Quanto pesa um motor de combustão interna em um carro e 300 kg de baterias é realmente muito mais? [ACREDITAMOS]

Recentemente, ouvimos a opinião de que veículos de combustão interna ou híbridos plug-in usam energia de forma mais eficiente porque "os motores pesam 100 kg e a bateria de um carro elétrico é de 300 kg". Ou seja: não faz sentido carregar uma bateria enorme, o ideal é um conjunto híbrido plug-in. É por isso que decidimos verificar quanto pesa um motor de combustão interna e calcular se o peso da bateria é realmente um problema.

Índice analítico

• Peso do motor de combustão interna versus peso da bateria
  • Quanto pesa um motor de combustão interna?
    • Talvez seja melhor em híbridos de plug-in? E o Chevrolet Volt / Opel Ampera?
    • E que tal uma opção mínima como BMW i3 REx?

Comecemos respondendo a uma pergunta que pode parecer óbvia: por que estamos considerando a própria bateria, se o veículo elétrico também possui inversor ou motor? Respondemos: em primeiro lugar, porque foi formulado assim 🙂 Mas também porque a bateria constitui uma parte significativa da massa de todo o acionamento elétrico.

E agora os números: a bateria Renault Zoe ZE 40 com capacidade útil de 41 kWh pesa 300 quilos (uma fonte). O Nissan Leaf é muito semelhante. Cerca de 60-65 por cento do peso deste design é composto de células, então podemos 1) aumentar sua densidade (e capacidade da bateria) com um ligeiro aumento no peso, ou 2) manter uma certa capacidade e reduzir gradualmente o peso da bateria. bateria. Parece-nos que os veículos Renault Zoe de até 50 kWh percorrerão a pista 1 e, a seguir, a pista 2.

Em qualquer caso, hoje uma bateria de 300 quilogramas pode dirigir 220-270 quilômetros no modo misto. Não tão pouco, mas as viagens para a Polônia já precisam ser planejadas.

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Quanto pesa um motor de combustão interna?

O Renault Zoe é um carro do segmento B, então é melhor usar um motor de um carro do mesmo segmento. Um bom exemplo aqui são os motores TSI da Volkswagen, que o fabricante se gabou de seu design compacto e extremamente leve. E de fato: 1.2 TSI pesa 96 kg, 1.4 TSI - 106 kg (fonte, EA211). Portanto, podemos supor que um pequeno motor de combustão interna pesa cerca de 100 kg.... Isso é três vezes menos do que uma bateria.

Só que isso é só o começo da pesagem, pois a esse peso você precisa somar:

• lubrificantes, porque os motores são sempre pesados ​​​​secos - alguns quilos,
• Sistema de exaustãoporque sem eles você não pode se mover - alguns quilos,
• radiador refrigerantem, porque o motor de combustão interna sempre converte mais da metade da energia do combustível em calor - uma dúzia + quilos,
• tanque de combustível com combustível e bombaporque sem eles o carro não anda - várias dezenas de quilos (cai durante a condução),
• caixa de câmbio com embreagem e óleoPorque hoje apenas os veículos elétricos têm uma marcha - várias dezenas de quilos.

Os pesos são imprecisos porque não são fáceis de encontrar. No entanto, você pode ver que todo o motor de combustão facilmente penetra 200 quilos e se aproxima de 250 quilos... A diferença de peso entre um motor de combustão interna e uma bateria em nossa comparação é de cerca de 60-70 kg (20-23 por cento do peso da bateria), o que não é muito. Esperamos que sejam completamente destruídos nos próximos 2-3 anos.

Talvez seja melhor em híbridos de plug-in? E o Chevrolet Volt / Opel Ampera?

Volt/Amp é um exemplo muito ruim e desfavorável para quem pensa que "é melhor carregar um motor de combustão interna do que uma bateria de 300 kg". Por que? Sim, o motor de combustão interna do carro pesa 100 kg, mas a transmissão nas primeiras versões pesava, observe, 167 kg, e a partir do modelo 2016 - “apenas” 122 quilos (fonte). Seu peso se deve ao fato de ser um exemplo interessante de tecnologia avançada que combina vários modos de operação em uma carcaça, conectando um motor de combustão interna com um elétrico de várias maneiras. Acrescentamos que a maior parte da caixa de câmbio seria supérflua se o carro não tivesse motor de combustão interna.

Depois de adicionar um sistema de exaustão, um refrigerador de líquido e um tanque de combustível, podemos facilmente chegar a 300 quilos. Com uma transmissão mais recente, porque com a antiga vamos pular esse limite em várias dezenas de quilogramas.

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E que tal uma opção mínima como BMW i3 REx?

De fato, o BMW i3 REx é um exemplo interessante: o motor de combustão interna de um carro funciona apenas como gerador de energia. Ele não tem capacidade física para conduzir as rodas, então a complicada e pesada caixa de câmbio Volt não é necessária aqui. O motor tem um volume de 650 cc.³ e tem a designação W20K06U0. Curiosamente, é produzido pela taiwanesa Kymco..

O motor de combustão BMW i3 REx está localizado à esquerda da caixa com cabos laranja de alta tensão conectados. Há um silencioso cilíndrico atrás da caixa. Na parte inferior da imagem você pode ver uma bateria com células (c) da BMW.

É difícil saber seu peso na Internet, mas, felizmente, existe uma maneira mais simples: basta comparar o peso do BMW i3 REx e i3, que difere apenas no gerador de energia de combustão. Qual é a diferença? 138 quilogramas (dados técnicos aqui). Nesse caso, já existe óleo no motor e combustível no tanque. É melhor carregar esse motor ou talvez uma bateria de 138 quilos? Aqui estão as informações importantes:

• no modo de recarga contínua da bateria, o motor de combustão interna faz barulho, então não há silêncio para o eletricista (mas acima de 80-90 km / h as diferenças não são mais perceptíveis),
• no modo de carregamento da bateria quase descarregada, a potência do motor de combustão interna é insuficiente para a condução normal; o carro dificilmente acelera acima de 60 km / he pode desacelerar nas descidas (!),
• por sua vez, esses 138 kg do motor de combustão interna poderiam teoricamente * ser trocados por 15-20 kWh de bateria (19 kWh da bateria Renault Zoe descrita acima), o que seria o suficiente para dirigir outros 100-130 km.

O BMW i3 elétrico (2019) tem um alcance de cerca de 233 quilômetros. Se a massa extra do motor de combustão interna BMW i3 REx (2019) tivesse sido usada, o carro poderia viajar 330-360 quilômetros com uma única carga.

Escolhendo baterias. A densidade de energia nas células está aumentando constantemente, mas para continuar o trabalho deve haver pessoas dispostas a pagar pelos estágios de transição.

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*) A bateria do BMW i3 ocupa quase todo o chassi do veículo. As tecnologias modernas para a produção de células não permitem preencher o espaço que sobra do motor de combustão interna com uma bateria com capacidade de 15-20 kWh, porque ela não é suficiente. No entanto, esse excesso de massa pode ser melhor tratado ano após ano usando células com densidades de energia cada vez mais altas. Aconteceu nas gerações (2017) e (2019).

Imagem de abertura: Audi A3 e-tron, um híbrido plug-in com motor de combustão, motor elétrico e baterias.

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