Masina Electrica – partea 1. Eficienta deplasarii cu vehicule cu motor electric, tipuri de autovehicule „verzi”, comparatie cu autoturismele pe combustie interna, utilizarea masinilor electrice in Romania (eco)

Am fost contactat pe mail de Călin, un român plecat în America ce dorește să-i informeze pe români cu privire la mașinile electrice – o alternativă la deplasarea scumpă și poluantă ce există în prezent (nu doar în România), când mașinile cu ardere internă de combustibil fosil (benzină/motorină/gpl etc) sunt cele mai multe. Fiind în concordanță cu ideile „eco” de pe acest blog, și pentru că și eu recomand găsirea unor metode de a consuma mai puțin, de a polua mai puțin, de a fi mai independenți de monopolul petrolului deținut de știm noi cine etc., l-am rugat să ne facă o scurtă introducere, să ne spună cum a ajuns să lucreze în acest domeniu și să ne ofere informațiile pe care le are (din proprie experiență) într-o serie de câteva articole despre mașina electrică. Detalii în continuare:

Trăim într-o lume a tehnologiei, o lume fascinantă unde evenimentele se desfășoară cu rapiditate iar descoperirile apărute azi for fi deja învechite până mâine.

Sunt născut la Brașov, din părinți profesori și am absolvit Facultatea de Autovehicule Rutiere promoția 1987. După aceea am fost repartizat la Cluj. În momentul “revoluției din 1989” aveam 27 de ani. Nefiind membru de partid comunist, imediat în Ianuarie, după revoluție, m-am trezit șef de sindicat, după care director peste 400 de oameni și așa mai departe. Toate speranțele mi-au fost ruinate în momentul în care am înțeles scopul revoluției și artizanii ei. Visele mele au fost înăbușite de atâtea ori după revoluție încât în 1996 am plecat din țară cu familia. Am lucrat ca Inginer și pe urmă Manager la firme de renume din industria auto din America, precum: Ford Motor Company, General Motors și Chrysler din Detroit Michigan, precum și Fisker Automotive din Anaheim California unde am început să cunosc și apoi să aprofundez cunoștiințele mele în domeniul vehiclulelor electrice. Nici nu puteam să aleg un loc mai bun în lume pentru proiectele mele decât California, unde oamenii sunt foarte receptivi la orice tehnologie care are ca rezultat reducerea poluării mediului înconjurător și, nu în ultimul rând, reducerea cheltuielilor în ceea ce privește deplasarea pe șosele cu autovehiculul personal. Se pare că, cel puțin în California, pentru autovehiculele personale a învins autoturismul cu acționare electrică.

Ce doresc este o serie de articole cu explicații, imagini și video pentru a conștientiza oamenii că există și posibilitatea unei alte surse de energie pe care unii dintre noi o vor folosi mai curând decât se așteaptă. Este evoluția normală a progresului omenirii. Pe lânga explicații technice aș dori să ating și câteva lucruri practice pe care lumea le ignoră, deocamdată.

Prin acest articol (și cele care vor urma) încerc să ofer informații doritorilor în materie de autovehicule electrice, precum și soluții practice de construire/modificare a autovehiculelor electrice pe care le vom numi în continuare EV (Electric Vehicle).

EV fac parte din categoria vehiculelor care folosesc energie alternativă, printre care se numără şi:

1. Vehicule Electrice (pur electrice sau aşa zise BEV= Battery Electric Vehicle)

2. Vehicule cu hidrogen (fuel cell – pile de combustie)

3. Vehicule hibride (cu două tipuri de motoare, de regulă unul pe combustie și unul electric –  pot fi hibrid-HEV sau plug in hibrid-PHEV – cele care se încarcă de la priză)

4. Vehicule ce funcționează pe Biodiesel. Biodieselul este un combustibil sintetic lichid care se obține din lipide naturale, ca uleiuri vegetale sau grăsimi animale, noi sau folosite, prin procese industriale de esterificare și trans-esterificare. Se poate folosi în substituirea totală sau parțială a petro-dieselului.

5. Vehicule pe gaz natural compresat-CNG sau lichefiat – LNG, precum şi altele.

Scopul acestui articol este de a analiza EV-urile şi de a înţelege cât sunt ele de practice sau nu în România.

Istoria automobilului Electric

Nu întâmplător, printre primele maşini/vehicule au fost cele pe curent electric (vezi Porche P1 din 1898)

Apoi, marii industriaşi ai vremii au găsit o modalitate mai ieftină de producere a benzinei după care motorul cu combustie internă a luat o amploare fără precedent, eveniment care practic a forţat motorul electric afară din competiţie.

După mai bine de un secol lucrurile s-au schimbat, preţul combustibilui a ajuns mult prea scump iar poluarea a devenit din ce în ce mai nocivă în special în marile oraşe precum Bucureştiul.

Bun. Ce-i cu maşina electrică şi care sunt avantajele şi dezavantajele acesteia în România? În primul rând haideţi să înţelegem maşina electrică cum funcţionează şi câte tipuri de maşini cu acţionare electrică sunt la ora actuală de vânzare în România.

Cum funcţionează mașina electrică

Foarte pe scurt, curentul electric de la baterie şi monitorizat de (BPCM Battery Pack Control Module) ajunge la Power Control Unit de unde se alimentează motorul electric în funcţie de necesitate prin intermediul cursorului (pedala de acceleraţie). Înainte ca bateria să se descarce complet, la bord se semnalizează nivelul scăzut de încărcare (Low ŞOC –State of Charge) similar cu maşina cu motor cu ardere internă unde nivelul de combustibil ajunge la “roşu”. Este timpul să încărcăm bateria prin intermediul On board charger (încărcătorul de curent) care preia curentul alternativ direct de la priză/reţea (sau staţia de încărcare) şi îl transformă în curent continuu pentru baterie.

La ora actuală sunt peste 50 de diferite vehicule electrice în lume şi lista creşte în fiecare an (maşini, camioane, autobuze, motociclete, triciclete, biciclete, bărci cu motor electric etc) unele care se produc în serie altele mai puţin.

Dar să revenim la ale noastre, urmăriţi în tabel lista de autoturisme cu motor electric pe care le găsiţi la ora actuală în România:

Dezavantaje mașina electrică:

Ce ne şochează la prima vedere este preţul mare de achiziţie, autonomia scăzută şi lipsa de staţii de încărcare. Păi şi atunci ce rost mai are să continuăm acest subiect? Are rost pentru că automobilul electric poate fi  o soluţie pe termen lung.

Costul de achiziție al acestor mașini electrice în România este cu mult mai mare decât în SUA. De exemplu: Mitsubishi iMiEV costă 36.640 Euro în România și doar $12500 în SUA. Poftim? Aceeași mașină? DA, aceeași mașină. De ce? Nu știu, dar încerc să aflu ce trebuie făcut ca să existe mașini electrice accesibile și în România.

Trecând, momentan, peste prețul de achiziție, priviţi mai jos un exemplu prin care se arată, lăsând la o parte beneficiile factorului ecologic, cât de mulţi bani se pot economisi, teoretic, într-o viaţă de om conducând un automobil electric alimentat de la panouri solare.

Avantaje mașină electrică:

Foarte frumos, se pare că omenirea se îndreaptă într-o direcţie nemaipomenită dar din păcate nu toată lumea poate beneficia deocamdată de energia solară deci haideţi să vedem cum putem totuşi beneficia de maşină electrică.

Deocamdată, lăsând la o parte costul de achiziţie, pot beneficia de mașinile electrice cei care parcurg frecvent/zilnic un traseu relativ scurt, şi au access la energie electrică (o simplă priză de 220V 15 A este suficientă). Maşina poţi să o încarci de la orice sursă de curent fie chiar şi o priză de garaj. Pot să vă dau exemplul meu practic: conduc o maşină Toyota Scion modificată pe curent. Eu mă deplasez zilnic (aproximativ 200km pe zi dus-întors) de unde locuiesc până la serviciu şi înapoi. Încarc la serviciu de la o staţie de încărcare de 240v 70A (în 2 ore îmi fac “plinul”) după care atunci când ajung acasă mai încarc în garaj de la o priză normală de 110V 12A peste noapte pentru a o lua de la capăt a doua zi. Personal economisesc în jur de $500/lună (comparativ cu mașina pe combustibil fosil), lună de lună, fără schimburi de ulei, fără întreţinere periodică şi luând în calcul costul curentului. Deci categoric mie îmi rentează extrem de mult maşina electrică.

Haideţi să vedem cum puteţi beneficia dumneavoastră de acest avantaj.

Mai întâi să vedem cât costă energia de deplasarea a unei maşini electrice pe distanţă de 100km în comparaţie cu una diesel şi în comparaţie cu una hibrid. În primul rând deplasarea cu o maşină electrică este mai ieftină pentru că este mai eficientă. Randamentul ei este de aproximativ 60% (pierderi de la reţeaua electrică până la roţi), comparat cu 20% randamentul unei maşini cu motor cu ardere internă.

Să luăm de exemplu Renault Zoe care are o baterie de 22kWh şi parcurge 210km cu un plin de baterie. Cunoscând costul curentului ca fiind de 0.613RONîn luna martie 2014, atunci costul unui “plin” la Renault Zoe este de 22*0.613=13.48RON. Cu alte cuvinte costul la fiecare 100km, (aplicând regulă de 3 simplă) este de 6.4 RON. Ce ne spune rezultatul acesta? Mie îmi spune că o maşină cu motor cu ardere internă trebuie să consume 1L de combustibil/100km şi combustibilul(motorina/benzină, etc) să nu coste mai mult de 6.4 Ron ca să fie comparabilă cu maşina electrică, cel puţin la consum.

Câteva exemple de cine ar putea beneficia imediat de maşina electrică, chiar şi fără existenţa infrastructurii de încărcare a bateriilor şi chiar dacă parcursul între “plinuri” este redus la doar 210Km:

1. Taximetriști – folosind din nou exemplul Renault Zoe gândiţi-vă ce avantaj aţi avea dacă aţi încărca maşina peste noapte în garaj iar ziua aţi parcurge până la 210 km în oraş cu un “plin”.

Notă: Din cauza dispozitivului de regenerare al energiei numit Regenerative Braking, pe scurt “regen”(detalii în articolele următoare), la deplasarea în oraş, oride câte ori deceleraţi (şi chiar prin simplul fapt că ridicaţi piciorul de pe acceleraţie) bateria se re-încarcăautomat, puţin câte puţin. Astfel, cu un singur ”plin”, parcursul total în oraş creşte cu 10-15% decât cel din afara oraşului. Alte avantaje pe lângă costul scăzut per Km mai este şi costul scăzut de întreţinere (de exemplu frânele se uzează de aproximativ 4 ori mai puţin datorită sistemului regen amintit mai sus). În plus, există comoditatea de a nu schimba vitezele (majoritatea cutiilor de viteze la maşinile electrice au una sau două trepte de viteză).

2. Camionete şi dubite care livrează în oraş – în aceasi situaţie ca şi taximetriştii.

3. Particulari care au acces la priză fie că locuiesc la casă sau la bloc atâta timp cât nu conduc mai mult de 210km pe zi între plinuri.

4. Şi în ultimă instanţă, cei care locuiesc la bloc unde nu au access la priză dar au access pentru  încărcare la serviciu şi parcurg mai puţin de 210km între plinuri.

În final, aş dori să menţionez pentru cei care sunt interesaţi în achiziţia de maşini electrice,  să urmărească ofertele de lease locale (leasing) la maşini electrice care ar putea deveni foarte avantajoase. De exemplu, la mine în oraş, o Honda Fit electrică lease cu kilometrii nelimitaţi pe 3 ani costă $199/lună. La fel este şi Fiat 500 sau Mitsubishi iMiEV. Nu a fost aşa acum câţiva ani. Atunci când au apărut erau deosebit de scumpe dar nu s-au vândut şi atunci producătorii au încercat să dea oferte cât mai atrăgătoare publicului. Sunt convins că la fel se va întâmpla şi în România.

Atât deocamdată. Mai multe detalii despre mașinile electrice în articolele următoare.

Pentru cei care au întrebări, doresc să afle mai multe informaţii, sau doresc să-şi transforme maşina de pe benzină/motorină pe curent, le pot oferi soluţii practice şi furnizare de componente electrice precum: motoare, controloare, încărcătoare, baterii, transformatoare DC-DC, kituri complete de transformare etc. Mă puteți contacta la adresa de mail calinengineering   arond gmail.com (scrisă corect). Mulțumesc.

Călin, California, USA, 26 martie 2014, ceicunoi.wordpress.com.