КПД электромобиля

муниципальное бюджетное образовательное учреждение «Шиморская средняя школа»

Индивидуальный проект по физике

«КПД электромобиля»

                                                                                                                Выполнил: Ученик 9 «Б» класса                                                                                                Щукин Алексей

Руководитель проекта:

Шишляева Валентина Александровна

П. Шиморское

2023г

План проекта:

1. Проблема……………………………………………….

2. Цель проекта…………………………………………..

3. Задачи…………………………………………………

4. Краткое описание хода выполнения проекта………..

4.1 Плюсы или минусы электродвигателя в сравнении с ДВС………………………………………………………………..

4.2 Автомобили с ДВС…………………………………..

4.3 Пути снижения токсичности……………………………..

4.4 Проблемы с КПД электромобиля………………………

1 Проблема

Бурное развитие автомобилей в 20 веке привело к тому, что автомобиль стал одной из основных причин загрязнения воздушной среды и выброса в атмосферу двуокиси углерода (СО2), чаще называемым углекислым газом. Скапливаясь в верхних слоях атмосферы парниковые газы, ограничивают рассеивание тепловой энергии земли в космическое пространство, что приводит к глобальному потеплению климата земли. Проблема загрязнения окружающей среды автомобильным транспортом сегодня очень актуальна. На его долю приходится около 40% всех выбросов в атмосферу. В крупных городах этот показатель достигает б0 - 80%. В автомобилях используется также множество эксплуатационных жидкостей, необходимых для работы силового агрегата, в частности смазочных материалов, с утилизацией которых возникают проблемы. Отработавшие масла зачастую сжигают, загрязняя атмосферу, или попросту сливают прямо на землю, нанося значительный вред почвенному покрову.

Так же остро стоит проблема истощения нефтяных ресурсов. При нынешних темпах потребления, по различным прогнозам, её хватит примерно на 90 - 110 лет.

Кроме того, развитые страны, к сожалению, не имеющие значимых запасов нефти, попали в критическую нефтяную зависимость от нефтедобывающих стран, которые, в некоторых случаях, стали диктовать развитым странам политические условия.                                                                                                                                                                

2 Цель данного проекта:

Цель данной работы проследить историю развития электродвигателей и гибридных автомобилей для более глубокого понимания данного направления, осветить существующие проблемы использования и изучить современные направления развития электродвигателей и гибридных автомобилей. Изучить плюсы и минусы двигателей, и выяснить, насколько экологичны электромобили

3 Задачи:

Исследовать пути снижения выбросов токсинов и углекислого газа в атмосферу из-за сжигания топлива и найти пути снижения потерь при транспортировке энергии.

4. Краткое описание хода выполнения проекта:

4.1 Плюсы или минусы электродвигателя в сравнении с ДВС.

Плюсы в сравнении с ДВС

1. Крутящий момент. Мотор эластичен на любых оборотах, когда у двигателя на ДВС, для разгона, надо выводить его на определённые обороты.
2. Меньше деталей, значит меньше изнашиваемых частей, что положительно отражается на ресурсе мотора.
3. Размеры, при схожей мощности тепловой двигатель занимает меньше объема.
4. Низкие цены обслуживание и малое время обслуживания авто, ненужны разнообразные фильтра, нет КПП и нету систем привода, если в ДВС менять масло 10 тыс. Км., то на эл-моторе обслуживается надо раз в 200 тыс. Км.
5. Простота и скорость изготовление моторов, по себестоимости электродвигатель в 8-9 раз дешевле ДВС.
6. Экономия на топливе.  В средним люди заряжают свои электромобили ночью, что очень дешево, обычно на зарядку уходит от 300 до 400 рублей.
7. Низкий центр тяжести, вследствии хорошая управляемость.
8. Безопасность. Из-за отсутствия двигателя под капотом, можно сделать более эффективное энергопоглощение.
9. Низкий уровень шума.
10.  В электромобили легче интегрировать системы автопилотирования.

Минусы в сравнении с ДВС

1. Недолговечность АКБ, со временим она теряет свою ёмкость.
2. Дороговизна замены АКБ, она очень дорогая.
3. Дороговизна электромобиля, АКБ стоит очень дорого, из-за этого авто стоит намного дороже.
4. Низкая эффективность при низких температурах.
5. Неразвитая инфраструктура, надо построятся чтобы найти быструю зарядку, хотя если заряжать из домашней розетки, то получается очень дёшево.
6. Вес, они очень тяжёлые

4.2 Автомобили с ДВС

Плюсы

1. Вес, они намного легче электромобилей
2. Большая балльность хода
3. Развитая инфраструктура

Минусы

1. Надо следить за температурой, большое количество тепла ускоряет износ узлов двигателя.
2. Неэкономичность
3. КПД, у бензинового ДВС он 35%, а у дизеля 40%, к этому мы ещё вернёмся, потом что у электромобиля тоже есть проблемы с КПД, хотя о них некто не говорит.
4. Из-за большого количества налогов на топливо, оно дорогое

1. Пути снижения токсичности:

Существенно снизить токсичность ДВС можно только заменой топлива, например на газ или на скитническое топливо. В случае электромобиля поможет замена способа выработки или замена способа транспортировки тока. При сегодняшним способе транспортировке энергии образуется слишком много потерь.

1. Проблемы с КПД электромобиля

На цифрах с у него всё с ним хорошо, но стоит немного углубится и сразу возникают нюансы. В двигателе на ДВС энергия берётся из топлива, а у электромобиля из городской электросети, а у сети тоже есть свой КПД, при транспортировке, при трансформации происходит процесс нагрева, это и есть потери. И если сложить КПД сети, КПД зарядки АКБ (при заряде батарея нагревается, а это потери), и при преобразовании в механическую энергию, то наш КПД получится около 40%. Что в сравнении и тепловым двигателем, уже не такая большая цифра. А ещё стоит обратить внимание, что энергия в городской сети навсегда чистая, чаще всего у нас в стране, это угольные электростанции, что не очень хорошо