Транспортта электр энергияны тежеў

ТРАНСПОРТТА ЭЛЕКТР ЭНЕРГИЯНЫ ТЕЖЕЎ


Электромобиллерде энергия жумсалыўын азайтыў ҳәм олардың эффективлигин арттырыў ҳәзирги раўажланыўымыз дәўиринде актуал мәселе. Электромобиллер органикалық жанылғы менен ислейтуғын автомобиллерди бир қанша сығып шығарып, транспортта өз орнын ийелеп келмекте.
Қала ишинде ҳәм сыртында қатнайтуғын электромобиллерди техникалық жақтан жетилистириў керек болады.
Ең әмелий мәселе, қала сыртында қатнайтуғын электромобиллердиң тезлиги 80 – 100 км/саат болған жағдайда, аккумуляторларының бир мәрте зарядланыўы кеминде 160 км аралықты басып өтиўге жеткериў болып табылады. Буның ушын жәми жол қарсылықларын ҳәм электромобилдиң жәрдемши жалғаныўлардан қуўат ысырбын кемейтиў; аккумулятор батареялары, электр моторлар, электромобил трансляциясы ҳәм байланыс қурылмалары ҳәмде энергия күш қурылмалары кабеллариниң ПЖК ин арттырыў есабына ерисиледи.
Тийкарғы мәселе бул жерде жәми жол қарсылықларын жеңиўде энергия жумсалыўын азайтыў ҳәм жәрдемши үскенелерде қуўат ысырабын азайтыў ҳәмде тормозлаў системасын жетилистириўден ибарат болыўы керек.
Электромобиллер ушын ҳаўа қарсылығы коэффициенти 0,2 – 0,3 тен аспаўы керек, бул қурамалы,бирақ шешилиўи мүмкин болған мәселе болып табылады.
Тормозлаўда рекуператив тормозлаўды қоллаў энергияны тежеў көз қарастан ең мақул ўазыйпа есапланады. Рекуператив тормозлаўда электромобилдиң барлық кинетикалық энергиясы электр энергияға өзгертирилип, аккумулятор батареяларына қайтарылады.
Ҳәзирги ўақытта айырым электромобиллер ушын ҳәр қыйлы түрдеги аккумуляторлар жаратыў даўам етип атырған болса да электромобиллерде реал қалланылып атырған бул қорғасын кислоталы аккумуляторлар болып қалмақта. Олардың массасы электромобиллер массасы менен дерлик тең. Соның ушын да олардың массасын азайтыў актуал конструктивлик машқала болып қалмақта.
Электромобиллерде избе-из қозғатыў орамлы турақлы ток моторларын қоллаў басқа түрдеги электр моторларды қоллаўға қарағанда бир қанша абзаллықларға ийе. Себеби бул түрдеги электр моторларда тезликтиң киши мәнислеринде талап етилетуғын мәнислерге тең болған момент пайда етиў мүмкин ҳәм сондай-ақ үлкен тезликте де талап етилетуғын киши моментти пайда етиў мүмкин. Басқарыў қолай ҳәм оны тиккелей аккумулятор батареясына жалғаў мүмкин. Тезликти ретлеў болса импульс кеңлиги басқарылатуғын өзгерткиш жәрдеминде басқарыў мүмкин. Сондай-ақ, электромобил тезлиги механиклық усыл менен, яғный тезлик қутышасы арқалы да ретлеў электромобиллердеги электр энергия ысырабын азайтыўға алып келеди.
Электромобиллерде қолланылатуғын электр мотор қуўаты тегис жол ушын төмендеги формула менен анықланады (Вт):

бул жерде электромобилдиң максимал тезлиги, м/с; электромобилдиң аўырлығы, Н;
электромобилдиң алды бети, М² (әдетте 0,5 – 1,4 М²);
шайқалыўдағы сүйкелис ҳәм ҳәрекетлениўши бөлегиндеги қуўат ысырабын есапқа алыўшы турақлы коэффициент (әдетте электромобилдиң ҳәр бир 1Н аўырлығына 0,03 – 0,9 Н туўры келеди); сүйкелис қысылыў нәтийжесинде ыссықлық ажыралыўын есапқа алыўшы турақлы коэффициент (әдетте тезлик 1м/с болғанда электромобил аўырлығының ҳәр бир 1Н аўырлығына 0,06 – 0,12 Н туўры келеди); ҳаўаныңг қарсылық коэффициенти (әдетте 0,2 – 0,5).
Мотордың максимал тезлиги роторы дөгерегиндеги механикалық кернеў мәниси менен шегараланады. Әдетте турақлы ток моторы роторының диаметри өзгермели ток моторының роторы диаметринен киши болады. Соның ушын да айланыў тезлиги жоқары болады.
Айланыў тезлигиниң орташа мәниси 4000 – 4500 айл/мин ҳәм максимал мәниси 5000 – 6000 айл/мин болыўы мотордың қуўат бойынша оптимал ислетиў мүмкиншилигин береди. Электромобил моторларындағы токтың мәниси 50А ҳәм кернеў 400В тан үлкен болмаўы аккумулятор қуўаты менен шегараланады.

2.10 – сүўрет. Жанылғы элементиниң ислеў схемасы

Келешекте электр энергия дереги есабында жанылғы элементлери қолланылыўы мүмкин. Жанылғы элементиниң ислеўи аккумулятордың ислеўине уқсап кетеди. Ең әпиўайы жанылғы элементинде жанылғы сыпатында таза водарод, оксидлеўши сыпатында болса таза кислородтан пайдаланылады.
Еки газ арасы геуек материалдан өтип электролит еритпесинде өз-ара тәсирге кириседи, сонда турақлы ток пайда болады ҳәм реакцияның ақырғы өними суў болады (2.10 – сүўрет). Процесс даўамында ыссылыиқ ажыралып шығады. Бундай электр энергия дереклериниң төмендеги абзаллықлары себепли электромобиллерде қоллаў мүмкин болады:
жанылғы жағылмайды, ал туўрыдан – туўры электр энергияға өзгертиледи, қоршаған орталықтың экологиялық жағдайы бузылмайды;
жанылғы элементи ушын суўытыў қурылмасының кереги жоқ;
жанылғы элементинен пайдаланыў процесси шаўқымсыз кешеди;
жанылғы элементлариниң түрли қуўатлы болыўы оның қолланылыўы шеңберин кеңейтеди.
Ҳәзирде таярланып атырған жанылғы элементлариниң ПЖК 35% дан жоқары (егер жанылғы элементинде ислеп атырған системада шығып кетип атырған ыссылықты ыссылық насосы жәрдеминде қайта пайдаланылса, күш энергия қурылмасының улыўма ПЖК 94% ға жетиўи мүмкин).
Келешекте жанылғы элементлер ушын басқа түрдеги жанылғылардан да пайдаланыў мүмкиншиликлери бар.
Қорғасын кислоталы аккумуляторларды электромобиллерде қоллаў электр транспортқа қойылатуғын талабларға толық жуўап бере алмай атырғанлығы себепли принципиал жаңа түрдеги аккумуляторлар ислеп шығарыў бойынша изертлеўлер алып барылмақта. Келешекте электромобиллерде қоллаўға мөлшерленген перспективалы аккумуляторлар ҳәзирде бул алтынкүкирт – натрийлы аккумулятор болып табылады (2.11 – сүўрет). Катод – суйық натрий менен суйық алтынкүкирт – анод ортасында қатты электролит жайласқан. Электролит тек натрийдиң ионларын өткериўши филтр ўазыйпасын орынлайды. Натрийдиң ионлары алтынкүкирт пенен реакцияға кириседи ҳәм электролитлер арасында потенциаллар айырмасы пайда болады. Электр мотор ислеген ўақыттағана, яғный электр шынжырдан ток өткедеғана ақырғы өним полисульфит натрий пайда болады.
Өткерилген жол изертлеўлери нәтийжелери соны көрсетти, алтынкүкирт – натрий акумуляторлы электрофургон бир мәрте зарядланған аккумуляторы менен жолдың жағдайы ҳәм ҳәрекет шәраятына қарап 96 – 120 км жол басыўы мүмкинлиги анықланды. Ҳәзирги ўақытта алтынкүкиртли аккумулятордың бөлек элементиниң энергия көлеми 550Вт*саатқа шекем асырылған. Электр моторды электр энергия менен тәмийинлеў ушын сондай аккумулятор элементлеринен 90 ны жетерли болады.

2.11 – сүўрет. Алтынкүкирт – натрийли аккумулятордың қурамалы дүзилиси:


1 – суйық алтынкүкиртли анодтан жыйнаўшы ўазыйпасын орынлаўшы тат баспайтуғын полаттан таярланған корпус; 2 – суйық натрий (98 ⁰C да ерийтуғын); 3 – суйық алтынкүкирт (119 ⁰C да ерийтуғын); 4 – алтынкүкирт ҳәм натрийди ажыратып турыўшы натрий ионларын өзинен өткериўши қатты электролит ўазыйпасын орынлаўшы окс алюминийли тийкарда таярланған қатты электролит.
Автомобилсазлықта жетекши болған АҚШ, Япония, Германия ҳәм Франция мәмлекетлеринде гибрид моторлы, яғный бензинли мотор менен электр моторлардың өз-ара бириккен түри қолланылған электромобиллер сынаўдан өтпекте.