Mobilnost

Mestni električni avtomobil

Mestni električni avtomobil – koncept SEV

SLOVENSKO ELEKTRIČNO VOZILO

mestni električni avtomobil – koncept,  v nadaljevanju:   Projekt   SEV

Projekt  SEV  vsebuje razvoj in izdelavo  majhnega  električnega vozila  (EV)  za krajše  potovalne razdalje  v:

  • urbanem  okolju
  • ruralnem  okolju
  • sistemu  deljenja  vozila  (carsharing)

Carsharing  postaja  modern  način  uporabe  osebnih  vozil,  ki zahteva  nekaj  prilagoditev za  boljšo  souporabo.

Razvoj  in  izvajanje  projekta  SEV  sta usmerjena  predvsem  v  energetsko  varčnost  in  uspešno  pridobivanje  energije  z regeneracijo,  ki nastaja  v  poteku  vožnje  pri  zaviranju,  pri  vožnji  po  strmini  navzdol  in  tudi pri  nihanju  celotne  mase  vozila in zapolnjuje prazen prostor med bicikljem ali motobicikljem in avtomobilom razreda M.  Energetska  varčnost  je  odvisna  predvsem  od  teže,  zračnega  upora  in  pravilno  izbranega  pogonskega  sistema.  Ciljna  vrednost  energetske  varčnosti  znaša  50  Wh/km  (5  kWh/100  km).  V  tem  obdobju  je  poraba  energije  aktualne  tehnologije   v  razponu  od  180  Wh/km – 220 Wh/km  (18  kWh/100km-22  kWh/100 km).  Da  je  možno  izdelat  EV  z  manjšo  porabo  energije,  to potrjuje  VW-projekt  XL-1.

Za  uspešno  izvedbo  projekta  SEV  je priporočljivo  upoštevati  določena  tehnična  izhodišča :

  • energetsko  varčnost  in  regeneracija   energije
  • minimalna  teža
  • minimalni  zračni  upor
  • razgradljivost  vozila
  • enostavno  vzdrževanje  in  čiščenje  vozila

Projekt  SEV  temelji  na  teh  priporočilih,  kar  je  razvidno  v  nadaljevanju  predstavitve:

HOMOLOGACIJA:   projekt  SEV  zajema  ES homologacija  za  dvo  in  trikolesna  motorna  vozila (L6e, L7e)

PRAVILNIK   (ORIGINAL)

o homologaciji dvo- in trikolesnih motornih vozil ter njihovih sistemov, sestavnih delov in samostojnih tehničnih enot

  1. člen

(kategorije vozil)

(1) Dvo- in trikolesna motorna vozila se delijo na:

  1. mopede, katerih največja konstrukcijsko določena hitrost ne presega 45 km/h, in sicer:
  2. a) dvokolesna vozila (kategorije L1e), katerih delovna prostornina, pri motorjih z notranjim zgorevanjem, ne presega 50 cm3 ali največja trajna nazivna moč elektromotorja ne presega 4 kW in
  3. b) trikolesna vozila (kategorije L2e), katerih delovna prostornina, pri motorjih na prisilni vžig, ne presega 50 cm3 ali pri drugih motorjih z notranjim zgorevanjem največja nazivna moč ne presega 4 kW, ali če največja trajna nazivna moč elektromotorja ne presega 4 kW.
  4. motorna kolesa kot dvokolesna vozila brez stranske prikolice (kategorije L3e) ali s stransko prikolico (kategorija L4e), opremljena z motorjem z notranjim zgorevanjem, katerega delovna prostornina presega 50 cm3 oziroma katerih največja konstrukcijsko določena hitrost presega 45 km/h.
  5. motorna trikolesa kot vozila s tremi simetrično nameščenimi kolesi (kategorije L5e), opremljena z motorjem z delovno prostornino večjo od 50 cm3, če je to motor z notranjim zgorevanjem, oziroma z največjo konstrukcijsko določeno hitrostjo, ki presega 45 km/h.

(2) Štirikolesna motorna vozila se delijo na:

  1. lahka štirikolesa z maso neobremenjenega vozila manjšo od 350 kg (kategorije L6e), brez mase baterij pri električnih vozilih, katerih največja konstrukcijsko določena hitrost ne presega 45 km/h, ki morajo izpolnjevati tehnične zahteve za trikolesne mopede kategorije L2e, razen če v posameznih tehničnih specifikacijah za vozila ni določeno drugače, in:

–  delovna prostornina motorja ne presega 50 cm3 pri motorjih na prisilni vžig ali

–  največja nazivna moč motorja ne presega 4 kW pri drugih motorjih z notranjim zgorevanjem ali

–  največja trajna nazivna moč ne presega 4 kW pri elektromotorjih.

  1. štirikolesa, ki niso navedena v prejšnji točki, z maso neobremenjenega vozila, ki ne presega 400 kg (kategorija L7e) (550 kg za vozila za prevoz blaga), brez mase baterij pri električnih vozilih, katerih največja nazivna moč motorja ne presega 15 kW. Ta vozila se štejejo za motorna trikolesa in morajo izpolnjevati tehnične zahteve za motorna trikolesa kategorije L5e, razen če v posameznih tehničnih specifikacijah za vozila ni določeno drugače.

PLATFORMA:

Osnovna  platforma  temelji  na  samonosni  šasiji  z   karoserijo   izdelano  z  kompozitnimi  materiali  (karbon)  in  s  tehnologijo  brizganja  materiala  v  zato  izdelane  naprave.  Karoserija  je  oblikovana  in  izdelana  v  kapljičasti  obliki,  ki  omogoča  dober  aerodinamični  efekt  (Cx= 0,2)  in  zelo  ojačenem  zaključkom,  ki se  na  zadnjem  delu  končuje  z  varnostnim  lokom   v  obliki  aerodinamičnega  krila,  ki   preprečuje  poškodbe  potnikov  pri  eventualni  prevrnitvi  vozila.  Karoserija  je tudi  konstrukcijsko  ustrezno  ojačena  proti  bočnimi  udarci.

BATERIJSKI  SKLOP,  ODLAGALNI  PROSTOR:

Potniški  prostor  na  sprednjem  delu  je rezerviran  za  baterijski  sklop ( Li Fe PO4,10 kWh, 48V) in  nad  baterijskim  sklopom  tudi  odlagalni  prostor  (250  l)  za  osebno  prtljago.

ARMATURNA  PLOŠČA:

Armaturna  plošča je  minimalna,  opremljena  samo  z  zakonsko  predpisanimi  instrumenti  in  stikali  ter  instrumenti  za  spremljanje  energetskih  parametrov (poraba  energije,  napetost,  tok  itd.).  Armatura  ne  vsebuje  raznih  večjih  displejev,  ki  negativno  vplivajo  na  zbranost  voznikov,  enako kot  TV,  telefon,  kajenje  itd.

POGONSKI  SKLOP:

Inovativni  pogonski  sklop  preko  dveh  elektromotorjev (3  kW+ 3  kW,  48 V) in  avtomatskega  menjalnika (CVT)  poganja zadnja  kolesa  z  zoženim  kolotekom (420 mm).  Predstavljen    način  pogona omogoča  optimalno  izrabo  motornega  navora  ki  zelo  zmanjšuje  vpliv  zagonskih  tokov  in  zadošča  za  končno  hitrost  (80  km/h),  pospeševanje  (0-60 km/h – 8 s)  in  tudi  solidno  vožnjo  v  strmino  navzgor  (20 %)  (40-50 km/h), vse  to  pa  zelo  vpliva  na  podaljšanje  življenjske  dobe  baterij.

POLNJENJE: 

Baterije  v  baterijskem  sklopu (10  kWh)  se  praviloma  polni  preko  hišne  napeljave  (220 /380  V)   v  treh  urah  (220  V )  in  eni  uri (380  V ). Baterije  v  baterijskem  sklopu  je  možno  polniti  tudi  na  hitrih  polnilnicah,  vendar   se  to  ne  priporoča   zaradi  večjih  energetskih  obremenitev,   kar  negativno  vplivajo  na  življenjsko  dobo  baterij.

GRETJE: 

V zimskem  obdobju  je  grelni  sistem  urejen  z  samostojnim  grelcem  na  bio  gorivo,  ki  ne  obremenjuje  kapaciteto  baterij.

SVETLOBNA  TELESA:

Vsa  vgrajena  svetlobna  telesa  so  v  LED  tehnologiji  razen  svetlobnega  telesa  za kratko-dolgo  osvetljevanje,  ki  je  izvedeno  v  ksenonski  tehnologiji.

Mestni električni avtomobil – koncept SEV

 REGENERATIVNA  ENERGIJA:

Dobra  stran  elektromotornega  pogona  je  v  lastnosti,  da  se  pri  zaviranju  ali  vožnji   po  strmini  navzdol elektromotor  iz  pogonske  smeri  preusmeri  v generatorsko  smer,  ki  pri  tem  pridobiva  električno  energijo  in  jo  shranjuje  v  baterijah  baterijskega  sklopa. Električno  energijo  se  lahko  pridobiva  tudi  med  vožnjo,  kjer  se izkorišča  nihalno  energijo  mase  EV  in  se  preko  elektrogeneratorskih  blažilnikov  shranjuje  v  baterijah  baterijskega  sklopa. Sončna  energija,  ki  deluje  na  vozilo,  predvsem  v  ugodnih  vremenskih  razmerah   se  preko  solarnih  elementov (1.5 m2) prav  tako  shranjuje  v  baterijah  baterijskega  sklopa.  Cilj  projekta  SEV  je  shraniti  do  50 %  dodatne  energije.

VZDRŽEVANJE:

Znano  je,  da  je  vzdrževanje  EV  manj  zahtevno  zaradi  manjšega  števila  vrtečih  delov.  Projekt  SEV   je  še  dodatno  prijaznejši  z  manj  obremenjenimi  in  enostavnejšimi   deli,  ki  so  vgrajeni  v  EV.  To  pomeni  tudi  daljšo  življenjsko  dobo  EV.

RAZGRADNJA:

Vsako  napravo  – tudi  EV vozilo – je  potrebno  po  življenjski  dobi  razgraditi  in  po  možnosti  uporabiti  odpadne  surovine  v  nadaljnji produkciji.  Materiali  vgrajeni  v  projektu  SEV  so standardni  (problem  baterij  je  globalni )  zato  je  tudi  razgradnja  v  okviru  sedanjih  standardov.

ČIŠČENJE:

Projekt  SEV  je  namenjen  tudi  za  sistem  carsharing. Ta  sistem  odpira  nekaj  dodatnih  vprašanj  in  to  predvsem  v  zvezi  z  čiščenjem vozila  med  posameznimi  predajami.  V tem  obdobju  to  po  dostopnih  informacijah  še  ne  deluje  zadovoljivo.  Morda  je  to  zaradi  manjše  aktivnosti  neopazno.  Z  razširitvijo  sistema  pa  je  pričakovati  določene  probleme. Končne  rešitve  še  ni, so  pa  določene  ideje, ki  še  niso  tehnološko  dovršene  vendar  obstaja veliko  možnostjo  končnega  uspeha.

STANJE  PROJEKTA:

Osnovna  ideja  je  iz 90  let  prejšnjega  stoletja, takrat  se  je  izdelala  raziskava  o  prevoznih  navadah  Slovencev.  Ta  se  do  današnjih  dni  ni  spremenila ( eno  vozilo – 1 do  2  osebe).  Že  v  tistem  obdobju  se  je  razmišljalo  o  izdelavi  majhnega  vozila  z  bencinskim  motorjem  in  trilitrsko  porabo  goriva  na  100  km. Problem  je  nastal,  kako  izdelati  lahko  in  varno  dvosedežno  vozilo.  Zaradi  stanja  tedanje   tehnologije  in  drugih  tehničnih  ovir  je  bil  to  velik  izziv,  ki  ni  bil udejanjen.

V poznejših  letih (2004, 2005, 2006 )  so  se  pojavile  nove  tehnologije ( kompoziti,  Li-baterije,  elektromotorji  z  upravljanjem  itd), zato je  prišlo  je  do  novega  zagona  v  elektrifikaciji  vozil  vključenih  v  promet.  Nastal  je  prvi  poizkus  izdelave  lahkega  osebnega  vozila  (EV).   Preizkušen  je  bil  na  domačih  testirnih  poligonih.  V  letih  2012 – 2018  je  bil  dopolnjen in  preizkušen  drugi  prototip  EV.  Tudi  v  tej  fazi  razvoja  so  se  pokazale  potrebe  po  dopolnitvi  in  preoblikovanju  nekaj  komponent.  Z  nadaljevanjem  razvoja  EV  in  prilagajanju    projektu  SEV,  je  ta  pripravljen  za  vnovično preizkušanje.

NASLEDNJI  RAZVOJNI  KORAK:

Potrebno  je  pripraviti  tehnologijo  in produkcijske  kapacitete  za  izdelavo  poizkusne  količine (cca  20  vozil)  za  potrebe  homologacije,  prodajnih  aktivnosti, priprave  investicijskih  aktivnosti  idt ).

PRIMERJALNI  PREGLED:

V  Sloveniji  obstaja    produkcija   samo  v  Novem  mestu  (REVOZ – SMARTWO  EV).  Prisotna  pa  je kar  številčna  predelava  standardnih  osebnih  vozil  na  fosilna goriva.  Obseg  predelave  je  izražen  v  zamenjavi   standardnega  motorja  z  električnim  in  vgradnjo  ustreznih  baterijskih  sklopov  ter  ostalih  elementov,  ki  so  potrebni  za  delovanje  celotnega  sistema. Tako  predelani  avtomobili  imajo  podobne  vozne  lastnosti  in  se  ne  morejo  primerjati  z  pravilno  izdelanimi  avtomobili  na  električnimi  pogon (teža,  zračni  upor  itd ).  Vsa  preostala  EV  in  hibridna  vozila  so  pridobljena  iz  tujine  in  so  praviloma  višjega  cenovnega  razreda.  Neposredno  konkurenčni  so  EV  kitajske  produkcije,  ki  so  po  ceni  konkurenčni,  po  kvaliteti  izdelave  pa  ne  dosegajo  evropskih  pričakovanj.

Projekt  SEV  predvideva  doseganje  konkurenčne  cene (do  10 000  EUR), v  tehničnem  pogledu  pa  ustrezna  težo,  zmanjšan  zračni  upor,  izboljšan  regenerativni  postopek,  kar  v  skupnem  seštevku  pomeni,  manjšo  porabo  električne  energije  v  primerjavi  z  konkurenčnimi  EV.  Notranjost  je  prostorna  z  dobrim  pregledom  na  dogajanje  v  prometu  in  je  v  tem  segmentu  konkurenčna  z  EV  višjega  cenovnega  razreda.  Namenjen  je  tudi  za  promet  v  sistemu  carsharing,  kjer je  tudi  SMARTWO  EV  že  del  tega  sistema,  zato  je  dobrodošla  primerjalna  informacija  med  projektom  SEV  in  SMARTWO   EV.

PRIMERJALNA  TABELA SEV ccc  SMARTWO   EV 
Število  sedežev 2 2
Motor ( kW ) 6 41
Navor  ( Nm ) 20 160
CVT  prenos yes no
Pospešek  0-60  ( s )

Max. hitrost  ( km/h )

8

80

4,9

130

Domet  ( km ) 100-150 160
Kapaciteta  baterij ( kWh  ) 10 17,6
 Tip  baterije Li Fe PO4 Li  ion
Polnjenje  hišna  nap. – 0-100 %  ( h ) 3 4,9
Poraba  energije(kWh/100 km ) 4-6 15,8
Dimenzije L x W x H  ( m ) 2,45 x 1.5 x 1,5 2,7 x 1,6 x 1,5
Medosnost ( m ) 1,8 1,8
Kolotek  spredaj/zadaj  ( m ) 1,15/0,42 1,47/1,43
Premer  obračanja  ( m ) 5,2 7,0
Odlagalni  prostor  max.  ( L ) 300 350
Teža ( kg ) 350 1085
Cena  ( EUR ) 10 000 25 000

DODATEK:

Projekt  SEV  se razvija  v  upanju,  da  je  to  najučinkovitejši  sistem  po  ekološki  kakor  tudi  po  finančni  plati. V času  izvajanja  projekta  SEV  so  se  iskali  načini,  kako  naj  se  čim   manj  dodatno  obremeni  obstoječi  energetski  sistem   z  potrebno  infrastrukturo.

Porodila  se  je  ideja  potrjena  z  podpornimi  izračuni,  da je  možno  to  doseči  z  recikliranjem  odpadne  tople  vode  v  posamezni  stanovanjski  enoti,  ki  se  sicer  odvede  v  odtok.  Z  zbiranjem  odpadne  tople  vode  in  z  ustreznim  reciklažnim  postopkom  (manjšo  toplotno  črpalko ), se  lahko  pridobi  do  4  kWh  neto  toplotne  energije  v  obliki  čiste  tople vode,  ki  se  jo  nato   vrača  v  življenjski  cikel. Izračun  velja  za  dnevno  porabo  tople  vode  (150  L,  40  °C )  štiričlanske  družine.  Reciklirana  energija  (4  kWh)   pomenu   znižan  strošek  porabljene  električne  energije  stanovanjske  enote,  v  širšem  pomenu  pa  je  ta  energija  že  zadostna  za  povprečno  dnevno  uporabo  majhnega  EV   (projekt  SEV),  kar  bi  v primeru  enormnega  povečanja  EV,  pripomoglo  k  uravnoteženju  energetske  bilance  države.

Alfa&Omega  doo                                                              Alič  Janez

Kavčičeva  34

1000  Ljubljana

Slovenija

e-mail: alfaomegadoo@siol.net

Ljubljana,  5.  5.  2019

Ekološka PROBLEMATIKA UPORABE OSEBNIH AVTOMOBILOV V PROMETU

V realnem času se vse več piše in govori o uporabi osebnih avtomobilov v prometu in posledično o vplivu te uporabe na podnebne obremenitve. Spodnja grafika prikazuje okoljsko obremenitev z dnevnimi prevozi uporabnikov osebnih avtomobilov v ZDA (Kalifornija).

Najpogostejša dnevna pot je do 50 km.

Grafika prikazuje, da se samo 6 % dnevnih osebnih prevozov opravi v daljši razdalji od 45 milj (72 km). To pomeni, da se 94 % dnevnih voženj opravi z energetsko potratnimi vozili, ki prekomerno obremenjuje ozračje in s tem tudi povečan vpliv na podnebne spremembe. Nekaj podobnega je bilo ugotovljeno tudi v Sloveniji v l. 2010 in prav tako v Sloveniji l. 1985, vendar takrat še ni bilo tako zahtevnih okoljskih problemov. Če se nekoliko špekulira to pomeni, da se v aktualni avtomobilski proizvodnji sedaj proizvajajo avtomobili neprimerni za 94 % dnevnih voženj. Ti avtomobili so preveliki, prebogato opremljeni, pretežki in porabijo preveč energije za več ali manj nezahteven osebni prevoz. V tem kontekstu se pojavlja tudi vprašanje ali je možno izdelati efektivno osebno vozilo za pokritje voženj v celem spektru osebnih prevoznih potreb, upoštevati želje posameznih uporabnikov in s tem ohranjati ekološki odnos do okolja in podnebnih sprememb.

Pri razporeditvi osebnih prevoznih sredstev po celotnem spektru uporabe je ključen pristop do uporabe prevoznega sredstva, ki določa ali je uporabnik ekološko osveščen ali je tu prisoten samo statusni simbol, ki po pravilu ne priznava okoljske problematike. V sedanjosti se to razmerje nagiba v prid statusnega simbola. Prihodnost pripada vsekakor ekologiji in to predvsem zaradi ekološke zavednosti mlajših generacij, ki so praviloma vse bolj in bolj ekološko izobraženi.

Prisotna pa je tudi vse večja aktivnost politike in vladnih odločevalcev, ki se izraža v raznih dajatvah in omejevanju uporabe ekološko spornih prevoznih sredstev. Pričakuje se, da bo tudi avtomobilska industrija ponudila ekološko ustrezne proizvode, ki temeljijo na minimalnem ogljičnem odtisu, ki je odvisen od prisotne ‘’umazane energije’’ v procesu izdelave, uporabe in razgradnje proizvoda. V primeru osebnih prevoznih naprav je ogljični odtis odvisen predvsem od teže, aerodinamike, stopnjo regenerirane energije (zavorna, nihalna) ter stopnje zahtevnosti reciklažnih postopkov.

Zelo pomembna je poraba energije v času uporabe. Omeniti velja tehnični podatek o minimalni porabi energije za konceptno vozilo VW-XL 1, ki porabi 1l/50 km preračunano to znaša 6-7 kWh/100 km. Osebna vozila izdelana z aktualno tehnologijo, ta energija znaša v mejah med 20-25 kWh/100 km, kar pomeni, da obstaja še kar nekaj konstrukcijsko-tehnološkega prostora saj ta reproducira mnogo več ogljičnega odtisa kot ga je potrebno za premostitev določene razdalje. Druga resnica pa je, da postaja ogljični odtis ključno merilo o “zelenosti tehnologije” in je edini logičen in pošten način za obračun višine bodočih obremenitev okoljskih dajatev.

Iz zgornje predstavitve je razvidno, da je ekološko sprejemljivo razmišljati o izdelavi namenskih osebnih avtomobilih za krajše dnevne vožnje (do 70 km), ki so lahko enostavnejše, nizkocenovnega razreda toda varne konstrukcije in osebna vozila višjega cenovnega razreda ‘’M’’ za daljša potovanja. Najprimernejše bi bilo, da bi bila osebna vozila v obeh skupinah na električni ali hibridni pogon.

S takim pogledom na problematiko osebnega prevoza v urbanem in ruralnem okolju ter sistemu deljenja se je pred desetletjem pristopilo v Sloveniji k reševanju prevoznih problemov s projektom in izdelavo v okolju prijaznega osebnega prevoznega sredstva z minimalnim ogljičnim odtisom. Zadnja izvedba koncepta EV je predstavljena v priponki, kakor tudi možna tehnična rešitev v Sloveniji, ki predvideva reciklažo odpadne energije z potencialom 3 000 000 kWh dnevne porabe električne energije, ki se lahko v končni fazi preusmeri v dnevno porabo predstavljenega koncepta EV.

Alfa&Omega d.o.o. Alič Janez

Ljubljana

Kavčičeva 34

alfaomegadoo@siol. net

Ljubljana, 20. 1. 2020

Poglej tudi Mobilnost za trajnostno prihodnost

Sorodni članki

ENVIRONMENTAL PROBLEM USING PERSONAL CARS

Matjaž Valenčič

SLOVENIAN ELECTRIC VEHICLE

Matjaž Valenčič

Mobilnost

Matjaž Valenčič

Komentiraj

UA-149436393-1