900 км в день на электромобиле (как это выглядит)

[skysheep.livejournal.com]

Мне понадобилось съездить из г. Майами в г. Тампа для проведения нескольких встреч, а затем вечером вернуться обратно. Я решил съездить на электромобиле, чтобы посмотреть, как он себя ведет во время дальних поездок.

1.  Выезжаем в 4:09 с почти полным зарядом. Обнуляем счетчик поездки. До места назначения около 450 км.  Машина показывает что заряда должно хватить на 482 км.  Однако, на самом деле машина сообщает предполагаемый интервал от 370 до 568 км. который зависит от режима езды и климатических условий. При езде по скоростному шоссе надо ориентироваться на нижнюю границу в 370 км.

2.  На ночной дороге почти нет других машин Выставляем круиз контроль на 114км/ч (70 миль).  И долго едем, слушая аудиокнигу.



3. Около 7 утра рассветает.

Также, надо подзарядить и электромобиль, и водителя. Я заранее посмотрел где находятся зарядные устройства для "быстрой зарядки."  Зарядные устройства делятся на зарядные устройства второго уровня (level 2), которые дают переменный ток с типичной мощностью 7 кВт, и зарядныеустройства 3 уровня (DC fact charging) которые дают постоянный ток более высокой мощности. Во время поездки на расстояния, только зарядные устройства "3 уровня" имеют смысл. Остальные слишком медленные.

Тут надо сделать небольшое лирическое отступление.  В сфере станций быстрой зарядки, у компании Теслы существуют огромные преимущества.  У них намного больше станций для зарядки, их станции расположены в удобных местах рядом с шоссе, на каждой станции  от 4 до 40 зарядных устройст, и их мощность достигает 120кВт.  Однаки, станции быстрой зарядки Тесла (Tesla Supercharger) можно использовать только с автомобилями Тесла.  Для остальных (включая меня), приходится довольствоваться более скромной и разношерстой сетью зарядных устройств, которых намного меньше, они не всегда расположены близко к шоссе, они менее мощные (25 кВт - 50 кВт), и на каждом месте всего одно зарядное устройство (если занято или сломалось, то это очень плохо). Сейчас компания VW начинает устанавливать сеть зарядных устройств которые могут стать конкурентами Теслы. Они обещают установить несколько сотен станций, по несколько зарядных устройства на каждой, и с мощностью до 350кВт (350 ампер / 1000 вольт). Но до нашей Флориды эти новшества пока еще не дошли.

Вот, например, сравните, как выглядит одна из зарядных станций Тесла.

А вот так выглядит место для остальных не-Тесломобилей.

4. Первая остановка после 299 км в 7:02.  Индикатор показывает что осталось около 15% заряда и около 58 км. В первый раз использую зарядную станцию этой компании EVGO, поэтому у меня заняло несколько минут разобраться как она работает.  Зарядка происходила с мощностью около 35 кВт.  Конечно далеко от идеального.  Сам автомобиль способен переваривать до 80 кВт, но пока тут нет более мощных зарядных устройств.

5. Зарядная станция дает ток 100 ампер/339 вольт.

Для сравнения, зарядная станция теслы дает ток до 340 ампер, соответственно мощность зарядки в 2-3 раза выше.



6.  Автомобиль сообщает что он заряжается, и зарядка до 80% займет около 1 час, 20 минут.  Но мне не нужно заряжаться до 80%.



7.  Пока автомобиль заряжается, иду искать туалет и место для завтрака.



Рядом есть продуктовый магазин Winn-Dixie, Иду туда чтобы воспользоваться туалетом. Также, покупаю себе комбучу и бутерброд.

8.  Сама зарядка зарядка заняла 45 минут, но пока разбирался с оплатой, выехал на дорогу в 7:57. Оплата идет по минутам, 35 центов в минуту, так что зарядка стоила $15.75.  Для тех кто заряжается часто, у этой компании EVGO есть планы со стоимостью 20 центов в минуту.  Если бы я заранее об этом подумал, том мог бы сэкономить несколько долларов.

9. В далеке виднеется мост который идет в Санкт-Петербург.  Перед мостом забавные знаки предупреждают людей чтобы они проверили запас бензина передвъездом на длинный мост "Long bridge ahead, check your gasoline, last gas station."  Я проверил, с бензином у меня плохо, как был на нуле, так и остается.

10.  До пункта назначения приезжаю в 9:30. Пока разобрался с зарядкой и парковкой прошло минут 15. Зарядка в отеле бесплатная, но сама парковка платная, как и для всех остальных.  Это медленная зарядка около 7 кВт. Хота она для Тесл, но у меня есть переходник.  Спасибо товарищу Маску за зарядку.

11.  В  16:27, после многих часов плодотворной работы, выезжаю обратно.  Зарядка около 80%, 301 км.  Обратно я еду другим маршрутом, на восток, и попадаю в час пик, и теряю много времени в пробке на выезде из Тампы.

12.



13. Вечереет.  18:30.  Вокруг поля и коровы.

14.  К зарядной станции подезжаю примерно в 7:30

15.  Иду в туалет и покупать кофе и будерброд.  Первая зарядняя сессия длилась 45 минут, затем я начал вторую. Но потом заметил что при достижении 70%, мощность зарядки начинает снижаться. Решил ежать дальше, и если надо будет, заряжаться по пути в друггом месте.

16.  В этот раз я заряжался час.  Стоимость $21.70

17,  Мне до дома около 240 км ехать.  Индикатор показвыает 258.  Надеюсь хватит.  Время 20:37

18.  Время 22:04

19.  Время 22:36.  Запас хода около 55 км. До дома осталось около 30.



20.  Приезжаю домой в 23:06.  Около 5% зарядки остается, и 32 км.



21.  Индикатор показывает 990.7 км с последней полной зарядки, и 155.1 кВтч расхода.  Правда это включает в себя 71.9км днем ранее.

Выводы:

1. Расстояние было 918 км. Средний расход энергии был 15.9 кВт на 100 км. Общий расход около 146 кВт. Плюс надо к этому добавить 5-10% электроэнергиикоторая теряется при зарядке.  Итого, около 160 кВт.

2.  Общее время на дороге около 11 часов, 50 минут, включая около 2 часов потраченных на зарядку.   Конечно, если бы я не заряжал на медленной зарядке во время стоянки с 9:45 до 16:30, то надо было бы еще час добавить для зарядки в Тампе.

3. Индикатор автомобиля довольно точно показывал ожидаемый километраж пробега.

4.  Время в пути и удобство сильно зависит от количества и мощности зарядных устройств.  Я использовал зарядные станции, которые давали максимальную мощность около 35 кВт.   Максимальная мощность зарядных станций, на сегодня, 350 кВт.

Примерную максимальную скорость зарядки можно рассчитать по формуле

Т (часов) = (0.75* [Battery Capacity])/([Amperage] * [Battery Voltage]*0.9/1000)

[Battery Capacity] = общий объем батареи.  На 75% умножаем потому что на дороге имеет смысл зарядка с 5% до 80%, а выше 80% скорось зарядки сильно падает, и не имеет смысла заряжать на быстрой зарядке.

[Amperage] = ток зарядного устройства. Я использовал устройства с током 100 ампер. Новые, которые сейчас устанавливают, имеют ток 150 и 350 ампер.

[Battery Voltage] = зависит от напряжения батареи автомобиля. У меня 350 вольт. В новом Ягуаре I-Pace напряжение 450 вольт.  В планах производителейэлектромобили с напряжением 600 и 900 вольт.

Получается, что в моем электромобиле, в оптимальном варианте, с током 200 ампер, скорость зарядки с 5% до 80% будет 40 минут. В Ягуаре I-Pace, если он найдет себе зарядное устройство с током 350 ампер, то скорость зарядки с 5% до 80% будет 28 минут. В будущем, когда будут делать электромобили с напряжением батареи 900 вольт, то время "быстрой" зарядки может сократиться до 10-15 минут.

На практике, это означает что для электромобиля с батареей емкостью 60 кВтч, и расходом энергии 16 кВтч на 100 км, возможен режим дальней поездки - 350 км в пути/остановка 10 минут/280 км в пути/остановка 10 минут/ и так далее пробегами по 280 км с 10 минутными остановками. По мере увеличения энергоемкости батареи, увеличивается пробег. Например, для электромобиля с батареей с емкостью 90 кВтч, и расходом энергии 18 кВтч на 100 км, возможен режим дальней поездки - 475 км в пути/остановка 15 минут/375 км в пути/остановка 15 минут/ и так далее пробегами по 375 км с 15 минутными остановками.

Comments

[sergey_cheban]

> так зачем эта прокладка?
1. Нефть рано или поздно закончится. Та нефть, которая била из скважин фонтаном, уже закончилась, и хватило её меньше чем на сто лет. А вот ГЭС, ветряки и пр., при всех своих проблемах, могут работать сколько угодно. Но наладить производство углеводородов на ветряках - задача весьма нетривиальная, проще уж транспорт на электричество перевести.
2. Как бы ни были экономичны ДВС, рекуперировать энергию при торможении они не умеют.
3. Поскольку ветер не слишком стабилен, для использования энергии ветра нужны какие-то аккумуляторы. С солнечной энергией - аналогично. И даже нынешняя энергосистема нуждается в аккумуляторах (см. ГАЭС). Поставить аккумуляторы в автомобили - не самый плохой вариант.

> а с электрикой надо каждый день заряжать и в зимний период емкость батареи падает значительно.
Зима в российском понимании бывает далеко не везде. А 300 км хватит не на один день.

[podrivystoev.livejournal.com]

увы, но да, с ископаемыми углеводородами проблема.
вероятно будет идти развитие водородных движителей, но это технологически сейчас дорого. поэтому вышла электрика на первое место в развитии.
Но потенциал электрики тоже весьма ограничен.
1. весь транспорт на нее не перевести. автобусы, грузовики, корабли, самолеты на электричестве не поедут а ракеты и подавно. Легковые машины тоже затруднительно. Иначе будет коллапс энергетики, мощностей нет. ГЭС и ветряки не покроют и 10% потребления.
2. емкости батарей ограничены физически.
запасы лития для них тоже невелики на планете, их элементарно не хватит.
3. какую нибудь маленькую страну типа швейцарии или голландии дании можно перевести на электрику, но что делать с.ка Китаю Индии России странам Африки (где воды местами нет), Южной Америки а это 80% населения планеты. Да и США не потянут без дополнительных АЭС если все перевести на электрику,
4. зимой при низких Темп емкость падает и от этого никуда не уйти. На полноприводный внедорожник по зимним дорогам с обогревом и светом и буксованием заряда батареи хватит на час-два, при этом ее обьем будет занимать все полезное пространство.
так что как я уже говорил - это игрушки.

[sergey_cheban]

1. Весь транспорт на электричество переводить не требуется: сколько-то нефти ещё есть. Производство энергии из ВИЭ растёт быстрее, чем её потребление электромобилями, поэтому коллапса не будет.
2. Запасы лития на Земле довольно велики: "Содержание лития в верхней континентальной коре составляет 21 г/т, в морской воде 0,17 мг/л". А сколько его, собственно, нужно? Считаем. Один атом лития способен хранить 3.7 эВ энергии. 6*10^23 атомов - 7 граммов. Если я правильно посчтал, 1 кг лития - это 51 МДж энергии. Теплотворная способность бензина - что-то около 45 МДж/кг (точно не помню). Итого, килограмм лития, добытый один раз, заменяет килограмм бензина ежедневно (но помним, конечно, что литий хранит энергию, а не производит). На самом деле, даже больше: энергию лития можно превратить в работу практически 1:1, а энергию бензина - только с КПД тепловой машины. Добыча нефти - примерно 12 млн тонн в день. Т.е. нам нужно примерно 12 млн тонн лития. Столько - есть.
3. Большую страну можно перевести на электричество так же, как и маленькую. См. план ГОЭЛРО. Чем медленнее, тем проще.
4. При низких температурах, строго говоря, не падает ёмкость аккумулятора, а возрастает его внутреннее сопротивление. И лишь до тех пор, пока аккумулятор не нагреется от проходящего через него тока. В общем, это проблема ровно такая же, как запуск бензинового двигателя на морозе. А внедорожники, которые реально ездят не по дорогам - это уже другой жанр, туда пихать электромобили совсем не обязательно.