Это интересно: тяжелый грузовик на электроприводе, не требующий топлива и подзарядки

Аватар пользователя Александр Рабин

В Швейцарии недалеко от города Биль есть цементный завод , сырье на который доставляют из карьера, расположенного выше в горах, на склоне горы Шассераль. Тяжелые грузовики самосвалы ежедневно совершают по 20 рейсов , доставляя сотни тон известняка на завод.

На это уходит несколько тонн дизтоплива на каждый грузовик ежедневно.

Швейцарцы нашли интересное решение проблемы: они взяли подержанный грузовик Komatsu HD-650-7. сняли с него трансмиссию и двигатели и заменили все это электроприводом. Мощность батареи, по разным источникам , составила от 600 до 900 киловатт. Переделку осуществляла фирма Kunh Schweiz AG/

%D0%A1%D0%B0%D0%BC%D0%BE%D1%81%D0%B2%D0%

В принципе, создание грузовика на электроприводе - не такая уж новинка, их выпускает уже несколько фирм, однако до сих пор речь шла либо о дизель - электрическом приводе, используемом в большинстве тяжелых карьерных самосвалов, либо о небольших грузовиках на полном электроприводе.

 

По оценкам специалистов БелАз а, создать тяжелый грузовик полностью на электроприводе можно, проблема будет в том, что с имеющимися батареями они буду либо очень тяжелыми, либо нужно будет каждые 3-4 часа их подзаряжать.

Тем не менее, в приведенном случае грузовик ... вообще не требует подзарядки!

Дело в том, что вес пустой машины - около 50 тонн, а спускаясь с горы, она везет 65 тонн груза. Таким образом, вверх едет пустой грузовик весом 50 тонн, назад возвращается груженный весом 115 тонн. При спуске торможение производится в основном с помощью электродвигателя. который работает в этом случае в режиме рекуперации энергии, то есть, как генератор, и заряжает батарею грузовика.

Поскольку вес автомашины большой, энергии вырабатывается больше, чем необходимо для обратного подьема в гору.

Таким образом, практически нет необходимости в ежедневной подзарядке аккумулятора, автомобилю не требуется подвод энергии извне - разве что только для периодического контрольного заряда в рамках ТО.

Это позволит фирме - эксплуатанту автомобиля ежегодно экономить до 50 тыс. тонн солярки (!) и предотвратит выброс в атмосферу 13 тыс. тонн углекислого газа.

Батарея самосвала - литий -ионная (в некоторых публикациях говорится о никель - марганцевой батарее), мощность - от 600 до 800 киловатт по разным источникам.

Вес аккумулятора - 4,5 тонны.

Некоторые источники утверждают, что полученной при спуске энергии столько, что грузовик может часть ее после спуска отдавать в электросеть (!), по другим источникам, результатом рекуперации является восстановление заряда почти на 90%. что тоже неплохой результат.

По сообщениям Российских и Белорусских источников, у нас также ведется разработка подобных машин, которые появятся в эксплуатации через три - четыре года.

Швейцарский самосвал, о котором идет речь в статье - пока штучная работа, не полностью конструкция швейцарской фирмы, а переделка японского самосвала Komatsu.

По материалам , опубликованным различными интернет - изданиями.

 

 

Авторство: 
Авторская работа / переводика
Комментарий автора: 

       Статья написана на основании данных, изложенных в материале по ссылке https://zolteh.ru/tekhnika/karernye-samosvaly-postoyannoe-dvizhenie-k-so...  и некоторых других материалов интернета. 

Комментарии

Аватар пользователя Павел Шатун
Павел Шатун(2 года 4 месяца)

Красивое инженерное решение, в духе ТРИЗ, а не гретинизм какой-нибудь. smile9.gif

Аватар пользователя ВладиславЛ
ВладиславЛ(2 года 7 месяцев)

Согласен, красиво решили.

Аватар пользователя alex_midway
alex_midway(9 лет 4 месяца)

К сожалению нишевое. В 90% руду, уголь, отвалы достают из недр в прямом смысле, т.е. едут в верх груженые, а вниз пустые. 

Аватар пользователя Павел Шатун
Павел Шатун(2 года 4 месяца)

Иногда возможно применение электротранспортеров, но в целом вы правы.

Аватар пользователя Дмитрий 777
Дмитрий 777(7 лет 3 месяца)

В идеальном случае   В процессе рекуперативного торможения удается сохранить около 70% кинетической энергии. Остальные 30% теряются во время захвата энергии и ее преобразования в заряд для аккумулятора.

 Итак -  30 процентов сразу и безвозвратно.Руль за счет чего вращать будем. отопитель фары.подьем и опускание кузова  за счет чего?

В моем электро скутере есть  рекуперация. Реальный возврат электроэнергии .наверное процентов 5  - 10.

Аватар пользователя Александр Рабин

Все, что вы написали, справедливо при одном и том же весе при подьеме и спуске. Однако, масса самосвала при спуске в два раза больше, чем при подьеме, это значит, что при рекуперации может выдаваться энергии в два раза больше. То есть, при 70% для номинальной массы в нашем случае будет рекуперироваться 140% энергии, чего хватит и для подзаряда аккумулятора , и для работы систем управления. 

Аватар пользователя Sailor
Sailor(3 года 3 недели)

Т.е. вас не смущает, что при подъеме необходимо больше энергии на перемещение единицы массы, чем при спуске?  Вам одинаково легко как подниматься в гору, так и спускаться с нее?
Хм. А я-то посчитал, что статья - шутка. А тут прямо "трэш и угар" :(

Если что, то в статье по ссылке относительно данного девайса написана следующая фраза:

Накапливать энергию поможет также рекуперативная тормозная система.

Почему-то поможет, а не будет делать это единолично. Может просто потому, что у тех, кто создавал девайс, с физикой в школе все в порядке было? 

Аватар пользователя Александр Рабин

   Не смущает совершенно. Потому что при подьеме  энергия аккумулятора тратится на подьем, и перемещение, что создает запас энергии. Энергия при этом никуда не девается, она преобразовывается из кинетической в потенциальную, чем на большую высоту поднимается грузовик, тем выше его потенциальная энергия.  Она будет прямо пропорциональна высоте , на которую поднимется грузовик, и его массе. То есть, при массе 50 тонн и высоте 2 километра запас будет 100 условных единиц (не хочу искать формулы и переводить все в джоули и так далее). Столько энергии нужно затратить, чтобы поднять грузовик на высоту. 

    На верху грузовик грузят, его вес становится , скажем, 110 тонн, как в данном случае, и его потенциальная энергия становиться 220 условных единиц. При спуске она должна стать равной нулю, то есть, вся затрачена на тороможение. Это значит, что при торможении путем рекуперации выделиться в два раза больше энергии, чем при  подьеме. Она поступит в аккумулятор. 

    Вот и все. 

Аватар пользователя Sailor
Sailor(3 года 3 недели)

Энергия при этом никуда не девается

Про трение ничего никогда не слышал? Не? Про КПД? Про преобразование одного вида энергии в другой?
По физике двойка в школе была или учителя жалели?

Ты статью прочитал неправильно. Там нет того, что ты тут навыдумывал.

Аватар пользователя Александр Рабин

   А я не одну прчитал, прежде чем написать. Вот умеете ли вы читать, я сомневаюсь. Кроме того, если хотите опровергать что то - пожалуйста, формулы и доказательства - в студию. Еще одно заявленияе "Ты двоечни, такого быть не может " - забаню. 

Насчет преобразования одного вида энерги в другой - смешно читать это у человека, который только что прочитал комментарий о преобразовании кинетической энергии в потенциальную, и даже не понял, о чем речь. 

Аватар пользователя Sailor
Sailor(3 года 3 недели)

А я не одну прчитал, прежде чем написать.

Ну и где они? Почему в ссылках статья, где информации, подтверждающий твой опус, нет?
Если читал, дай ту, где спецификации приведены, подтверждающие инфу из опуса. А не блоги восторженных хомячков.

Аватар пользователя Александр Рабин

    А что вас так заело ? Еще раз - если хотите олпровергнуть, в сторону эмоции, давайте  формулы, доказывающие, что этого не может быть . Наезд не прокатит, не хватало мне еще с безграмотными мальцами спорить. 

    

Аватар пользователя Sailor
Sailor(3 года 3 недели)

Что значит "задело"?

Вы привели ссылку, в которой русским языком написано, что рекуператор ПОМОГАЕТ накапливать энергию. Я же цитату привел из статьи. А вот ссылок, которые подтвердили бы ваши слова о том, что рекуператор является единственным источником генерации и накопления энергии, вы не привели. Приведите. Это ваша статья. Вот вы и докажите, что не наврали в ней.

Аватар пользователя Александр Рабин

   Я не собираюсь вам приводить какие то ссылки.  Рекуператор действительно помогает накапливать энергию, преобразовывая при торможении излишнюю кинетическую энергию спускающегося с горы груженного грузовика в электроэнергию, которая потом накапливается в аккумуляторе. 

    Аналог: модель гразовика с пружинным двигателем нагрузили гирей и пустили вниз по склону. Спускаясь, модель накручивает пружину и останавливается внизу. Затем с нее снимают груз и пускают вверх. Пружина начинает крутить колеса облегченной модели и поднимает ее наверх. Там опять ее грузят тем же грузом и пускают вниз, затем все повторяется. 

   А теперь главное - рекуператор и аккумулятор играют десь роль пружины. если неясно, то в 7 класс школы.

Аватар пользователя alex_midway
alex_midway(9 лет 4 месяца)

Да все понятно написано. Трение и прочие потери конечно будут, но спускающийся грузовик вырабатывает в два раза больше энергии чем надо доля поднятия пустого грузовика, за счет этого и покроются потери. Что не так?

Аватар пользователя Дмитрий 777
Дмитрий 777(7 лет 3 месяца)

При любом преобразовании энергии из одного вида в другой будут гигантские потери. Охлаждать придется буквально все. Электродвигатели.аккумуляторы.и блоки электроники.Тормозить придется не только электродвигателями  но и обычными тормозами.

На фото снег. Значит и при стоянке придется подогревать аккумуляторы а при работе охлаждать. Даже на обычных легковых Теслах постоянно работает система  климат контроля аккумуляторов.

Добавим к этим проблемам. Отдельную мощную   специальную линию зарядки севших аккумуляторов.одну внизу другую наверху.Еще в СССР в карьерах работали  исполинских размеров электрические экскаваторы и транспортеры. Но все они питались от сети.

Хочется им ради одного уникального карьера создавать  испытывать и сертифицировать  новый вид транспорта.Пусть занимаются.Кто против ?

Аватар пользователя Александр Рабин

  А вы это не мне, а тем кто это сделал, напишите, прямо так и напишите - "вы все врете , ничего у вас не работает". Правда, перед этим не забудьте подучить физику... 

    Не нужно там никаких "мощных линий" для зарядки аккумуляторов. Для работы машины вполне хватает рекуперированной энергии, без всяких подзарядок.  

Аватар пользователя Дмитрий 777
Дмитрий 777(7 лет 3 месяца)

 Карьер работает круглосуточно без выходных и праздников ?Его не  закрывают на время сильных снегопадов и дождей?

Ну и главное.Проводить сертификацию в ЕС никто ради нескольких автомобилей не будет.Без сертификации и кучи бумажек никто эти самосвалы не застрахует и не позволит их коммерческое использование.

ЕС это на редкость обюрокраченная структура.Если им металлическая труба на дне моря мешает и требует годы согласований то кто допустит эту техникум  для работы в карьере?

 Кто отвечать будет когда первая груженая машина  понесется вниз без тормозов?Любую технику годами испытывают на полигонах.потом 10 раз переделывают.Потом умные дяденьки все проверяют и испытывают по новой.Потом может  быть выдадут бумажку.

Собрали некое чудо.Которое возможно даже ездит. Пока это просто прикол такой не более того.Мы за все  зеленое и против загрязнения окружающей среды.да пока ездим и жжем тонны солярки.Но видите мы стараемся.

 Объяснение простейшее .А всякие рекуперации кпд и Аккумуляторы а просто для витрины. Возможно и скорее всего на них зеленые уже наехали.Вот и они собрали это чудо.мы делаем.мы стараемся .Но процесс не скорый и от нас мало зависит.Вы пока отстаньте.Дайте нормально работать.

Аватар пользователя Александр Рабин

Давайте прекращайте бурчать.

Во первых, вообще при чем тут ЕС? Это Швейцария, которая в него не входит, во вторых, это опытный экземпляр, который никто не собирается сертифицировать. В третьих, с чего вы взяли, что "машина понесется вниз без тормозов?" Это серийный грузовик, у которого дизель заменен на электропривод, естественно, что тормозная система и все остальное действует не хуже, чем у обычного грузовика.

 В третьих - а с какой стати вы все это предьявляете мне ? Я не конструктор этого грузовика, и если обратили внимание - написал - это интересно, показав, как может быть создана "зеленая" "энергосберегающая техника". Все.

Если считаете, что "не будет работать, потому что не будет" - ваше дело, если желаете опровергнуть написанное - расчеты на бочку, и вперед. Я так понимаю, расчетов не будет - знаний не хватает. 

    Исходные данные, кстати, в статье все имеются. 

    Вопросы есть ? У меня к вам больше нет. 

Аватар пользователя Дмитрий 777
Дмитрий 777(7 лет 3 месяца)

Двигатель грузовика  и другие системы это единое целое. Грузовик тормозит двигателем. есть специальный режим для затяжных спусков. Нормальные тормоза то же обеспечиваются  необходимым воздухом от двигателя.

В автомобиле все взаимосвязано.Нельзя просто так убрать двигатель.

Вы думаете Швейцарские чиновники страховые  мягче ЕСовских ? Насколько я знаю все ровно наоборот.

Специально для Вас ..расчеты не нужны.Потому что это чудо никто и никогда не сертифицирует.уже потому что это очень долго и дорого.

Аватар пользователя Александр Рабин

 Не ворчите. Идите и доказывайте это вашим друзьям. Мне ваши сентенции не интересны, они не касаются темы статьи. 

Аватар пользователя Aleks177
Aleks177(6 лет 11 месяцев)

чиновники страховые  мягче ЕСовских

Карьер - частная территория. В стране, где все здоровые люди по закону вооружены. Какие страховые чиновники? Их просто не пустят в карьер. А если пролезут без спроса, инструктажа и каски - будет несчастный случай, в котором владельцы не виноваты.

Аватар пользователя pokos
pokos(8 лет 1 месяц)

// Таким образом, вверх едет пустой грузовик весом 50 тонн, назад возвращается груженный весом 115 тонн.

Решили красиво, конечно. Аккумулятора хватит на 500-600 ходок, не более. Три ходки в сутки - получается меньше года ресурс.

А ведь, чаще бывает наоборот, когда надо вывозить груз из карьера наверх...

Аватар пользователя Александр Рабин

   Ну, если за год экономится , согласно статьям, до 50 тыс. тонн солярки, то замена аккумулятора даже через год вполне опрадвана. Кроме того, выбросов практически никаких. 

Аватар пользователя Pol Alex
Pol Alex(3 года 6 месяцев)

Вы качественно не правы. Для всех форм и видов литиевых батарей качественная зависимость максимальной плотности заряда к количеству циклов заряд*разряда. Все ныне выпускающиеся литиевые батареи для электромобилей гарантируют минимум в 2000. 

Аватар пользователя pokos
pokos(8 лет 1 месяц)

Дружище, где уж мне! Я даже не знаю, например, как ресурс лития зависит от тока зарядки. Гы-гы.

Аватар пользователя Sailor
Sailor(3 года 3 недели)

Хорошая шутка :)

Аватар пользователя Александр Рабин

   Это не шутка, а реально работающий самосвал. 

Аватар пользователя Lehan
Lehan(7 лет 4 месяца)

Автор! Удали одну из двух одинаковых публикаций!

Аватар пользователя Александр Рабин

Не могу. Они появились в связи со сбоем то ли сайта, то ли интернета, примерно через две минуты , одна за другой. Пока я отвлекся, уже под обоими комменты, если какую то удалить, удалятся и комменты. Это будет неправильно по отношению к их авторам. 

Аватар пользователя Слаботочник
Слаботочник(1 год 5 месяцев)

Удивительно разумное решение на фоне зеленобесия.

Аватар пользователя mberkut
mberkut(3 недели 1 день)

Накопленной энергии для подъема наверх не хватит. Причина не в теории, а в практике. Для полноценного заряда нужна определённая постоянная скорость спуска, что конечно, в условиях грунтовки невозможно - постоянные, то недозаряд, то рассеивание в тепло неизбежны.  

 Скорее всего ночь заряжаться будут, а подзаряд на подхвате. Экономия будет, но не 100 %.

Вот езжу на электросамокате, вешу за 100. Чтобы что-то реально ехало и подзаряжалось это уклон нужен процентов 50.

 Автор как-то не обратил внимания на простую вещь , система называется рекуперативный тормоз.

Чудес не бывает.

Аватар пользователя petrostov
petrostov(6 лет 10 месяцев)

Для полноценного заряда нужна определённая постоянная скорость спуска,

Вот. И именно. Так то модель конечно рабочая, НО(!) боле-менее рентабельна только при определенных параметрах эксплуатации, (спуск груженый - подъем пустой). А если нет перепада высот между пунктами назначения? А ведь скорость и равномерность спуска, таки да, только один из важных граничных условий применения сего аппарата.

Аватар пользователя Александр Рабин

   Вы на самокате и вверх и вниз едете с одним весом. Здесь вверх идет пустой, вниз груженный, в этом весь секрет. Принцип пружины - вниз под весом закручивается, вверх раскручивается и поднимает пустой. Все Остальное, если сможете, докажите расчетами. 

Аватар пользователя mberkut
mberkut(3 недели 1 день)

Достаточно того, что там нет ровного шоссе с равномерным уклоном достаточного для равномерной зарядки.

  Спорить с вами и считать ничего не буду - пусть куркулчтор считает он жедезный. Если бы всё было так просто, то это и так работало бы.

 Практика критерий истины, так что пишите, как заработает их вечный двигатель. Вместе посмеёмся.

Аватар пользователя Александр Рабин

Для рекуперации энергии не нужно "ровного шоссе с равномерным уклоном", хотя черт его знает, может оно там и есть - я не о не6м пишу. Для рекуперации достаточно, чтобы двигатель вращался под действием внешней силы, равномерно или нет - не имеет значения. Не сравнивайте ваш самокат с грузовиком. Равномерный заряд практически не зависит от скорости вращения двигателя, он регулируется электронной системой. 

А смеятся можете уже сейчас - он два года, как работает, и ничего, ездит нормально. 

Аватар пользователя mberkut
mberkut(3 недели 1 день)

Конечно в не зависимости от скорости потумо что на регулировке и все потери.

 Вы хотя бы на самокат встаньте и узнаете про движение , расход  и заряд много нового. 

   

 

Ну а как вы сделали столь смелые заявления из текста по вашей ссылке я и вовсе не понял:

 

"По заказу «Ciments Vigier SA» двумя компаниями — «Kuhn Schweiz AG» и «Lithium Storage GmbH» на базе японского самосвала Komatsu HD605-7 был разработан самосвал «eDumper», который работает на электрическом двигателе мощностью 590 кВт (800 л.с.) с крутящим моментом до 9,5 тыс. Нм. На машине установлены литиевые аккумуляторы емкостью 700 кВт/ч. Грузоподъемность самосвала достигает 60 т. Вес модели составляет 110 т, из которых на литий-ионный аккумулятор приходится 4,5 т. Накапливать энергию поможет также рекуперативная тормозная система. Подсчитано, что на каждом из 20 ежедневных спусков в карьер, «eDumper»» сможет выработать до 40 кВт/ч энергии. Благодаря этому «eDumper» получит избыток энергии — около 200 кВт/ч, которую он может возвращать в энергетическую систему."

Аватар пользователя Александр Рабин

      Я что, только по одному материалу писал эту статью ? 

А здесь все ясно - он не только свою работу обеспечивает за счет рекуперации, но еще и отдает "лишнюю" энергию в сеть. 

 

Аватар пользователя mberkut
mberkut(3 недели 1 день)

Неправда. Всё только по этому материалу. Более того историю о движении вверх пустым , а вниз гружёным вы и вовсе придумали. А в материале об этом ни слова.

 Успех проекта в статье описан как:

 "Базовая модель Komatsu HD605-7 грузоподъёмностью 63 т имела общий вес 109 т и была оборудована дизельным двигателем мощностью 715 л.с. Первая опытная модель «eDumper»» работает на известковом карьере «La Tscharner» в Швейцарии с января 2018 года и показала хорошие эксплуатационные характеристики, высокую производительность, позволила повысить рентабельность работ за счет экономии на топливе и сократить выбросы углекислого газа. Несмотря на достаточно высокую стоимость — более 1 млн долл., в «Ciments Vigier» планируют заказать еще восемь подобных машин."

 

 

ПС все ваши расчёты, по прежнему ничего не стоят ибо это пустое теоретизирование.

   

 

 

Аватар пользователя Александр Рабин

Знаете, я , наверное, лучше вас знаю, на основании чего я писал и что.  Это каким же идиотом нужно быть, чтобы не понимать, откуда берется в электромобиле рекуперированная энергия.  И я должен с такими дилетантами спорить и что то доказывать ? 

Вы хоть понимаете, что своим комментом меня оскорбили, или и это до вас не доходит ?

Аватар пользователя mberkut
mberkut(3 недели 1 день)

Право слово,  цели оскорбить не было, извиняюсь если приняли так близко к сердцу. Был не прав.

  По технике - да всё мне понятно откуда и чего берётся. И с цифрами вашими согласен.

Речь же не об этом, а о том что вы идеализируете ситуацию, а я вам предлагаю реальнее смотреть на вещи.

    

Аватар пользователя Александр Рабин

    Ничего я не идеализирую. Машина есть, и она вполне себе реально работает уже второй год. Эта статья была написана вообще в 1919 году. 

Аватар пользователя Александр Рабин

 Итак, чтобы не писать дополнительной статьи. 

   Есть формула, которая определяет запас потенциальной энергии тела , поднятого на определенную высоту, выглядит она так:

масса тела *g*h. Отсюда видно, что при одной  и той же силе тяжести и высоте запас энергии тела будет зависеть только от его массы. 

    С другой стороны, чтобы поднять тело на определенную высоту - хоть вертолетом, хоть по дороге - нужно совершить работу, на которую будет затрачено - за вычетом потерь - примерно столько же энергии.

     В нашем случае пустой грузовик весит около 50 (для ровного счета возьмем 50) тонн, груженный - 110 тонн.

     Отсюда - запас потенциальной энергии грузовика, поднявшегося на высоту 1 километр, будет равен 50*10 (9,8)*1000 = 500 000 единиц. Когда его загрузят, его запас станет 110*10*1000=1 100 000 единиц.

     Далее. Как происходит рекуперация в электромобилях? При торможении двигатель переключается в режим генератора и начинает отдавать ток аккумулятору. При этом в нем возникает механический момент, тормозящий его, чем больше отдаваемый ток - тем больше этот момент. При движении вниз по длинным крутым склонам ток может достигать значительной величины. При этом автомобиль отдает часть кинетической энергии своего движения аккумулятору. 

       Естественно, что для более тяжелого грузовика нужно устанавливать больший ток рекуперации, чтобы создать нужный тормозной момент, и поэтому, если пустой грузовик будет давать при рекуперации, допустим, ток заряда 50ампер, то груженный уже будет давать 100-110 ампер и быстрее заряжать аккумулятор.

       Согласно интернета, КПД такого режима может достигать до 70-80%.

       

       Идем дальше. Допустим, что в связи с плохой дорогой и так далее на подьем грузовика в гору затрачено не 500 000, а 700 000 единиц энергии, что дает КПД грузовика 0,71. При спуске вниз грузовик имеет КПД преобразования механической энергии, допустим, даже 70%, отсюда получаем - 1 100 000 *0,7 = 770 000 единиц энергии, которые поступят в аккумулятор и зарядят его. Отсюда видим положительное сальдо поступления электроэнергии а 70 000 единиц. 

       Конечно, можно все это рассчитать , перевести в джоули, килограммометры, киловатты и киловатт-​часы, но если кому то охота, пусть рассчитывает сам - ход расчета я показал, а все эти переводы в стандартные единицы измерения делайте сами. Соотношение будет то же самое, только мучений побольше.

   У меня все.