Fachowy Elektryk 4/2018
Koniec wakacji, początek jesieni, to czas powrotu do codziennego rytmu pracy. Na rozgrzewkę proponujemy wyjazd do Bielska-Białej, na coroczne targi Energetab. Ta największa w Polsce impreza targowa dla branży elektrycznej i energetycznej, przyciąga specjalistów licznymi konferencjami, szkoleniami, prezentacją produktów oraz niestandardowymi wydarzeniami. Jedną z takich atrakcji mogą okazać się Mistrzostwa Elektroinstalatorów w montażu osprzętu Movion. Nasza redakcja objęła je patronatem medialnym, w związku z czym również będziemy tam obecni. Jako wstęp do zgłębiania oferty targowej pod Szyndzielnią zachęcam do lektury najnowszego numeru Fachowego Elektryka. Widząc duże zainteresowanie tematem elektromobilności, wracamy do zagadnień związanych z transportem EV. Oprócz tego na naszych łamach znajdziecie dużo, mam nadzieję, inspirujących informacji na temat produktów niezbędnych w codziennej pracy. Małgorzata Dobień redaktor naczelna
Koniec wakacji, początek jesieni, to czas powrotu do codziennego rytmu pracy.
Na rozgrzewkę proponujemy wyjazd do Bielska-Białej, na coroczne targi Energetab. Ta największa w Polsce impreza targowa dla branży elektrycznej i energetycznej, przyciąga specjalistów licznymi konferencjami, szkoleniami, prezentacją produktów oraz niestandardowymi wydarzeniami. Jedną z takich atrakcji mogą okazać się Mistrzostwa Elektroinstalatorów w montażu osprzętu Movion. Nasza redakcja objęła je patronatem medialnym, w związku z czym również będziemy tam obecni. Jako wstęp do zgłębiania oferty targowej pod Szyndzielnią zachęcam do lektury najnowszego numeru Fachowego Elektryka.
Widząc duże zainteresowanie tematem elektromobilności, wracamy do zagadnień związanych z transportem EV. Oprócz tego na naszych łamach znajdziecie dużo, mam nadzieję, inspirujących informacji na temat
produktów niezbędnych w codziennej pracy.
Małgorzata Dobień
redaktor naczelna
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
E-MOBILITY<br />
Fachowego <strong>Elektryk</strong>a<br />
Fot. 3.<br />
Schemat ideowy samochodu z napędem elektrycznym (EV). Źródło: materiały prasowe<br />
firmy Volkswagen<br />
Redukcja emisji tlenków węgla (COx), tlenków<br />
azotu (NOx) i cząstek stałych (HC) jest<br />
dużym wyzwaniem technologicznym, zdecydowanie<br />
zwiększa koszty projektowania,<br />
wytwarzania a potem eksploatacji silników<br />
(filtry DPF, katalizatory, i inne kosztowne<br />
instalacje w silniku spalinowym).<br />
Nowe normy środowiskowe są restrykcyjne<br />
(np. przy przejściu z normy Euro5 na Euro6<br />
poziomy emisji NOx i HC muszą być<br />
zmniejszone odpowiednio o 80% i 66%). Po<br />
tzw. aferze „diesel-gate” z zafałszowywaniem<br />
poziomów emisji spalin silników diesla<br />
podjęto już szereg decyzji zabraniających<br />
ich użytkowania w wielu miastach świata.<br />
Jak do tej pory 98,5% samochodów jest<br />
napędzanych przez silniki spalinowe. Tu<br />
wkracza elektrotechnika, gdyż jednym<br />
z najlepszych rozwiązań dla zmniejszenia<br />
ilości spalin, uproszczenia konstrukcji silników<br />
oraz redukcji kosztów ich użytkowania<br />
są napędy elektryczne zasilane z coraz<br />
bardziej pojemnych akumulatorów litowojonowych.<br />
Poważnie rozważane są również<br />
ogniwa paliwowe, wytwarzające prąd elektryczny<br />
z utleniania wodoru.<br />
Opis techniczny<br />
Samochód elektryczny (EV = Electric Vehicle)<br />
jest generalnie znacznie prostszy<br />
technicznie od spalinowego. Szacuje się,<br />
że ilość części ruchomych spadnie o 80%<br />
(!), znacznie redukując koszty eksploatacyjne<br />
i serwisowe (brak konieczności wymiany<br />
części z powodu zużycia).<br />
Sterowanie napędem elektrycznym jest zdecydowanie<br />
prostsze i bardzie efektywne.<br />
Wymaga, co prawda, zastosowania skomplikowanych<br />
komponentów elektronicznych,<br />
stąd w pojazdach EV zdecydowanie<br />
rośnie część elektroniczna. Elektronika<br />
jednak jest branżą o najszybszym rozwoju,<br />
wysokie wymagania w tym zakresie nie stanowią<br />
zagrożenia.<br />
Silniki elektryczne mogą być łatwo montowane<br />
bezpośrednio przy kołach lub<br />
osiach, diametralnie poprawiając sprawność<br />
układu napędowego. Pracują z bardzo<br />
dobrą wydajnością w szerokim zakresie<br />
obrotów, dają się precyzyjnie sterować<br />
dzięki zmianom parametrów prądu zasilającego.<br />
Otrzymujemy świetnie działający<br />
napęd przy znacznie ograniczonym zastosowaniu<br />
elementów mechanicznych (brak<br />
skrzyni biegów oraz przeniesienia obrotów<br />
pomiędzy osiami), który ma znacznie<br />
większą sprawność (w rzeczywistych<br />
elektrycznych napędach przemysłowych<br />
sprawność to 88,7%, silnika spalinowego<br />
~35-40%, napędu spalinowego 30%). Do<br />
tego napęd elektryczny pozwala na odzysk<br />
energii z hamowania (co dodatkowo<br />
zwiększa sprawność) i jest znacznie mniej<br />
awaryjny.<br />
Technologia zasilania<br />
Zasilanie EV stanowi bateria akumulatorów<br />
w technologii Litowo-Jonowej (Li-Ion).<br />
Trzeba niestety przyznać, że technologia<br />
ogniw w porównaniu z elektroniką, silnikami<br />
elektrycznymi i pozostałym osprzętem<br />
rozwija się znacznie wolniej. Realnie dopiero<br />
od 10 lat mamy technologię akumulatorów<br />
zapewniająca rozsądne zasięgi pojazdów<br />
EV, do poziomów akceptowalnych<br />
przez użytkowników (rok 2013 – 160 km,<br />
rok 2017 – 300-400 km). Dwa pozostałe<br />
aspekty to ładowanie i bezpieczeństwo<br />
systemu.<br />
Tak więc zasilanie jest kluczową barierą<br />
w rozwoju, podobnie jak na przełomie<br />
wieków XIX/XX, kiedy napęd elektryczny<br />
wydawał się być bardzo obiecujący. W roku<br />
1901 szereg firm produkowało pojazdy<br />
elektryczne zasilane akumulatorami kwasowymi,<br />
m.in. model Mark XIX Columbia<br />
Surrey produkcji zakładów Hartford w Connecticut<br />
miał zasięg 40 mil (64 km) na jednym<br />
ładowaniu, przy prędkości maksymalnej<br />
24 km/h.<br />
Niestety, to „pierwsze podejście do pojazdów<br />
elektrycznych” zostało skutecznie zakończone<br />
poprzez wprowadzenie napędu<br />
benzynowego w momencie rozpoczęcia<br />
masowej produkcji seryjnej Forda T w roku<br />
1908. Benzyna ma bardzo dużą gęstość<br />
energii [Wh/kg i Wh/litr]. Gęstość masowa<br />
[Wh/kg], jest ok. 100x większa niż najlepsze<br />
akumulatory (ale już napęd spalinowy<br />
to 10-12-krotność energii wobec napędu<br />
elektrycznego), akumulatory nie mogły<br />
się z tym równać i szybko zostały wyparte,<br />
choć samochody elektryczne walczyły<br />
na rynku do około 1910.<br />
Dopiero 100 lat później, około 2007, firma<br />
Panasonic na tyle udoskonaliła swoje<br />
modele ogniw litowo-jonowych, że stały<br />
się atrakcyjnym zasilaniem dla pierwszego<br />
seryjnego samochodu elektrycznego.<br />
Ogniwa miały gęstość energii na poziomie<br />
200 Wh/kg i zostały zastosowane<br />
do zasilania modelu Tesla Roadster, który<br />
wszedł do seryjnej produkcji w 2008.<br />
Ten sportowy samochód opracowany<br />
wspólnie z firmą LOTUS, miał na tyle<br />
dobre parametry, moc 250 KM, przyspieszenie<br />
0-100 km/h w 4 sek., prędkość<br />
maks. 210 km/h, a przy tym rozsądny zasięg<br />
(do 394 km), że wzbudził duże zainteresowanie<br />
klientów. Stąd był już tylko<br />
krok do obecnie bardzo dynamicznie rozwijającego<br />
się przemysłu samochodów<br />
elektrycznych.<br />
Technologia litowo-jonowa dynamicznie się<br />
rozwija. Najnowsze modele ogniw osiągają<br />
<strong>Fachowy</strong> <strong>Elektryk</strong> 4 • <strong>2018</strong><br />
13
Change language