Технико-экономическое обоснование внедрения электромобиля

Курсовой проект

Реферат

Отчет с., 3 табл., 4 рис., 7 источников.

Автотранспортное средство (АТС), автомобиль с электроприводом, экологические требования, эксплуатация электромобиля, альтернативные энергоносители, топливные элементы (ТЭ), аккумуляторная батарея (АБ).

Объектом исследования являются автотранспортные средства с электродвигателем, их разница с автомобилем с ДВС и влияние на экологию.

Цель работы — разработка методики оценки экономической и экологической эффективности применения электрического привода в полном жизненном цикле современного электромобиля.

В данном курсовом проекте была обоснована актуальность рассматриваемой проблемы, изучены факторы, определяющие экологическую безопасность автомобиля, рассмотрен и проанализирован российский и зарубежный опыт внедрения АТС с электродвигателем.

В результате исследований были выявлены достоинства и недостатки электромобиля.

Введение

Применение моторного углеводородного топлива неизбежно сопровождается повышенным выбросом диоксида углерода (СО2), регламентирующим технический уровень современных АТС. Снижение выбросов СО2 традиционными методами не обеспечивает выполнение жестких экологических требований и является серьезной проблемой автомобилестроения.

Применение электропривода позволяет наиболее эффективно решить проблему повышения экологической безопасности АТС. Основным препятствием на пути широкого внедрения электропривода на автомобильном транспорте (АТ) является несовершенство традиционного источника электрической энергии и электронной системы его управления. Применяемые технологии проектирования электромобиля сопряжены с высокими материальными и финансовыми затратами. В нашей стране и за рубежом ведется поиск оптимальных решений по созданию принципиально новых транспортных силовых установок. В сложившейся ситуации необходимы новые стимулирующие экономические механизмы практической их реализации.

Достигнутые результаты ведущих зарубежных фирм позволили решить концептуальные технические проблемы электрического привода. Достоверные сведения материальных и финансовых затрат составляют стратегическую коммерческую тайну. Наступил важный коммерческий этап практической реализации электрического привода, связанный с переходом от затратного метода финансирования к механизму, ориентированному на возвратные инвестиции Промышленность и крупные частные компании проявляют повышенный интерес к фундаментальным разработкам в автомобилестроении, существенно повышающих конкурентоспособность электрического привода на автомобильном транспорте.

66 стр., 32544 слов

Дипломная работа: Расчёт среднегодовых технико-экономических показателей работы электрической сети

... С 01.04.2004 г. обособленные подразделения Южные электрические сети, Восточные электрические сети, Центральные электрические сети и Западные электрические сети были упразднены и образованы в ... Юго-Западный (Холмск), Западный (Углегорск), Восточный (Поронайск), Центральный (Тымовск). электрическая сеть подстанция электроэнергия На балансе ОАО Сахалинэнерго находится подстанций напряжением ...

Широкая реализация электрического привода на автомобильный транспорт, имеющего стратегическое значение для современного индустриального общественного развития, сопряжена с повышенными финансовыми и материальными затратами индивидуального потребителя высокотехнологической продукции. Актуальной задачей на данном этапе является разработка метода оценки экономической и социально-экологической эффективности результатов применения электропривода на автомобильном транспорте.

Целью работы является разработка методики оценки экономической и экологической эффективности применения электрического привода в полном жизненном цикле современного электромобиля.

Задачами настоящей работы является:

;

  • технико-экономическое обоснование целесообразности применения современного электромобиля нового поколения;

;

  • рассмотреть основные преимущества и недостатки эксплуатации электромобиля;

;

  • определение материальных и финансовых затрат производства и эффективности эксплуатации электропривода;

;

  • показать отечественный и зарубежный опыт внедрения электромобиля;

;

  • оценить перспективы развития транспорта с электродвигателем;
  • Устройство электрического автомобиля

В отличие от автомобиля с двигателем внутреннего сгорания электромобиль имеет более простую конструкцию, включающую минимальное количество движущихся частей, а значит более надежную.

Основными конструктивными элементами электрического автомобиля являются:

;

  • аккумуляторная батарея;

;

  • электродвигатель;

;

  • трансмиссия;

;

  • бортовое зарядное устройство;

;

  • инвертор;

;

  • преобразователь постоянного тока;

;

  • электронная система управления.
  • Схема электрического автомобиля

1. датчик давления в тормозной системе;

2. электроусилитель рулевого управления;

3. приборная панель;

4. датчик положения педали газа;

5. датчик положения педали тормоза;

6. датчик положения селектора переключения передач;

7. блок управления электромобилем;

8. блок управления аккумуляторной батареи;

9. бортовое зарядное устройство;

10. преобразователь постоянного тока;

11. блок управления кондиционером;

12. инвертор;

13. электродвигатель;

14. уровень зарядки аккумуляторной батареи;

15. модуль аккумуляторной батареи;

16. трансмиссия;

17. компрессор кондиционера;

18. отопитель;

19. разъем для обычной зарядки;

20. разъем для быстрой зарядки

Технико-экономическое обоснование применения современных электромобилей

Тяговая аккумуляторная батарея обеспечивает питание электродвигателя. На электромобиле, в основном, используются литий-ионная аккумуляторная батарея, которая состоит из ряда соединенных последовательно модулей. На выходе аккумуляторной батареи снимается напряжение постоянного тока порядка 300В. Емкость батареи должна соответствовать мощности электродвигателя.

39 стр., 19374 слов

Доклад: Экономика и управление предприятием

... условиях рынка. 1.Концепции маркетинга и их сущность . Если исходить из классификации теории "управления маркетингом", предложенной профессором маркетинга Северо-Западного университета США Филиппом Котлером, то под "концепцией ...

Одним из основных элементов электромобиля является электродвигатель, который служит для создания необходимого для движения крутящего момента. В качестве тягового электродвигателя используют трехфазные синхронные (асинхронные) электрические машины переменного тока мощностью от до 200 и более кВт. В сравнении с ДВС электродвигатель имеет высокую эффективность и меньшие потери энергии. КПД электродвигателя составляет 90% против 25% у ДВС.

Основными преимуществами электродвигателя являются:

;

  • реализация максимального крутящего момента во всем диапазоне скоростей;

;

  • возможность работы в двух направлениях без дополнительных устройств;

;

  • простота конструкции, воздушное охлаждение;

;

  • возможность работы в режиме генератора.

В ряде конструкций электромобилей используется несколько электродвигателей, которые приводят отдельные колеса, что значительно повышают тяговую мощность транспортного средства. Электродвигатель может быть помещен непосредственно в колесо автомобиля, сокращая до минимума трансмиссию. Но такая схема электромобиля увеличивает неподрессоренные массы и ухудшает управляемость.

Трансмиссия электромобиля достаточно проста и на большинстве моделей представлена одноступенчатым зубчатым редуктором. Бортовое зарядное устройство позволяет заряжать аккумуляторную батарею от бытовой электрической сети. Инвертор преобразует высокое напряжение постоянного тока аккумуляторной батареи в трехфазное напряжение переменного тока, необходимое для питания электродвигателя.

Преобразователь постоянного тока обеспечивает зарядку дополнительной двенадцативольтовой аккумуляторной батареи, которая используется для питания различных потребителей электроэнергии (электроусилитель рулевого управления, электрический отопитель салона, кондиционер, система освещения,стеклоочистители, аудиосистема и др.)

Электронная система управления выполняет в электрическом автомобиле несколько функций, направленных на обеспечение безопасности, энергосбережение и комфорт пассажиров:

;

  • управление высоким напряжением;

;

  • регулирование тяги;

;

  • обеспечение оптимального режима движения;

;

  • управление плавным ускорением;

;

  • оценка заряда аккумуляторной батареи;

;

  • управление рекуперативным торможением;

;

  • контроль использования энергии.

Конструктивно система объединяет ряд входных датчиков, блок управления и исполнительные устройства различных систем электромобиля. Входные датчики оценивают положение педали газа, педали тормоза, селектора переключения передач, давление в тормозной системе, степень заряда аккумуляторной батареи. На основании сигналов датчиков блок управления обеспечивает оптимальное для конкретных условий движение электромобиля. Основные параметры работы электромобиля (потребление энергии, восстановление энергии, остаточный заряд аккумуляторной батареи) визуально отображаются на панели приборов.

9 стр., 4076 слов

Реферат: Оформление библиографического списка по российскому стандарту

... единый список литературы (книги и статьи) к работе в целом. В этом случае каждый источник упоминается в списке один раз, вне зависимости от того, как часто на него делается ссылка в тексте ... Сер. 5. Экономика. ― 2010. ― Вып. 4. ― С. 163-166. Нормативные документы из сборника (указы президента, постановления правительства, законы и т. п.): О естественных монополиях : закон Российской Федерации // ...

Эксплуатация электромобиля

Несмотря на внешнее сходство и аналогичные органы управления, эксплуатация электромобиля существенным образом отличается от эксплуатации автомобиля с двигателем внутреннего сгорания. Именно эксплуатационные проблемы сдерживают массовое использование электромобиля, среди которых:

;

  • высокая стоимость;

;

  • ограниченная автономность;

;

  • значительное время заряда аккумуляторов.

Если традиционное авто с двигателем внутреннего сгорания имеет ресурс в 500-600 тысяч километров, что равно примерно 10-15 годам эксплуатации в интенсивном режиме, то аккумулятор электромобиля вряд ли сможет прослужить более 5-ти лет. А ведь это самая важная и самая дорогостоящая деталь

Текущие расходы на содержание электрического автомобиля значительно ниже (в 3-4 раза) расходов на содержание автомобиля с ДВС и зависят, в основном, от стоимости электроэнергии. Эксплуатация электромобиля экономически выгодна в странах, где производство электроэнергии в меньшей степени зависит от ископаемого топлива.

Одна из самых серьезных проблем эксплуатации электромобиля его невысокая степень автономности. Величина пробега электромобиля без подзарядки зависит от многих факторов: емкости аккумуляторной батареи, характера и условий движения, стиля вождения, степени использования вспомогательных систем. В настоящее время средняя дальность использования электромобиля составляет порядка 150 км при скорости движения км/ч. При движении с большей скоростью, пробег резко уменьшается, например, при скорости 130 км/ч (нормальная шоссейная скорость) он составляет уже км. Именно поэтому электромобиль в большинстве своем позиционируется как транспортное средство для городских поездок.

Современные технологии позволяют увеличить степень автономности электромобиля до 300 и более км, среди которых следует отметить систему рекуперативного торможения (возвращает до 30% затрачиваемой энергии), аккумуляторы повышенной емкости, электронная оптимизация процессов движения.

Неотъемлемым атрибутом эксплуатации электромобиля является необходимость периодической зарядки аккумуляторной батареи, которая занимает много времени. Решение данной проблемы реализуется по нескольким направлениям:

;

  • нормальная зарядка аккумуляторной батареи (осуществляется от бытовой электрической сети мощностью 3-3,5 кВт, предполагает установку на электромобиле специального зарядного устройства, продолжительность до полной зарядки батареи составляет 8 часов);

;

  • ускоренная зарядка аккумуляторной батареи (производится на специальных станциях мощностью до кВт, продолжительность зарядки до 80% емкости батареи составляет минут);

;

  • замена разряженной аккумуляторной батареи на заряженную батарею (выполняется автоматически на специальных обменных станциях).

Реализация указанных направлений требует развития инфраструктуры (зарядных и обменных станций, мест парковки), стандартизации технических решений, разработки правил для поставщиков услуг.

Таблица 1 ? Исходные данные для сравнительной оценки стоимости владения легковым автомобилем с традиционным и электрическим приводом

28 стр., 13707 слов

Реферат: Роль и место строительства в подъеме экономики Российской Федерации

... продукции и обеспечения тем самым динамичного, планомерного и пропорционального развития отрасли. Экономика строительства как научная дисциплина позволяет оценивать результаты научно-технического прогресса, сущность которого ... стадии до ввода объекта в эксплуатацию. В состав этой отрасли входят организации, выполняющие строительные и монтажные работы по возведению новых зданий, сооружений и ...

Полученные результаты свидетельствуют об экономических преимуществах эксплуатации электромобилей при интенсивной работе (высоком годовом пробеге), однако их первоначальная стоимость в настоящий период достаточно высока.

Современное применение электромобиля

В 2004 году в США эксплуатировалось 55852 электромобиля. Кроме этого, в США эксплуатируется большое количество самодельных электромобилей. Наборы комплектующих для конвертации автомобиля в электромобиль продаются в магазинах.

Мировой лидер по производству электрического транспорта Китай.

Помимо этого, небольшие электромобили упрощённой конструкции (электрокары, электропогрузчики и т. д.) широко применяются для перевозки грузов на вокзалах, в цехах и больших магазинах, а также как аттракцион. В данном случае все недостатки в виде малого запаса хода и скорости, высокой собственной стоимости батарей и массы, перекрываются преимуществами: отсутствием вредных выхлопов и шума, что принципиально важно для работы в закрытых людных помещениях. Формально к электромобилям такие машины относить не принято из-за специфичности их применения.

Основной фактор, сдерживающий массовое производство электромобилей, малый спрос, обусловленный высокой стоимостью и малым пробегом от одной зарядки. Существует точка зрения, что широкое распространение электромобилей сдерживается дефицитом аккумуляторов и их высокой ценой. Для разрешения этих проблем многие автопроизводители создали совместные предприятия с производителями аккумуляторов. Например, Volkswagen создал совместное предприятие с Sanyo Electric, Nissan Motor с NEC Corporation, и т. д.

Перспективы развития транспорта с электродвигателем

В настоящее время 80% от общих объемов всех выбросов в России (а в Москве 92%) составляют выбросы от АТС. Оценка смертности вследствие этих выбросов составляет 40-50 случаев в год. Предел допустимой нормы выбросов существенно превышается.

Президент РФ поставил задачу к 2020 году снизить выбросы парниковых газов на не более чем до 70%, а к 2030 году 50% АТС перевести на альтернативное топливо.

Так же, на сегодняшний день налоги на электромобили составляют более 40% плюс таможенный тариф. Для примера, стоимость электромобиля Лада Эллада составляет 1 200 000 рублей, а цена Лады Калины всего 350 000 рублей. Со стороны эксплуатации электромобиль не выгоден для потребителя.

В перспективе, на территории РФ, следует создавать целую комплексную программу по развитию и внедрению электромобиля, сделать его привлекательным для потребителя.

На сегодняшний день существует следующий перечень нормативных актов, касательно непосредственно внедрения электромобилей:

1) Указ Президента Российской Федерации от 7 мая 2012 г. № 596 «О долгосрочной государственной экономической политике»;

2) Распоряжение Президента РФ от декабря 2009 г. N 861-рп «О Климатической доктрине Российской Федерации»;

3) Указ Президента Российской Федерации от сентября 2013 г. № 752 «О сокращении выбросов парниковых газов»;

21 стр., 10325 слов

Курсовая работа: Экономическая безопасность экономики Российской Федерации

... РФ была образована Межведомственная комиссия Совета Безопасности по экономической безопасности, в результате деятельности которой была разработана Государственная Стратегия Экономической безопасности Российской Федерации (основные положения), одобренная Указом президента Российской Федерации от 29 апреля 1996 г. № 608. ...

4) Стратегии развития автомобильной промышленности РФ до 2020 года (утверждена приказом Минпромторга России № 319 от апреля 2010 года);

5) Концепция долгосрочного развития Российской Федерации на период до 2020 г. (утверждена распоряжением Правительства Российской Федерации от ноября 2008 г. №1662-р);

6) Транспортная стратегия Российской Федерации на период до 2030 г. (утверждена распоряжением Правительства Российской Федерации от ноября 2008 г. №1734-р);

7) Государственная программа Российской Федерации «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности на период до 2020 года» (утверждена распоряжением Правительства Российской Федерации от декабря 2010 г. №2446-р);

8) Постановление Правительства РФ от сентября 2006 г. № 566 «О внесении изменений в Таможенный тариф Российской Федерации в отношении автокомпонентов, ввозимых для промышленной сборки»;

9) Решение Совета при Президенте Российской Федерации по модернизации экономики и инновационного развития России (от ноября 2012 г., протокол № 1);

10) Национальный технический регламент «О требованиях к выбросам автомобильной техникой, выпускаемой в обращение на территории Российской Федерации, вредных (загрязняющих) веществ» (утвержден постановлением Правительства Российской Федерации октября 2005г. № 609);

11) Национальный технический регламент «О безопасности колесных транспортных средств» (утвержден постановлением Правительства Российской Федерации от сентября 2009 г. № 720).

Отечественный и зарубежный опыт

Впервые движение электромобилей было разрешено в Москве в 2007 году и в этом же году был допущен к эксплуатации электромобиль, переделанный из «классического».

Уже в 2009 году в Санкт-Петербургском Политехническом Университете был сконструирован первый российский электромобиль на солнечных батареях, запас хода на одной зарядке — км, средняя скорость — км/ч.

Сейчас в России осуществляется перевод автобуса ЛИАЗ на электродвигатели. Это, по подсчетам, даст эффективность на 250 000 рублей в год.

В настоящий момент в реализацию идет газовое топливо. Уже существует приблизительно 200 000 автобусов на газовом топливе, чуть меньше с КЭУ, еще меньше электроавтобусов.

Но почему же тогда вокруг нас ещё не всё заполонили электромобили? Ведь, казалось бы, все плюсы налицо. Повышенный КПД, высокая экологичность, высокая долговечность. Где же недостатки? Они рядом. К сожалению, даже самый современный электромобиль пока что не может конкурировать с промышленными гигантами, выпускающими бензиновые и дизельные транспортные средства. Кроме того, остаётся открытым вопрос подзарядки аккумуляторов, нужны ходовые заправочные станции (которые могут выезжать даже в поля, для сельскохозяйственного транспорта), высокой себестоимости транспортного средства и его эксплуатации, зависимость электробатарей от температурных и погодных условий.

Так или иначе, в наше время электромобилям уделяется гораздо больше внимания, чем когда бы то ни было, активно ведутся новые разработки, а потому хочется верить, что золотой век электромобилей не за горами.

Наиболее распространенным энергоносителем электромобилей являются традиционные свинцово-кислотные, железоникелевые, никель-кадмиевые, серебряно-цинковые и серебряно-кадмиевые аккумуляторные батареи. По основным энергетическим характеристикам традиционные наиболее распространенные свинцово-кислотные аккумуляторные батареи недостаточно эффективны и долговечны. Область эффективного использования традиционных электромобилей в зависимости от типа АБ и их грузоподъемности приведена на рис.1.

12 стр., 5839 слов

Реферат: ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ФУНКЦИЯ СОВРЕМЕННОГО РОССИЙСКОГО ГОСУДАРСТВА

... экономической функции государства, которые способствовали резкому снижению ее эффективности. В силу изложенного исследование экономической функции современного Российского государства является одной из важнейших задач отечественной юридической науки, что и обусловило выбор темы диссертации. ... Конституция Российской Федерации, ... экономической 4>ункции современного Российского государства. В ходе ...

Рисунок 1 — Эффективность использования электромобилей в зависимости от типа аккумуляторных батарей: свинцово-кислотные батареи; 2 — литий-серные; 3 — железо-никелевые.

Запас хода электромобилей со свинцово-кислотными батареями (кривая 1) минимальный. Применение железоникелевых батарей сопровождается ростом запаса хода (кривая 3).

В перспективе ожидается значительный рост запаса хода электромобилей с литий-серными АБ (кривая 2).

Наибольшую удельную энергоемкость имеют серебряно-цинковые батареи (88 Вт*ч/кг), но одновременно с этим они и дороже в раз свинцово-кислотных.

Положительный многолетний опыт эксплуатации электромобилей в г. Москве позволил сделать некоторые обобщения. Опытная партия отечественных электромобилей выполнена на базе автомобиля УАЗ-451 ДМ. Электромобили У-131 снабжены системой электродвигателя на переменном токе. Грузоподъемность упомянутых электромобилей составляет 500 кг. В ЭПАХГ лавмосавтотранса при автокомбинате № г. Москвы была организована опытная эксплуатация электроавтобуса РАФ-22038 и легкового автомобиля «Жигули» ВАЗ-2801.

Результаты работы позволили определить рациональную область применения электромобилей, эффективность перспективных технических решений и вопросы организации эксплуатации автомобилей в условиях мегаполиса. Обобщенные данные по легковым и грузовым электромобилям позволили определить максимальный пробег их в условиях города. Они могут быть востребованы в современных условиях на более высоком технологическом уровне развития электромобилей. Недостаточная продолжительность работы обычных АБ ограничена заложенным в их конструкцию активных веществ, после использования которых гальванические элементы выходят из строя. Традиционные АБ требуют заряда от внешнего источника электроэнергии для восстановления запаса активных веществ. Зависимость производительности от запаса хода и грузоподъемности электромобиля от веса аккумуляторной батареи приведена на рис. 2.

Рисунок 2 — Влияние веса аккумуляторной батареи на показатели электромобиля: l ? при удельном весеаккумуляторов60 кг/кВт*ч; 2 — при удельном весе аккумуляторов кг/кВт*ч;z — отношение веса батареек полному весу электромобиля; L — запас хода электромобиля, км.

Производительность автомобиля можно представить зависимостью для грузового и легкового (автобусов)автомобиля

км/сутки (1)

Где Wг — суточная производительность автомобиля т*км/сутки;

aг — постоянный коэффициент пробега, км;

q — номинальная грузоподъемность,

км/сутки (2)

Размеры и массу аккумуляторной батареи определяют из условий обеспечения необходимого запаса хода и максимальной скорости движения электромобиля. Традиционный электромобиль оснащен аккумуляторной батареей, обладающей повышенной массой и снижающей грузоподъемность электромобиля в 1,5 раза по сравнению с ДВС.

5 стр., 2383 слов

Реферат: Экстернальные эффекты природопользования

... региона) со стороны загрязнителей не закреплено экономическими и юридическими отношениями. Эти загрязнения являются внешними (побочными), экстернальными эффектами и не отражаются в рыночных ценах. ... с переносом трансграничных загрязнений. Выбросы химических соединений в атмосферу, загрязнение рек и прочие экологические воздействия создают значительные эколого — экономические проблемы у других ...

Важной задачей является повышение энергоемкости батареи, предопределяющая недостаточный запас хода электромобиля. Для электромобиля, эквивалентного современному автомобилю малого класса, в городских условиях эксплуатации достаточно иметь мощность электродвигателя15 кВт. При такой мощности электродвигателя масса АБ не превышает 300 кг.

Расчеты Института комплексных транспортных проблем (ИКТП) показали, что для крупных городов требуется 100…120 тыс. ед. грузовых электромобилей с расчетным дневным пробегом 65…70 км. Методология формирования парка электромобилей представляет практический интерес. Электромобиль наиболее эффективен для перевозки мелкопартионных грузов различного назначения на сравнительно небольшие расстояния.

В перспективе стоимость электромобилей должна быть выше не более % базовой комплектации.

Была создана серия зарядных станций АБ. Ускоренную подзарядку проводили в местах погрузки или разгрузки, т.е. ее совмещали с технологическими операциями. Продолжительность подзарядки батареи не превышала 1 час.

Запас хода электромобиля зависит от отношения веса батареи к полному весу электромобиля. Увеличение веса АБ при постоянном полном весе ведет к уменьшению грузоподъемности. Электромобиль легко управляется, его электродвигатель способен к кратковременным перегрузкам и имеет хорошую тяговую характеристику. Поэтому гибридная установка может иметь менее мощный электродвигатель.

Перспективным направлением электромобиля является использование электродвигателя с автономным источником электрического тока. Основные усилия в области электрохимии направлены на совершенствование имеющихся в эксплуатации АБ и поиск эффективных и дешевых источников тока.

При проведении технико-экономических обоснований различных этапов создания ГСУ полезном является информация обобщения отечественного и зарубежного опыта применения электропривода НТС. Стоимость современного топливного элемента в раз выше по сравнению со свинцово-кислотными батареями.

Катализаторы, обеспечивающие ускорение химических реакций ТХЭ, используют платину, палладий, никель и некоторые полупроводниковые материалы в достаточно больших объемах. Для создания эффективных ТЭ необходимо резко сократить или полностью исключить применение драгоценных металлов, а также повысить удельную мощность ЭХГ. Целесообразно использовать наиболее перспективный твердооксидный ТЭ. В качестве источника энергии ТХЭ можно использовать любое органическое топливо.

Разработанная технология получения и хранения водорода и окислителя на борту электромобиля может быть ориентирована на конверсию метанола.

При разработке экономической модели стоимостных показателей ГСУ можно ориентироваться на известные результаты в отечественной и зарубежной практике экономической оценки технических решений ГСУ. Готовые к широкому применению водород-кислородные элементы ориентированы на использование твёрдых полимерных электролитов.

Серьёзным препятствием на пути широкого распространения ТЭ является также сравнительно высокая цена получаемой с их помощью электроэнергии 3…8 тыс. долл/кВт.

В Японии специалисты считают, что широкое проникновение на рынок ТХЭ снижает высокая стоимость и их замена через пять лет. В перспективе стоимость компонента ТХЭ может составить 2 цента/кВтч. Наиболее перспективным источником энергии на АТ является электрохимический генератор, содержащий твердооксидные и твердополимерные ТЭ. Щелочные ТЭ, созданные в Новоуральском электрохимическом комбинате, имеют определенную перспективу на автотранспорте.

11 стр., 5120 слов

Реферат: Пути экономии топливно-энергетических ресурсов в пищевой промышленности

... технологической базы и культуры производства. Неоспорима роль энергетических ресурсов в поддержании и дальнейшем развитии цивилизации. В современном обществе трудно найти хотя бы ... экономики и особенно в промышленности - основном потребителе энергоресурсов. Это будет достигнуто за счет: снижения энергоемкости продукции; повышения коэффициента полезного использования топлива; увеличения в топливном ...

В Институте катализа им. Г.К.Борескова СО РАН изучена возможность использования металлов платиновой группы (палладия, платины и др.) для получения водорода. Создан ряд катализаторов для получения водорода из метана с последующей его очисткой с помощью мембран.

В Институте электрофизики УрО РАН по совместной программе с Институтом высокотемпературной электрохимии УрО РАН разработаны методы получения нанопорошков и нанокерамики путем магнитного прессования.

Уральский электрохимический комбинат в 1971 г. разработал электрохимический генератор «Волна» (мощность 1.2 кВт) на щелочном ТЭ для отечественной лунной программы.

Полезным является обобщение отечественного опыта по созданию ТХЭ. В 1982 г.

НПО «Квант» впервые снабдил автомобиль «РАФ» водородным щелочным топливным элементом. В 2001…2003 гг. Уральский электрохимический комбинат, РКК «Энергия» и «АвтоВАЗ» на автосалонах в г. Москве демонстрировали автомобиль «Лада» с электродвигателем и электрохимическим генератором «Фотон». В системе питания использовали хранящийся в баллонах водород. На одной заправке эти автомобили могут проехать 300 км.

Потребности АТ в электрохимических генераторах на топливных элементах (мощность 15…100 кВт) составляет 500 тыс. ед. в год. Стоимость одного такого генератора более 3 тыс. долл., приемлемая цена составляет 50…100 долл. РФ на уровне системного понимания проблемы уступает западных технологий.

Отечественная компания «Пластполимер» предполагает построить в Европе один из заводов по производству полимерной пленки для твердополимерных топливных элементов. В РФ изготавливают полимерную пленку по высокой технологии, соответствующей мировым стандартам.

Существующие комбинированные энергоустановки уступают перспективным установкам на топливных элементах по экологической чистоте в раз.

Загрязнение атмосферы наносит значительный социально-экономический и материальный ущерб. Экономический ущерб от загрязнения атмосферного воздуха для отдельного источника, разработанный авторами стать, определяется по обобщенной зависимости

руб/т (7)

В ОГ ДВС при работе на метане наряду с традиционными ВВ (NOx, СО, СН и твердые частицы) присутствуют парниковые газы (СO2, СН4 и N2O).

Если СO2 оказывает только парниковый эффект, то СН4 и N2О дополнительно оказывают вредное воздействие.

Парниковый эффект

Разработанный метод позволяет оценивать ущерб от традиционных нормирующих компонентов ОГ, включая парниковые газы СО2, СН4 и N2О.

Ущерб от изменения климата представляет собой одну из наиболее важных категорий, связанных с использованием органического топлива. Существуют модели оценки двух моделей«FUND IVM» (г. Амстердам) и «Ореn Framework» (Оксфорд).

В качестве единицы измерения используется выброс 1 кг СО2, а также приводят выбросы, связанные с парниковым эффектом. Результат расчетов показывает потенциал, выраженный в эквивалентом выбросе кг СО2.

Ущерб от глобального потепления можно определить зависимостью

где Упэi ? ущерб от выбросав атмосферу 1 т СО2 рекомендуемое к использованию значение составляет EURO/т СО2; Fпар.i ?потенциал изменения климата для i?го газа, ? масса выброса загрязнителя, кг. n — количество ВредныхВыбросов, обладающих парниковым эффектом.

Плата за нормативные и сверхнормативные выбросы ВВ перечисляют в экологические фонды. Расчет экологических затрат, содержащих ориентировочную прогнозную стоимостную оценку риска, позволяет принять его одним из основных

контролируемых параметров при экологическом страховании.

Величину эффекта парниковых газов ДВС можно представить в виде суммы выбросов ВВ, приведенных к эквивалентному выбросуСО2

где Мог — суммарная величина выбросов ВВ, приведенных кСО2; Мгг, Мги, Миг — количество выбросов ВВ в виде ОГ и КГ, а также топливных испарений; гог ,гкг, гти — коэффициенты приведения компонентов к СО2.

Склонность ОГ к формированию парникового эффекта характеризуется «потенциалом к возникновения парникового эффекта», представляющим условный показатель для сравнительной оценки вредных выбросов. В качестве единицы измерения используют выброс 1 кг СО2, принимаемый для расчета парникового эффекта. В атмосферу, кроме CO2, выбрасываются также N2O и CH4.

Потенциал ОГ НТС к возникновению парникового эффекта можно рассчитать по зависимости

где CO2 m , mN2O и CH4 m выбросы ВВ, кг; числовые значения 1, 320 и — факторы характеризации для данных веществ.

Результаты расчетов показывает потенциал, выраженный в эквивалентном выбросе (кг, CO2).

Метан, имеющий значительный потенциал парникового эффекта, превышает в раз CO2. Влияние СО2 на парниковый эффект выражается в способности поглощать инфракрасные лучи, испускаемые Землей. Фактор характеризации Fпарн показывает относительную опасность попадания веществав ОС. Для количественной оценки поглощения теплового излучения земли используют следующее выражение.

Таблица 2. Потенциал к образованию парникового эффекта

Наибольший вклад в образование парникового эффекта вносит выброс СО2, хотя он имеет минимальный фактор характеризации. Заметный вклад вносит NOx. Уровень показателей легкового автомобиля при жизненном цикле продолжительностью лет позволил определить фактор характеризации в табл.3.

Таблица 3.Фактор характеризации (Fпар) изменения климата

Модели электромобилей и их стоимость

электрический автомобиль транспорт электродвигатель

Наиболее известными серийно выпускающимися моделями электромобилей можно считать: Toyota RAV4 EV, ZENN, ZAP Xebra, General Motors EV1, Chevrolet Volt, Volvo C30 BEV, Tesla Roadster, Modec, Reva NXR, Renault серия Z.E., Nissan LEAF, Tazzari ZERO

Цены на них от до 100 тысяч долларов. В среднем будет около 000 долларов. А в Китае, электросмарты от 2 000 долларов. Средняя цена электромобиля — 6-9 тысяч долларов. За 000 продают большие седаны.

Лидеры рынка на конец 2011 года: Mitsubishi i MiEV, совокупные продажи в Японии и Европе достигли 15000 по состоянию на сентябрь 2011 года, в том числе 4000 единиц марки, как Peugeot ion и Citroлn C-ZERO во Франции, Nissan LEAF, продажи достигли 000 единиц к сентябрю 2011 года.

Электробус «Лужок» предназначен для перевозки тридцати пассажиров с максимальной скоростью км/ч в парковых и выставочных зонах городов. Работает на аккумуляторных или конденсаторных батареях, питающих двигатель постоянного тока ДПТ-45 мощностью кВт. При торможении рекуперирует энергию назад в батареи. На одной зарядке способен проехать км.

Электромобиль ГАЗ 330 21Е «Газель-Электро» предназначен для перевозки грузов в городе. При максимальной скорости в км/ч и грузоподъёмности в 1000 кг способен без подзарядки проехать км. Работает на аккумуляторной или конденсаторной батарее. В качестве двигателя используется коллекторный электродвигатель постоянного тока ДПТ-45 или асинхронный АЧТ 160 М4.

Многие солидные автомобильные концерны бросают своих лучших инженеров на разработку электромобилей, поскольку понимают — за ними будущее. Современные электромобили могут проехать без подзарядки даже до 1000 км, при средней скорости около км/ч, хотя их максимальная скорость (для экспериментальных болидов) достигает 515 км/ч.

Заключение

Отечественные технологии автомобилестроения заметно отстают от традиционных западных технологий. Повторение западных технологий не имеет перспективы. Совершенствование традиционных технологий не приносит заметных успехов. Гибридные технологии позволяют принципиально решить современные проблемы автомобилестроения.

Применение подобного электропривода позволяет принципиально решить экологические и энергетические проблемы современных транспортных систем.

Крупнейшие автомобильные компании мира ведут разработку электромобилей.

Ограниченный запас энергии в аккумуляторной батарее вынуждает выбирать или специально проектировать двигатели с наибольшим соотношением между мощностью и массой и максимальным КПД. Применение подобного электропривода позволяет принципиально решить экологические и энергетические проблемы современных транспортных систем.

Достоинства топливных элементов побуждают многочисленные компании вкладывать огромные средства в их разработку. Многочисленные преимущества топливных элементов не могут в настоящее время перевесить их единственный недостаток — высокую стоимость.

Развитие технологии транспорта с электродвигателем позволяет повысить технический уровень современного электромобиля.

В результате выполненного комплекса исследований разработаны критерии и параметры оценки эффективности мероприятий качества окружающей среды.

Литература

1. Ерохов В.И., Николаенко А.В. Оценка экологической безопасности современных автотранспортных средств. Жур. «Трансп. На альтер. топл.», N1.-2009. -c.66-70

2. Теоретические основы проектирования автомобилей нового поколения, работающих на химических топливных элемента. Карунин А.Л, Ерохов В.И., 2007 г. Отчет N 200 962 746, НИР МГТУ «МАМИ».- 2007 г, — с.

3.А.Л.Карунин, С.В. Бахмутов, В.В.Селифонов, А.В.Круташов, К.Е.Карпухин, Е.В.Авруцкий. Экспериментальный многоцелевой гибридный автомобиль,Жур. Автомоб. промышл., 2006 год, № 7.

4. Мирзоев Г.К., Казаров А.П. Разработка электромобилей ОАО «АвтоВаз». Журнал Автомобильных инженеров, — 2010.-с.18-25.

5. Ставров О.А. Электромобили. Изд-во «Транспорт», 1968 г, -100 с.

6. И.П.Васильев. Методика оценки ущерба, наносимого отработавшими газами ДВС при использовании в качестве топлива метана. ДВС N2,- 2011.-94-96 с.

7. Сравнительная оценка различных типов испарителей топлива для питания автомобильных двигателей.//Звонов В.А., Г.С. Корнилов, А.В.Козлов,//Проблемы конструкции двигателей: Cб.научн. тр. НАМИ. ?М. ?1998. ?с.239?254.