oe!na %an#a #o" $ %ro/e$ kontr$k/i#e vozila, a %otom i %rilikom%roizvo&n#e i kla%an#a klo%ova. Dokaz tome #e &a e $ %ole&n#o# &e/eni#i nivo !$ke naa$to%$tevima man#io za oko 50 G $z itovremeno man#en#e, $ itom %ro/ent$alnom izno$,vremena razvo#a.

:a$%rot el#e tr$n#aka i treml#en#$ &rave $ re$lian#$ %ro%ia iz ove o!lati,evi&entna #e in&olentnot k$%a/a na nizak nivo !$ke novi- vozila i kani#e, %ri o&ravan#$vozila. :eke zvanine i o%"te %riznate kateoriza/i#e vozila %o %rin/i%$ !$ke, o&nonotakozvane ak$tike $&o!noti, nema, tim %re "to #e oe'a# !$ke i $o%"te kon7ora vozila ivon#e %re vea ito $!#ektivne %riro&e, te zavii o& tava oveka %rema tom e7ekt$ a %revea o& navika.

H$ka vozila %re&tavl#a #e&an o& %oe!ni- %ro!lema &irektno %ovezana a kon7oromvon#e, le&ano a a%ekta %$tnika $ vozil$, ali takoe i #e&an o& izvora %ro!lema aekolo"ki- a%ekata.

aktori ko#i $ti$ na !$k$ $ mnoo!ro#ni i vi me$o!no %ovezani. akimalni nivo!$ke #e zakonka re$lativa i $ Re%$!li/i r!i#i #e re$liana OH @om, %ravilnik >te-niki$lovi ko#ima mora#$ o&ovarati %o#e&ini $rea#i na vozilima>.rema ovom %ravilnik$ &ozvol#eni makimalni nivo !$ke zavii o& vrte vozila i meri e$lovima ko#i $ %ro%iani tan&ar&om.

$lika ' #rinip pravilnog merenja buke vozila

8


9/30

62 VO,ILA SA ELEKTRO&OGONO7

Elektromotor a ak$m$latorom, kao izvor eneri#e, %re&tavl#a onov$ o& ko#e e%olazi $ razmatran#ima elektromotorno %oona vozila. U%ravo z!o kromni- ka%a/itetaak$m$latora, elektromotorna vozila ima#$ relativno mali ra&i#$ kretan#a.

Uvoen#em takozvano -i!ri&no %oona, &akle $ kom!ina/i#i a klainim motoromU, a $vo&e'i i a%ekt oranieni- koliina 7oilni- oriva, ovakvim vozilima e %re&via!$&$'not.

Tabela ' 5 osobine motora

$lika - lektromotor - generator DC6DC za elektri&ni automobil

9


10/30

Tabela ( - 7arakteristike razli&itih tipova baterija

1* /a sve vrste baterija samopra%njenje je u graniama )0-18 na dan0 osim za

visokotemparaturne baterije kod kojih je oko 98 na dan0 kaoenergija zagrevanja

!* :reme punjenja svih baterija pri snazi punjenja od '0! k; je oko 9 do < sati

Tabela - #regled karakteristika elektromotornog pogona

4ako e iz ore nave&ene ta!ele vi&i, i&ealno elektromotorno %oona nema,ve' vaki o& %rimenl#ivi- elektromotora ima vo#e %re&noti ali i ne&otatke. Ono "to &anaota#e ne&ovol#no re"eno, to $ %ro!lemi a ak$m$latorima, o&nono n#i-ovim a!aritom,maama i ka%a/itetom, &ok e matra &a #e am %oon vozila, &akle elektromotori, %rate'are$la/iona o%rema i o%rema za reverzi#$ elektrine eneri#e, za&ovol#ava#$'e te-no6ekonomkire"ena i &a e t$ ne oek$#$ znaa#ni ili nere"ivi %ro!lemi.

4l#$ni %ro!lem, kako #e reeno, $ tren$tno !ateri#e iz ko#i- !i e elektromotorina%a#ali. Vrte !ateri#a ko#e !i %o &ana"n#im merilima !ile %oo&ne za $%otre!$ $ &ate $ ta!eli ?

:a#vi"e %rimen#ivane i &o a&a i%itane $ olovne, nikl6ka&mi#$m i !ateri#e na !azi nikl6metalno -i&ri&a, &ok e otale vrte #o" $vek nalaze $ razvo#nom ta&i#$m$ ili #e /ena n#i-ove%roizvo&n#e, ak i $ velikim eri#ama, #o" $vek %revioka.

Uo%"te $zev"i, ekonominot !ateri#a #e takoe #o" $vek neza&ovol#ava#$'a %omatranokroz /en$ ite i mo$'i !ro# /ikl$a %$n#en#a i %ran#en#a. :o !ez o!zira na velike ne%oznani/e,ali i tren$tn$ neekonominot, ko#e $ %ri$tne $ elektro %oon$ $ kom!ina/i#i aak$m$latorima, matra e &a 'e e $koro na'i za&ovol#ava#$'e re"en#e.

10


11/30

:aime, kori"'en#e ak$m$latora kao izvora elektrine eneri#e, tren$tno e matra amo#e&nim %relaznim re"en#em, &ok e !$&$'not elektro%oona vi&i %re vea $ orivim 'eli#ama.Ovo e %otkre%l#$#e i velikim na%retkom $ tvaran#$ novi- materi#ala (vioko %ermae!ilnimaneti, mo&erna re$la/iona te-nika, kom%ozitni materi#ali). 4ako #e za male !rzine kretan#a,%rema ta!eli B (&o B0 kmJ-, na%rimer ra&kavon#a) %otre!na i relativno mala anaovana

naa (,5 &o + k8), oile&no #e &a !i elektro!ateri#ki %oon moao &a za&ovol#i $love#e&no malo ra&ko a$tomo!ila

Tabela 2 - 7arakteristike elektrobaterijskog pogona vozila

$lika 2 - $avremeni elektromobil namenjen gradskoj vo%nji

+Think $it= Car - T$C,

Vozne karakteritike T$C vozilaHro# %$tnika 2Dimenzi#e L K C m H K1,B m K 1,5B m

aa vozila +B0 k Dozvol#ena $k$%na maa 11C0 kakimalna !rzina +0 kmJ-U!rzan#e 060 kmJ- ek$n&iMai#a elina o& %ro7iliano %ozinkovano lima i v$eni i zavareni %ro7ili al$mini#$ma4aroeri#a Termo%lat (olNet-Nlen)4rov AH %latika rtl#anik C50 l

11


12/30

4arakteritike elektro%oona T$C vozilaHateri#e 1+ koma&a :I6;& (:ikl ka&mi#$m !ateri#e mae 250 k)4a%a/itet 11,5 k8-, 100 A$n#a !ateri#e (interni) 220 V @ 1B A> C2,2 k8 ?6B ati %$n#en#a &o *0 G ka%a/itetaElektromotor Tro7azni, vo&om -laen

akimalna naa 2 k8, na%on 11?

$lika 9 - #rototip gradskog vozila Mitsubishi na elektri&ni pogonmasa ?itijum-jonskih baterija 222 k0 spei@i&na masa A) k8-Jk

621 Gori)$ /$%ij$ u ko!5i#8iji s $%$ktro!otoro!

Pin#eni/a #e &a intit$ti ve'ine vetki %riznati- %roizvoaa vozila ve' &$o vremenaintenzivno ra&e na #e&nom znaa#nom izvor$ elektrine eneri#e, takozvanim orivim'eli#ama. Ova r$%a izvora elektrine eneri#e %roizvo&i elektromotorn$ il$ ne%ore&nim%retvaran#em -emi#ke eneri#e $ elektrin$.

=oriv$ 'eli#$ ine &ve komore o&vo#ene %ol$%ro%$nom mem!ranom o& %olimera,ko#a $tvari %re&tavl#a i na#ve'$ ta#n$ itraivaki- la!oratori#a. rema a&a"n#em tan#$te-nike, mem!rana o& %olimerne 7oli#e (&e!l#ina oko 0,1 mm) #e relativno velike $tine i kaotakva %ro%$tl#iva za %rotone tek na %ovi"eno# ra&no# tem%erat$ri (%reko 100 0;). a o!e#$

trana mem!rane naneen #e katalizator, ko#i %o%e"$#e -emi#k$ reak/i#$, a itovremeno l$ikao #e&na o& elektro&a.4ao orivo l$i vo&onik, ko#i e &ovo&i $ komor$ a ano&om, a kieonik $ komor$ a

kato&om. o!zirom &a mem!rana %ro%$"ta amo #one vo&onika, elektroni ko#i ota#$ na kato&i&a#$ ito# neativno elektrian#e. Razlika %oten/i#ala izme$ kato&e i ano&e #e $tvari na%on#e&ne orive 'eli#e eE, ko#e e %a#a#$ na re& $ takozvane 'eli#ke !lokove, kako !i e %otiao&ovol#an na%on za %oon elektromotora ili &r$i- %otro"aa.

12


13/30

:a ano&no# trani vo&onik oki&i"e te e tvara vo&a, a na kato&no# trani #onivo&onika i elektroni t$%a#$ $ reak/i#$ a kieonikom iz vaz&$-a, tako &a o%et nata#e vo&a,ko#$ tre!a kon&enzovati i o&veti.

$lika < - #rinip rada gorive .elije

ro/e reak/i#e vo&onika i kieonika #e ezoterman, &akle %ra'en olo!aan#a to%lotneeneri#e B, ko#a e koriti za ra& ;, %otre!an za &ovoen#e vo&onika i kieonika, kao i

o&voen#e vo&e.

Do a&a %otin$ta %e/i7ina naa #e ne"to vi"a o& 1,5 k8Jk0 "to tren$tno%re&tavl#a za&ovol#ava#$'$ vre&not, $z ten&en/i#$ %otizan#a #o" !ol#i- karakteritika.Tre!a nalaiti &a #e ra&na teme%rat$ra orivi- 'eli#a a vo&onikom i kieonikom kaorea$#$'im elementima vi"a o& 100 0;, a ko& neki- 'eli#a ak i &o C00 0;, "to za a&a #o"$vek tvara %ote"ko'e vezane za kvalitet materi#ala i to%lotn$ za"tit$ okolni- &elova.

rema vrti mem!rane, orive 'eli#e e &ele na viokotem%erat$rne inikotem%erat$rne. Ra&i nien#a tem%erat$re %ro/ea tren$tno e ek%erimenti"e i a &r$imaovima $meto vo&onika i kieonika, na %rimer $l#ovo&oni/i $meto vo&onika i vaz&$-$meto kieonika.

er%ektivnot orivi- 'eli#a !azira e na6 viokom te%en$ korinoti6 &o!ra ra&na karakteritika6 %raktino Qneoranienim re$rima orivaS6 /eo klo% nema %okretni- &elova, "to omo$'ava %otizan#e vioko te%ena%o$z&anoti

13


14/30

6 mala, koro zanemarl#iva emii#a "tetni- kom%onenata, z!o vioke tem%erat$re%ro/ea6 miran i koro ne$#an ra&

:o %ore& na!ro#ani- &o!ri- oo!ina orivi- 'eli#a, ite ima#$ i niz neativni- ko#e e

takoe mora#$ $zeti $ o!zir %ri razmatran#$ takvo %oona, to $6 Vrlo vioki tro"kovi %roizvo&n#e, z!o kori"'en#a k$%i- %lemeniti- metala(%latina) kao katalizatora,6 :eznatna %e/i7ina $tina nae %o 'eli#i6 Vrlo vioki tro"kovi kla&i"ten#a oriva i nain tankiran#a6 Vrlo velika %otro"n#a oriva ko& -la&no tarta6 Relativno &$o vreme %otizan#a vioke ra&ne tem%erat$re i veliki $!itak to%lote-laen#em

a eri#k$ %rimen$ na vozilima, orive 'eli#e #o" $vek ni$ %rimenl#ive, z!otren$tno vioke /ene %o #e&ini/i %roizvo&a, ma&a, $&e'i %o lan/ima $ tr$nim ao%iima,

#o" $vek e $va#$ kao element za laniran#e na tri"te ka&a &oe vremeS. a a&a orive'eli#e nalaze %rimen$ $ vemirkim letili/ama i %o&morni/ama, &akle amo $ re&tvimavioke na$ne i ratne te-noloi#e, &r$im reima tamo &e #e /ena %o&reena el#enim/il#evima.

Itraivan#a 7irme Daimler Henz, %rove&ena ra&i %rimene orivi- 'eli#a na vozilima,&ala $ rez$ltate ikazane $ ta!eli B

Tabela 2 - 7arakteristike blokova gorivih .elija i vozila

rema navo&ima iz literat$re, %a#an#em vi"e 'eli#ki- !lokova %aralelno, moe &a e%otine naa ak o& 150 k8.

14


15/30

$tniko vozilo QO%el e7ira A$to!$ er/e&e ti%a Q;itaro iz 2002 o&.$lika A - ksperimentalna vozila sa gorivim .elijama

92 HI+RIDNI &OGON 7OTORNIH VO,ILA

3o" o& ka&a #e er&inan& or/-e razvio Lo-ner6or/-e %rvo -i!ri&no vozilo 1*+*. o&ine(!enzin @ elektrino vozilo), a ko#i #e %ol$io kao &aleki %re&ak ToNote ri$, kr$ile $ raznekontraverze %o %itan#$ na#!ol#e re"en#a za eko vozila. Eneretka kriza i rat /ena oriva $2000. o&ini $ !ili $zrok %orata %o%$larnoti -i!ri&ni- vozila.

Oim toa, -i!ri&na vozila $ va ona motorna vozila, ko#a oim klaino %oona namotor a $n$tra"n#im aorevan#em (motor U) (%okre'e i- !enzin ili &izel orivo) imaalternativni (&o&atni) izvor eneri#e ili oriva. Vrte alternativni- %oonaJoriva $ !io&izel,etanol, metanol, elektrini %oon (korite'i eneri#$ vetra, orive 'eli#e, te olarn$ eneri#$),teni na7tni a (L=JL:=) i kom%reovani a (;:=), vo&onik, kom%reovani zrak, it&.

Razlo $voen#a -i!ri&ni- vozila na vetko tri"te #e kontatno man#en#e zali-a oriva i%ove'an#e zaaen#a okoline o& trane iz&$vni- aova iz motora U. Ova &va $lovarez$ltira#$ kontatnim %oo"travan#em zakonke re$lative, ko#$ tre!a#$ i%$niti motorna vozila%o vi"e onova(n%r. man#en#e za%remine i !$ke motora (i !$ke vozila $o%"te), te "tetni-kom%onenta $ iz&$vnim aovima, it&.).

i!ri&ni item %re&tavl#a %oon ko#i $ e!i o!#e&in#$#e &va ili vi"e raznoro&ni- motora,ko#i ra&e $ kom!ina/i#i.

i!ri&na te-noloi#a $ a$tomo!ilima #e %otala ra"irena nakon 1++0. o&ine. rvomaovno %roizve&no -i!ri&no vozila #e ToNota ri$ $ 3a%an$ i %$"teno $ %ro&a#$ 1++. o&ine.

:akon toa le&i on&a Ini-t 1+++. o&ine $ AD6$ i 3a%an$. ToNota ri$ #e &o"ao na tri"teE$ro%e, everne Amerike i otatka veta $ 2000. o&ini. rva enera/i#a ToNota ri$ lim$zineimala #e %otro"n#$ oriva o& ?,5 lJ100 km $ ra&$ i 5,2 lJ100 km na a$to/eti. ToNota ri$ #e%ro&ata $ C00 #e&ini/a 1++., 1+.500 $ 2000., a $k$%na vetka %ro&a#a ri$a $ a%ril$ 200*.o&ine #e &otila 1 milion vozila. Do %oetka 2010., $k$%na %ro&a#a ri$a #e %ro/en#ena na 1,Bmiliona vozila. rva enera/i#a on&e Ini-t a &vo#a vrata #e C,+ lJ100 km $ ra&ko# von#i iC,5 lJ100 km na a$to%$t$.

15


16/30

A$&i D$o III #e !io $ve&en $ 1++., na %lat7ormi A$&i A? karavan, i !io #e #e&ini D$o1ika&a %roizve&en $ eri#ko# %roizvo&n#i. D$o III koriti 1,+ litarki TDI motor, $ kom!ina/i#i aelektromotorom o& 21 k8. :aalot, z!o nike %otran#e za ovim -i!ri&om i vo#e vioke /ene,amo oko "ez&eet A$&i D$o vozila #e %roizve&eno. Do o!#avl#ivan#a A$&i N!ri& $ 200*.o&ini, D$o #e #e&ini evro%ki -i!ri& ika&a %$"ten $ %roizvo&n#$. :akon toa le&e, on&a ;ivi/

-i!ri& o& 2002. o&ine, te or& E/a%e -i!ri& (UV vozilo) o& 2005. o&ine. U 2005. o&iniToNota i-lan&er -i!ri& i Le


17/30

921 S$rijski pogo#

tr$kt$ra eri#ko %oona %rikazana #e na li/i 11. otor U %okre'e enerator ko#i%roizvo&i elektrin$ eneri#$ za %oon vozila i %$n#en#e !ateri#a. Elektromotor e koritienerianom eneri#om i %ooni vozilo. Ta# item e naziva eri#kim #er $ motor U i

elektromotor $ eri#i.eri#ki -i!ri& moe e korititi motorom U man#e nae ko#i 'e ra&iti !ol#im te%enomkorinoti i i%or$ivati eneri#$ elektromotor$ i %$niti !ateri#e. Elektrini $rea#i 6 enerator imotor $ ite tr$kt$re i reverzi!ilni, mo$ ra&iti kao eneratori i motori. avino mo$'notimaelektromotora i n#eovi- %oo!noti &a ra&i $ "irem &i#a%azon$ %romene !ro#a o!rta#a %rikontantno# nazi, $ tr$kt$ri %oona e moe na'i i men#a !rzina &va ili vi"e te%ena. Takav%oonki item e na#vi"e %rimen#ivao za %oon !ro&ova, no a&a e %rimen#$#e i na vozilima.:#eova %re&not #e "to #e motor U o&vo#en o& tokova vozila, tako &a #e ve'a lo!o&a $ra%ore&$ kom%onenata, na%oe elektromotora ko#i- moe !iti vi"e 6 me"teni $ tokove vozilaili %o %oonkim oovinama.

eri#ki -i!ri& moe ra&iti kao iti elektrini %oon 6 ikl#$enim motorom U 6 ve&ok $ !ateri#ama ima eneri#e. o!zirom na to &a elektromotor am %ooni vozilo eneri#omko#$ #e eneriao motor U, ta &va areata ine %ri!lino it$ koliin$ ra&a (eneri#e). To #emana ti- -i!ri&a #er e $k$%na koliina i%or$ene eneri#e iz motora U tran7orm"e $elektrin$, %a %onovno $ me-aniki ra&, %ri em$ e znatna koliina eneri#e $!i $ to#tran7orma/i#i.

$lika 11* Osnovna struktura serijskog pogona*

Motor $U$ je odvojen od pogonskih to&kova0 a elektri&ni pogon prenosi elokupnu pogonskusnagu

17


18/30

923 &r%$%#i pogo#

tr$kt$ra %aralelno -i!ri&no %oona #e %rikazana na li/i 12. 4o& %aralelno -i!ri&a, motorU %ooni vozilo, a elektromotor korite'i e eneri#om iz !ateri#a &o&a#e na$ ka&a #e to

%otre!no, zavino o $lovima von#e. Ta# item e naziva %aralelnim #er #e %rotok eneri#e%rema %oonkim tokovima %aralelan o& motora U i elektromotora. Hateri#e e %$ne ka&aza-tev vozila za naom ni#e veliki, te elektromotor $ $lozi eneratora %roizvo&i elektrin$eneri#$. Ta# item ima #e&notavni#$ tr$kt$r$, no o!zirom na to &a ima amo #e&an elektrini$rea# ne moe e im$ltano %$niti !ateri#e i &o%$n#avati %oon vozila. Ako e elektromotor ko&to itema o&vo#i o& motora U kvailom, ta&a i ta# item moe 7$nk/ionirati kao itielektrini %oon $ rani/ama ra%oloive eneri#e $ !ateri#ama i nae elektromotora.

$lika 1!* #aralelni pogon je karakteristi&an po tome to elektromotor asistira pogon kada je

potrebna ve.a snaga ili ve.i obrtni moment

aralelni -i!ri& koriti e, &akle, motorom U kao lavnim %oonkim areatom, &okelektromotor amo aitira ka&a #e %otre!na ve'a naa 6 %ri $!rzavan#$ vozila ili avla&avan#$$%ona. toa motor U o!avl#a mnoo ve'i ra& neo elektromotor. Takav item moe

otvariti ve'$ $"te&$ oriva na otvorenom %$t$ ka&a motor U moe ra&iti na o%timalnomreim$.

18


19/30

926 S$rijsko &r%$%#i sist$!

O!a itema, eri#ki i %aralelni, ima#$ vo#i- %re&noti i ne&otataka. e$tim, $ %rakie %rimen#$#$ i razne kom!ina/i#e o!a itema (lika 1C). 3e&na o& na#$%#e"ni#i- takvi-

kom!ina/i#a #e eri#koJ%aralelni -i!ri& ko#i #e razvila ToNota (T 6 ToNota N!ri& Ntem), a$raen #e $ a$tomo!il ToNota ri$. 4om!ina/i#a eri#ko i %aralelno %oona #ekarakteritina %o tome "to motor U oim elovan#a %$tem %renoa nae, &o&atno &el$#e i%reko eneratora na elektromotor, a koriiti e i eneri#a iz !ateri#a $ l$a#$ ka&a #e %otre!nave'a naa ili ve'i o!rtni moment. Ta# vrlo ve"to kom!inovani -i!ri&ni %oon otvar$#e velike$"te&e oriva ($ ra&ko# von#i i vi"e o& 50G), tako &a #e ToNota ri$ #e&an o& na#$%e"ni#i--i!ri&a. :o, ToNota ri$ #e %e/i7ina %o tome "to #e n#en !enzinki motor %oe!ne izve&!e,zanovan na Atkinonovom /ikl$$ aorevan#a ko#i omo$'ava ve'i te%en to%lotnoikori"ten#a (ova# /ikl$ aorevan#a #e kom!ina/i#a Otto i Dieel /ikl$a aorievan#a).

$lika 1'* 7ombinaija serijskog i paralelnog pogona

19


20/30

a &r$e trane $ o&no$ na a$tonomnot elektrino %oona, -i!ri&i e &ele na

6 &otpu#$(enl. 7$ll -N!ri&)6 U!$r$#$ (enl. mil& -N!ri&)

6 Hi5rid#o )o*i%o s prik%ju(ko! # j)#u $%$ktro !r$


21/30

Takoe %oznato kao %l$6in -i!ri&no vozilo(EV), #e -i!ri&no vozilo a %$n#ivim!ateri#ama, ko#e e mo$ %$niti %ovezivan#em %rikl#$ka na van#ki izvor elektrine eneri#e(lika 1?).

EV ima karakteritike o!a, konven/ionalno i -i!ri&no vozila, elektromotorom i

motorom U. EV ima mnoo ve'i %ot%$no elektrini ra&i#$ kretan#a vozila $o&no$ na !enzin6elektrino -i!ri&no vozilo, a motor U l$i kao rezerva $ l$a#$ ka&a $!ateri#e %otro"ene.

$lika 1(* avna priklju&na stania za plug-in vozila

:2 &REDNOSTI I NEDOSTACI HI+RIDNOG &OGONA

21


22/30

&r$d#osti"6 &o!ra ra&na karakteritika (elektrini motor o!ez!e$#e kontantno viok o!rtni moment i

na nikom !ro#$ o!rta#a (lika 15),6 mala emii#a iz&$vni- aova.

N$dost8i 4i5rid#og pogo#"6 vioka /ena,6 ve'a maa

$lika 1* 7riva obrtnog momenta i snage u slu&aju motora $U$ i kombinaije motor $U$ sa

elektromotorom

22


23/30

;2 &OTRONJA GORIVA KOD HI+RIDNIH VO,ILA

Tren$tna -i!ri&na vozila man#$#$ %otro"n#$ oriva %o& o&reenim okolnotima, $o&no$ na neka &r$a, lina konven/ionalna vozila, %rventveno %$tem tri naina ra&a

1. man#en#e ot%a&ne eneri#e tokom %razno -o&a ili male izlazne nae, $ %ravil$ ka&a #emotor U ikl#$en,2. Ikori"ten#em ot%a&ne eneri#e (t#. reenerativno koen#a),C. man#en#em veliine i nae motora U, a time i ne$inkovitoti, korite'i &o&atn$ na$o& elektrino motora za kom%enza/i#$ $!itaka %ri makimalno# nazi ko#$ %roizvo&i malimotor U.

Hilo ko#a kom!ina/i#a ove tri %rimarne %re&noti -i!ri&a mo$ e korititi $ razliitimvozilima otvar$#$'i razliite %otro"n#e oriva, eneri#e, emii#e iz&$vni- aova, mae vozila i/ene vozila.

otor U $ -i!ri&nom vozil$ moe !iti man#i, lak"i i e7ikani#i o& ono $konven/ionalnom vozilom, #er e $ l$a#$ %otre!e za ve'om naom i o!rtnim momentomaktivira elektromotor. O& %oonko itema $ vozil$ e za-teva ra& $ ra%on$ o&reeni- !rzinai naa, ali na#ve'a $inkovitot motora U #e $ $kom ra%on$ ra&a motora, a "to inikonven/ionalna vozila ne$inkovitim. :a%rotiv, $ ve'ini EV vozila, motor U ra&i vo#omna#ve'om $inkovito"'$. 4riva nae ko& elektromotora #e !ol#a $ o&no$ na motor U, temoe %r$iti znatno ve'i o!rtni moment %ri nikim !ro#evima o!rta#a. Ve'a ekonominot $%otro"n#i oriva ko& EV vozila im%li/ira man#en#e %otro"n#e oriva i emii#e iz&$vni- aova.

Onovni za-ev vako elektrino i -i!ri&no vozila #e %oto#an#e izvora elektrineeneri#e. Elektrina eneri#a e tran7ormi"e $ me-anik$ %omo'$ elektrini- motora namen#eni-za %oon vozila. :a#e"'e kori"'eni izvor elektrine eneri#e #e !ateri#a @ ak$m$lator. ri$tni $razliiti ti%ovi $rea#a za kla&i"ten#e elektrine eneri#e. 4o& tan&ar&ni- vozila, ak$m$lator%re&tavl#a #e&ini element za kla&i"ten#e elektrine eneri#e. 4o& -i!ri&a, !ateri#e mora#$kontin$alno %remati elektrin$ eneri#$, ali ito tako i &avati. vaka !ateri#a e ato#i o& &ve ilivi"e 'eli#a me$o!no %ovezani-.

4a%a/itet !ateri#e e o!ino &e7ini"e $ am%er atima. Am%erat (A-) &e7ini"e ka%a/itet!ateri#e, t#. &e7ini"e koliko vremena #e&na !ateri#a moe o&avati o&reen$ #ain$ tr$#e.

:a#zat$%l#eni#i ti%ovi !ateri#a za elektrina i -i!ri&na vozila $ liti#$m6#onke (Li6ion) liti#$m6%olimerke (Li6%olN) (:aJ:i;12) nikl6metal6-i&ri& (:i), nikl6ka&mi#$m (:i;&), olovo6kielina

23


24/30

$lika 12* "iMH baterija kod To=ota #rius vozila

Hateri#e e mo$ kon7i$riati $ eri#k$ ili %araleln$ vez$. O&a!ir kon7i$ra/i#e zaviio& izlazno na%ona i karakteritika %ran#en#a. aketi !ateri#a $kl#$$#$ elektronik$ ko#a #eme"tena na van#ko# trani omotaa no%a !ateri#a. a&atak elektronike #e &a na&le&a %ro/e%$n#en#a, %ran#en#a, mo$'$ %o#av$ kratko %o#a i %rekomerno %ran#en#a.

=2 TENDENCIJE RA,VOJA KOD HI+RIDNIH VO,ILA

N$n&ai Elantra LI (LiW$e7ie& etrole$m In#e/te&) -i!ri& #e %$"ten $ %ro&a#$ $ 200+.o&ini. N$n&ai Elantra #e $mereno -i!ri&no vozilo i %rvi -i!ri& a&a%tiran za $%otre!$ na%re&ni-liti#%olimera (Li6olN) !ateri#e. N$n&ai Elantra LI -i!ri& omo$'ava ekonominot oriva o&5,B lJ100 km i emii#om ;O2 o& ++ Jkm, kako !i e za&ovol#ili $lovi ULEV6a ($%er UltraLoX Emiion Ve-i/le).

er/e&e6Henz ?00 Hl$eN!ri& %$"ten $ %ro&a#$ 200+. o&ine $ AD. Ovo #e $m#ereni-i!ri& i %rvi -i!ri&ni a$tomo!il a&a%tiran na Li6ion !ateri#$. i!ri&na te-noloi#a $ ?00 #erazvi#ena o& trane Daimler A= i H8. Ita -i!ri&na te-noloi#a e koriti $ H86$A/tiveN!ri& (like 1,1*,1+), i %$"tena #e $ %ro&a#$ re&inom 2010. o&ine $ AD6$ i Evro%i.U 200+. o&ini H8 #e %oeo %ro&a#$ %ot%$no -i!ri&no vozila H8 9B A/tiveN!ri&.:akon toa, 2010. o&ine le&i on&a ;R6 $ 3a%an$ i Evro%i, it&.

24


25/30

$lika 19* Hibridno vozilo M; EtiveH=brid 9

$lika 1< - Motor $U$ F elektromotor F mjenja& +presjek,

25


26/30

$lika 1A - ?i-ion baterije +presek,

$lika !) - lektromotor F hidrodinami&ki trans@ormator obrtnog momenta F menja& +presek,

26


27/30

a razlik$ o& klaini- -i!ri&a, or/-e +11 =TC R N!ri& (lika 21) za $van#eelektrine eneri#e ne koriti !ateri#e, ve' o7iti/iran$ te-noloi#$ (4ER) i#a okoni/a #ezama#a/ me"ten iza vozaevo e&i"ta. 4ER (4ineti/ EnerN Re/overN Ntem) #e item(!ateri#a) za $van#e (%rik$%l#an#e) kinetike eneri#e &o!i#ene koen#em (reenerative !rakin),ko#a e kani#e moe korititi %ri $!rzan#$ vozila. re&noti $ o&no$ na !ateri#e kri#$ e $

man#o# mai i mo$'noti !re a%or!ovan#a eneri#e.

4ako ra&i 4ER itemY:a#tari#i i na#%riro&ni#i nain $van#a eneri#e #ete %$tem zama#/a. avremeni zama#/i

e mo$ o!rtati %reko B0.000 min61. Velike /entri7$alne ile kontroli"$ e %$tem kom%ozitni-7i!er vlakana, a $!i/i $ za%tivan#$ (ko#i $ nezao!ilazni ko& klo%ova) ri#e"eni $ time "to #e/eli item okre'e $ vak$miranom %rotor$. Veza ovo itema a itemom %renoa nae navozil$ moe !iti otvarena %$tem ;VT m#en#aa (kontin$alni %renonik @ na#e"'i l$a#). Uzavinoti o& %roizvoaa, kom%letan item ima ma$ o& 25 k.

$lika !1 - Hibridno vozilo #orshe GT '

10 5 napajanje elektronike0 ! 5 dva elektromotora +po jedan za svaki to&ak,0 ' 5 kablovi

visokog napona0 ( 5 7$ baterije> +pogon prednje osovine sa dva elektromotora0 a zadnjeosovine motor $U$,

27


28/30

>2 EKOLOGIJA I HI+RIDNA ELEKTRINA VO,ILA

Ve' #e reeno &a #e $!rzan razvo# EV %rventveno motivian ekolo"kimrazlozima. Ova vozila znaa#no man#e zaa$#$ okolin$ #er ne i%$"ta#$ iz&$vneaove $ koliini kako to ine vozila a U motorima. Tren& razvo#a a$tomo!ilke in&$tri#e

vi&i e iz in#eni/e &a #e 1+50. o&ine na vet$ !ilo oko 5C miliona motorni- vozila, &a !i i-1++2. !ilo %ola mili#ar&e, a za %oetak ovo veka e %ronozira &a 'e ta# !ro# %rema"iti #e&n$mili#ar&$.

Ovako $!rzan rat !ro#a motorni- vozila #e oz!il#na %retn#a za ivotn$ re&in$. 4a&a e$zme $ o!zir &a e vozila $ iroma"ni#im zeml#ama nea&ekvatno o&rava#$, a &a $zato#i $ ao!ra'a#$ vako&nevna %o#ava $ razvi#enim zeml#ama on&a #e lo!alna likazaaivan#a vaz&$-a iz&$vnim aovima iz U motora &r$mki- vozila zatra"$#$'a.Uman#en#e emii#e "tetni- aova ve'e #e o& 50G. 4a&a e vre&n$#e $inak elektrini- vozila nazaaivan#e vaz&$-a tre!a imati $ vi&$ &a #e na#ve'i %ro!lem zaaivan#e vaz&$-a $ ra&ovima.

U%otre!om -i!ri&ni- vozila vaz&$- izna& ra&ova !i e !itno oitio. a &r$e trane &a!i e %reilo lo!alno zarevan#e $le& e7ekta taklene !a"te %otre!no #e man#iti $k$%n$

koliin$ iz&$vni- aova. Dr$a 7$n&amentalna %re&not EV na& vozilima a U motorom #eto "to man#$#$ $%otre!$ 7oilni- oriva i#e $ rezerve oraniene.

28


29/30

?2 ,AKLJUAK

i!ri&na vozila $ neminovnot ko#a %re&to#i $ a$toin&$tri#i (%$tnika i teretna vozila),a kako vreme !$&e %rolazilo ovakvi- vozila 'e !iti ve vi"e, a n#i-ova /ena ve man#a. e$tim,ka& #e na"a zeml#a $ %itan#$ to 'e !iti amo %ora&ini l$a#evi.

Hitno za tani/e te-niki- %rele&a #ete &a e ko& -i!ri&no vozila i%it$#e kvalitetiz&$vni- aova ko& motora U ($koliko ni#e %ot%$no elektrino vozilo), i to $ mo&$ ka&a m$#e elektromotor ikl#$en.

Ovakva vozila ima#$ veoma loen$ vozak$ konzol$ (lika 22), te e avet$#e %oe!na%an#a %rilikom i%itivan#a ovakvi- vozila na te-nolo"ko# lini#i (razne vrte %oona, mo$'not%romene vrto'e ve"an#a, it&).

$lika !!* :oza&ka konzola vozila M; EtiveH=brid 9

29


30/30

LITERATURA

Z1[ Dr Alekan&ar te7anovi', Dr$mka vozilaS, :i", 2010.Z2[ I!ra-im $ta7i', i!ri&na vozilaS, eni/a, 2010.

ZC[ Dr Vladimir Papi, Dr Radomir Mijailovi, Mr Vladimir Momilovi,ra!"por#!a "r$d"#va i odr%ava!j$&, '$o(rad, 2007.

Documents

ElektriÄna i hibridna vozila 2015