eSmart tulossa keväällä Italiasta - Sähköautot - Nyt!
Sähköautot - Nyt! yhteisön kasvaminen globaaliksi eCars - Now! yhteisöksi on alkanut kantaa ensimmäistä satoa. Italiassa on valmisteilla eSmart for two prototyyppi joka pohjautuu samoille avoimen lähdekoodin ja modulaarisen rakentamisen periaatteille kuin eCorolla. eSmart on tarkoitus esitellä Italiassa huhtikuun lopulla ja vastaava auto rakentaa Suomessa mahdollisimman pian.
Lisätietoja eSmartista täällä.
En olisi niin varma italialaisista! Italialaisilla olisi jo yli satavuotiaat perinteet sähköautoissa. Siellä Fiiun tehdasmuseossa on kaksikin sähköautoa. Toinen oikein komea peli, jossa ketjuvedot kahdelta sähkömoottorilta taka-akseliin ja alustassa kolme vaihdettavaa akkusäiliötä. Se on siellä kuin häpeillen sivussa, vaikka jo 1906 sillä ajettiin noin sata kilsaa ja huiput oli yli 120 km/h! Matkan päässä neljä miestä vaihtoi tuoreet akkulaatikot ja taas mentiin. Siellä on myös petroli-sähköinen Fiiatti hieman myöhemmältä ajalta. Petrolimoottori pyöritti generaattoria ja pyörissä takana olivat moottorit. Fiiulla oli myös höyryauto1920-luvulla ja auto, jossa höyryä otettiin isoon säiliöön ja käytettiin tyhjäksi. Tämä palveli sisätiloissa ja paikoissa, joissa ei tulta ja kipinää siedetty.
Kuka käy Torinossa ja on muutama tuntia aikaa, eikä viitti vetää pizzalla päätään täyteen, tai käydä maksullisilla naisilla, niin poikkea Fiiun museoon. Maksaa 15-20 euroa ja saat kaikilla muilla kielillä opastusta, mutta et suomeksi tai viroksi.
ForTwon sijaan olisi kannattanut valita smart Roadster, sillä siinä on 30% vähemmän ilmanvastusta niin olisi toi rangekin saatu järkevämmälle tasolle eikä olisi varmaan haitannut jos huippunopeuskin olisi alkanut ykkösellä.
Muutenkin smart on totaalisen huono valinta sähköauton alustaksi. 0,37 cw, otsapinta-alaa 2,1m2 ja kantavuutta alle 300kg eli kahden matkustajan jälkeen akuille jää ruhtinaalliset rapsakat 100kg eli alle 15% kokonaismassasta, millä smartti ei ihmeellistä matkaa tule kulkemaan.
Mistähän ihmeestä mulle on jäänyt sellainen mielikuva, että sähkömoottoreita olisi joskus väitetty kevyemmäksi kuin polttomoottoria? Mun Roadsterin 60kg:n koneesta irtoaa tehoa viisi kertaa tuon verran mitä tuosta eSmartiin tulevasta 55 kg:n sähkömoottorista.
"Mistähän ihmeestä mulle on jäänyt sellainen mielikuva, että sähkömoottoreita olisi joskus väitetty kevyemmäksi kuin polttomoottoria? Mun Roadsterin 60kg:n koneesta irtoaa tehoa viisi kertaa tuon verran mitä tuosta eSmartiin tulevasta 55 kg:n sähkömoottorista."
Noh, jos nyt heitetään esimerkkinä Tesla Roadsterin moottori, joka painaa ilmeisesti n.32kg ja tehoa löytyy sitten se 185kW.
http://auto.howstuffworks.com/tesla-roadster1.htm
http://www.teslamotors.com/performance/tech_specs.php
Sarjavalmisteiset sähkömoottorit ja mittatilaustyönä tehdyt erikoismoottorit ovat kaksi eri asiaa. Normaaleissa vaihtosähkökoneissa on aika surkea tehopainosuhde, mutta niitä käytetään koska niitä saa halvalla.
Kokonaisuutenahan sähkömoottorin tehopainosuhde on aivan hirveä. Teslaakaan ei paljoa auta kevyt moottori, kun kyydissä on 450 kiloa akkuja ja muut välttämättömät tilpehöörit.
Okei, sähkömoottoreissa teho ei siis kuljekaan käsi kädessa painon kanssa kuten polttomoottoreissa pääsääntöisesti tapahtuun. Olin siis elänyt siinä harhaluulossa, että sähkömoottorit on yleisesti ottaen keveitä. No aina sitä oppii kun kyselee tyhmiä.
Asia on hyvin yksinkertainen kun tarkastelee sähkömoottorin tekniikkaa.
Sähkömoottorissa asia voidaan yksinkertaistaa niin, että jokaisella vaihtovirran puolijaksolla luodaan magneettikenttä johon varastoituu tietyn verran potentiaalienergiaa. Tämä potentiaalienergia aiheuttaa väännön, joka purkaa energian moottorin pyöriviin osiin liikkeeksi. Teho syntyy siitä kun näitä energiapaketteja luodaan ja puretaan tietty määrä tietyssä aikayksikössä, eli siis vaikkapa 100 kertaa sekunnissa (50 Hz).
50 Hz sähkölle suunniteltu sähkömoottori toimii korkeintaan 50 Hz sähköllä. Se johtuu siitä, että magneettikentän luomiseksi on kaksi vaihtoehtoa: joko käytetään suurta virtaa tai suurta määrää kierroksia käämissä. Häviötehon kaavaa P=RI² tarkastelemalla huomataan että käämin pituus joka vaikuttaa R termiin nostaa hukkatehoa lineaarisesti ja virran suuruus joka vaikuttaa I termiin nostaa hukkatehoa eksponentiaalisesti. Siispä tietyn suuruisen magneettikentän luomiseksi on käytettävä mahdollisimman pitkää käämilankaa ja mahdollisimman pientä virtaa. Käämin pituudelle rajan asettaa sen induktanssi joka toimii alipäästösuodattimena ja estää korkeataajuisen virran läpipääsyn. Tästä syystä käämi optimoidaan siten että se juuri päästää lävitse 50 Hz sähkön mutta ei korkeampia taajuuksia. Sitä korkeammilla taajuuksilla moottorin tuottama vääntö ja sitä kautta teho heikkenee nopeasti. Puhutaan että moottori siirtyy kentänheikennysalueelle kun taajuus nousee riittävän paljon yli 50 Hz, koska käämin induktanssi alkaa rajoittaa virtaa ja magneettikenttä heikkenee.
Näiden rajoitusten takia ainut tapa lisätä moottorin tehoa on kasvattaa sen ottamaa virtaa, mutta tämä kasvattaa moottorissa tarvittavan kuparin ja raudan määrää eksponentiaalisesti. Kuparia tarvitaan lisää koska käämin täytyy kestää siinä syntyvä hukkateho, ja rautaa tarvitaan lisää jotta suurempi magneettivuo pääsee sen lävitse. Kun moottori suunnitellaan suuremmalle taajuudelle, sen ei tarvitse muodostaa yhtä voimakasta magneettikenttää tuottaakseen saman tehon koska "työjaksoja" tulee useampia saman ajan sisällä. Se vähentää tarvittavan materiaalin määrää dramaattisesti, mutta tällaisia moottoreita ei voi enää käyttämään tavallisesta verkkosähköstä vaan väliin tarvitaan kallis taajuusmuuttaja ja moottorin akselille täytyy rakentaa alennusvaihde. Sen takia niitä ei juurikaan valmisteta kuin erikoissovelluksiin.
Sama lainalaisuus pätee myös muihin sähkömagneettisiin laitteisiin kuten muuntajiin. Esimerkiksi lentokoneissa käytetään 400 Hz sähköä koska sille taajuudelle suunnitellut muuntajat painavat murto-osan tavallisiin verrattuna. Samaten tietokoneiden virtalähteissä verkkosähkö taajuusmuutetaan useamman kilohertsin taajuudelle jotta se voidaan pistää todella pienestä muuntajasydämestä läpi. Televisiosta ja monitoreista toisinaan kuuluva korkea viheltävä ääni tulee nimenomaan tästä taajuusmuuttajasta kun jonkun käämin irtonaiset kuparilangat värisevät vaihtuvan magneettikentän tahdissa.
Polttomoottoreissakin korkealta kiertävät koneet painavat vähemmän samassa teholuokassa, koska suuremmalla nopeudella pyörivään akseliin kohdistuu pienempi vääntö kun teho on vakio. Tämän ansiosta moottorin voimansiirto voidaan rakentaa kevyemmäksi ja vasta viimeinen alennusvaihde täytyy olla järeää tekoa kun moottorin nopeus sovitetaan renkaiden nopeuteen.
Tästä syystä käämi optimoidaan siten että se juuri päästää lävitse 50 Hz sähkön mutta ei korkeampia taajuuksia.
Ja tähän vielä lisäyksenä se, että sähkömoottoreissa itseasiassa käytetään tätä induktanssia rajoittamaan kuinka paljon virtaa moottori ottaa. Induktanssi näyttää vaihtovirralle samalta kuin sähkövastus (mutta siinä ei synny lämpöä eli hukkatehoa) joten moottorin käämityksen induktanssi nostetaan riittävän suureksi että 50 Hz sähköä saatuaan moottori ottaa vaikkapa korkeintaan 10 A virtaa. Tällöin moottori toimii sievästi eikä sen ohjaamiseen tarvita mitään erikoisempaa elektroniikkaa vaikka joku menisi ja vääntäisi akselin jumiin. Jos käämissä ei olisi riittävästi induktanssia, moottori menisi oikosulkuun ja pamahtaisi tuleen.
Induktiokoneen magnetointi-induktanssin täytyy magnetoida kone. Jos se on liian pieni, magnetointiin tarvitaan paljon virtaa ja koneen tehokerroin muodostuu huonoksi. Jos konetta ei kuormiteta, se ottaa pääasiassa vain magnetointivirtaa, jonka suuruus riippuu oleellisesti syöttöjännitteestä ja magnetointi-induktanssista.
Hajainduktanssi taas määrä sen, kuinka koneen virta vastaa nopeaan jännitemuutokseen. Hajainduktanssi vaikuttaa myös koneen kippimomenttiin. Jos hajainduktanssi on suuri, kippimomentti ja siten myös koneen ylikuormitettavuus on pieni. Käytännössä induktanssit vielä tuppaavat kyllästymään kun koneen raudasta halutaan tietysti kaikki irti.
Uutisten mukaan Smartilta on tulossa sarjatuotantoon ja myyntiin toisen sukupolven sähköautoversio "Smart Fortwo Electric Drive" litium-ion akuilla vielä tämän vuoden puolella:
Siinä mielessä Smart Fortwon valinta konversion pohjaksi tuntuu vähän oudolta. Toki lyijyakuilla ja vanhalla korilla konversiokustannuksia saadaan painettua alas, mutta kuinka viisasta on lähteä kilpaan ison autotehtaan kanssa, kun autoksi olisi voitu valita esim. paljon suositumpi Fiat Panda. Tässä Italian suosituimmat autot A-segmentissä tämän vuoden ensimmäisellä neljänneksellä:
1. Fiat Panda 15,645 2. Fiat 500 9,681 3. Chevrolet Matiz 3,653 4. Toyota Aygo 2,893
5. Smart Fortwo 2,874
Lähde: http://www.unraeservizi.com/dati/dati_statistici_unrae.php?vis=Y
McArttu
Smart on hyvä valinta sähköautoksi koska se on täydellinen kaupunkiauto. Siihen mahtuu mainiosti kaksi ihmistä. Lisäksi se määrä tavaraa mitä töissä ja treeneissä käydessä tarvitsee. Meillä niitä on kaksi. Yhteensä maksoivat saman kuin yksi "oikea" auto ja kuluttavatkin yhdessä saman kuin se "oikea" auto. Samoin tavaratilaa on kuin "oikeassa" autossa, mutta jaettuna kahteen liikkuvaan yksikköön. :)
Smartin pysäköinti on aina suuri ilo. Jopa talven lumimyrskypäivänä löytyi sopiva kolo keskustasta aivan lounasravintelin ovenvierestä. Sellainen kolo johon sitä "oikeaa" autoa ei olisi saanut mitenkään mahdutettua. Metallican konsertin aikaan auto oli tienvarressa vastapäätä Paavo Nurmen patsasta, jälleen kerran kolosessa jonka joku oli ehkä jättänyt päästäkseen helpommin pois tiensivusta… Hähää… siihen se smartti oli helppo mahduttaa. :)
Mutta mitä tulee tuohon italian projektiin, niin miksi pojat siellä rakentavat jälleen kerran autoa jolla ei tee mitään… Eli kantama on aivan ala-arvoinen mutta vielä ala-arvoisempi on huippunopeus. Ilmeisesti molempiin asioihin osasyynä se että vaihteisto on päätetty lukita kolmoselle. Tuleehan siitä noilla spekseillä vain kaupunkiauto, mutta kuka noin lussulla haluaisi ajaa edes kaupungissa kun bensaversio hakkaa 100 - 0 kaikissa ominaisuuksissa… Luulin että uudet sähköautot tehtäisiin jo käyttöä varten eikä ihmisten kiduttamiseksi.
Italian jaoston proto-eSmart on tehty lyijyakuilla, jotka on tarkoitettu myöhemmin korvattavaksi litiumeilla. Ajomatkan voi siinä vaiheessa n. 3-4 kertaistaa.
t. Santeri
Toivottavasti akkuvaihdon yhteydessä moottori vaihdetaan väännökkäämpään ja vaihde lukitaan neloselle tai otetaan ne vaihteet käyttöön. Huippunopeuden pitää olla yli 120 km/h. Vakiossa on 135 km/h (mittarin näyttäessä tasan 140).
Käsitin että corollassa aijotaan käyttää auton omaa laatikkoa siten että vaihteet toimii?
Ja vielä sen verran italian smartista. Ilmeisesti konstruktion on sama kuin Englannissa jo käytössä olevissa eSmarteissa. Ainakin huippunopeus sekä vaihteen lukitseminen viittaisi siihen.
eCorollan proto nro 1 eli Fortumin rahoittama on toteutettu alennusvaihteella ilman alkuperaistä vaihteistoa. äCorolla eli teekkarien farkkuCorolla on omalla laatikolla.