Оценка эффективности ЭМ с учетом экологической составляющей

Экологическая составляющая экономического эффекта от использования электромобилей может быть определена как разность ущербов, причиняемых выбросами автомобилей с ДВС и электромобилей. Учитывая, что экономический ущерб от загрязнения атмосферы транспортными средствами может быть определен на 1 км их пробега, дополнительный эффект от использования электромобилей может быть рассчитан по формуле

где ya и уэ — удельный ущерб в расчете на 1 км пробега соответственно автомобилей и электромобилей, руб.; La и Lэ — годовые пробеги автомобилей и электромобилей, км.

Если пробеги транспортных средств равны, то расчетная формула примет вид

где — разность удельных ущербов от загрязнения атмосферы токсичными выбросами автомобилей и электромобилей, руб./км.

С учетом изложенного выше выражение для расчета границы области эффективного использования аккумуляторных электромобилей поймет вид

Граница области эффективного использования электромобилей с ЭХГ в этом случае может быть определена с помощью выражения

Оптимальный запас хода и масса аккумуляторной батареи могут быть определены по формулам:

На основе предложенных зависимостей были определены границы области эффективного использования электромобилей различной грузоподъемности, а также основные весовые параметры, которыми будут обладать при этом электромобили. Результаты расчетов приведены в табл. 6.4 и на рис. 6.1 и 6.2. Оптимальные параметры массы даны в табл. 6.5. Исходные данные к расчетам приведены также в табл. 6.4.

Таблица 6.4

Граница области эффективного использования электромобилей.

Таблица 6.5

Оптимальные параметры массы и запас хода электромобилей со свинцово-кислотными батареями *

Рис. 6.1. Граница области эффективного использования электромобилей со свинцово-кислотными батареями аккумуляторов с учетом и без учета ущерба окружающей среде:

1 — граница области эффективного использования; 2 — то же с учетом ущерба; 3 — запас хода;

—по утвержденной методике; --- по предлагаемой методике

Рис. 6.2. Граница области эффективного использования электромобилей с никель-железными аккумуляторными батареями с учетом и без учета ущерба окружающей среде:

1 — граница области эффективного использования; 2 — то же с учетом ущерба; 3 — запас хода;

—по утвержденной методике; --- по предлагаемой методике

Из расчетов следует, что область эффективного использования электромобилей со свинцово-кислотными аккумуляторными батареями очень мала и не превышает для электромобилей грузоподъемностью 0,4 т величины 45 км, а также практически равна нулю для электромобилей грузоподъемностью более 1,0 т. При этом наблюдается незначительное расхождение в расчетах по предлагаемой и утвержденной методикам.

Однако, если учитывать экономический ущерб, наносимый отработавшими газами автомобилей, то при использовании в больших городах электромобили можно эффективно эксплуатировать при пробегах до 60—80 км в зависимости от их грузоподъемности.

Несколько больше область эффективного использования электромобилей с никель-железными аккумуляторными батареями. Она превышает 100 км.

Из рис. 6.2 следует, что область эффективного использования электромобилей небольшой грузоподъемности с никель-железными аккумуляторными батареями ограничена запасом хода. Это же относится к электромобилям со свинцово-кислотными аккумуляторами при расчете области эффективного использования с учетом экономического ущерба, наносимого отработавшими газами автомобилей.

Кривые на рис. 6.1 и 6.2 и значения параметров массы хорошо аппроксимируются следующими зависимостями:

*для электромобилей со свинцово-кислотными аккумуляторными батареями граница области эффективного использования (с учетом ущерба от токсичных выбросов ДВС)

*для электромобилей с никель-железными аккумуляторными батареями (без учета ущерба от токсичных выбросов автомобильных ДВС)

.

Таким образом, выполненные расчеты показывают, что учет ущерба, причиняемого отработавшими газами автомобилей, расширяет область эффективного использования электромобилей.

Полученные зависимости позволяют определять параметры проектируемых электромобилей и область их эффективного использования с учетом снижения экономического ущерба от отработавших газов автомобильных ДВС.

Так, в настоящее время в России не производятся автомобили грузоподъемностью 1,5 т, что наносит народному хозяйству серьезный экономический ущерб, так как в этом случае грузы партионностью 1,5—1,6 т приходится разбивать и перевозить на автомобилях грузоподъемностью 0,8—1,0 т. Перевозки таких грузов на автомобилях грузоподъемностью 2,5 т и более также неэкономичны. Частично для перевозок этих грузов могут быть использованы электромобили. В связи с этим на основе полученных зависимостей определены параметры, которыми смогут обладать электромобили грузоподъемностью 1,5 т, а также область их эффективного использования. Для электромобилей с никель-железными аккумуляторами масса батареи 0,33 т, масса электромобиля 1,973 т, отношение массы батареи к расчетной массе 12,3 %, граница области эффективного использования электромобилей 31 км. Если принять во внимание ущерб от отработавших газов ДВС, то граница области эффективного использования таких электромобилей превышает запас хода.

Для электромобилей со свинцово-кислотными аккумуляторными батареями (с учетом ущерба от токсичных выбросов) масса источника тока 0,59 т, электромобиля 2,23 т, граница области эффективного использования электромобилей 38,4 км.

Дальнейшее увеличение массы батареи аккумуляторов, и, следовательно, запаса хода делает эксплуатацию таких электромобилей экономически нецелесообразной.