Москва 27 ноября 2012 года Центральный научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт Федеральное Государственное Унитарное Предприятие. - презентация

1 Москва 27 ноября 2012 года Центральный научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт Федеральное Государственное Унитарное Предприятие Заместитель генерального директора по прогнозированию отрасли и стратегии ФГУП «НАМИ» Исполнительный директор Технологической Платформы «Экологически чистый транспорт «Зеленый автомобиль» Эйдинов Анатолий Алексеевич

2 Ужесточение экологических нормативных требований Осведомлённость и озабоченность общественности о состоянии окружающей среды – особенно в крупных мегаполисах Препятствия на пути распространения электрических транспортных средств Высокая стоимость аккумуляторных батарей Низкая долговечность и надёжность аккумуляторных батарей Малый запас энергии, необходимость обеспечения быстрой зарядки По данным BCG, при подсчёте вредных выбросов в атмосферу по полному циклу «От нефтяной вышки до колеса», электромобиль имеет лишь 40-60% преимущество перед автомобилем с ДВС. По прогнозу развития технологий ДВС, к 2020-му году это преимущество должно сократиться до 30-50%. 2 Сокращение запасов и рост цен на углеводородное топливо Предпосылки для распространения электрических транспортных средств

3 Транспорт и экология города 3 Вклад автотранспорта в загрязнение воздуха 90 % Негативное воздействие Легковые Грузовые Автобусы - вредные выбросы (ущерб исключается) - тормозная пыль - Шум (ущерб исключается)

4 Это возможно на транспортных средствах, двигающихся по заранее определённым маршрутам в крупных мегаполисах, т.е. в первую очередь: -общественный транспорт; -коммунальная техника; -лёгкие коммерческие автомобили. Внедрение электрического транспорта на территорию Российской Федерации Для успешного и экономически обоснованного внедрения электротранспорта на начальном этапе необходимо: 4 Внедрение легкового электрического транспорта в России существенно затруднено многократной разницей стоимости между электромобилем и автомобилем с ДВС одного класса. Выделить схемы, позволяющие ограничить запас хода и вместе с тем уменьшить: -стоимость АТС; -массу; -объём, занимаемый батареями.

5 Внедрение электрического транспорта на территорию Российской Федерации 5 Через центры проходит большое количество троллейбусных и трамвайных маршрутов, контактная сеть которых портит облик города. Ёмкость АКБ, необходимая для проезда через центр города, ещё меньше чем для прохождения целого маршрута. Наличие тяговой АКБ в троллейбусе так же позволит объехать аварии или неправильно припаркованные автомобили на остатке маршрута. Электробусы с ограниченным запасом хода Тенденция – «облагораживание» исторических центров крупных городов России

6 Дорожная карта GM 6

7 Дорожная карта JAMA (Ассоциация японских производителей) 77 Года ТАБТАБ Автотранспортные средства (АТС) с КЭУ (гибрид) АТС с КЭУНовые модели КЭУ Электромобили (ЭМ)ЭлектромобилиЭлектромобили высоко­ технологического исполнения ЭМ с зарядкой ЭМ высокотехнологичного исполнения(с зарядкой) АТС с Топливным элементом (ТЭ) Перспектив ные Li- ионные ТЭРазвитие ТЭ Био-топливаБио-бензинВодородный био дизельБиотопливо АТС с чистой дизельной установкой АТС с чист, дизельВодородный биодизель Интеллектуальные транспортные системы (ИТС) Этапы реализации ИТС Автоматизированные транспортные потоки

8 Обобщенное мнение частного сектора по перспективе транспортной энергетике 8 Обобщенное мнение государственного сектора по транспортной энергетике Автомобили2020 г.2030 г. Обычные автомобили80% и более60 ÷ 70% Другие типы автомобилейоколо 30%30 ÷ 40% Автомобили с КЭУ (гибриды)10 ÷ 1 5%20 ÷ 30% Электромобили. электромобили с подзарядкой5 ÷ 10%1 0 ÷ 20% Электромобили на топливных элементах (ЭХГ)минимум1% Чистые дизельные автомобилиминимумоколо 5% Автомобили2020 г.2030 г. Обычные автомобили50 ÷ 80%30 ÷ 50% Другие типы автомобилей20 ÷ 50%50 ÷ 70% Автомобили с КЭУ (гибриды)20 ÷ 30%30 ÷ 40% Электромобили, электромобили с подзарядкой15 ÷ 20%20 ÷ 30% Электромобили на топливных элементах (ЭХГ)около 1 %около 3% Чистые дизельные автомобилиоколо 1 %5% ÷ 10%

9 Дорожная карта фирмы «Бош» 9 Бензин HCCI Дизель Альтернативные топлива Бензин Дизель Альтернативные топлива КЭУ (Гибрид) КЭУ (Гибрид) КЭУ (Гибрид) КЭУ (Гибрид) Электромобиль с расширенным запасом хода Электромобиль на топливных элементах Электромобиль (тяговый источник тока), топливные элементы Электромобиль на тяговом источнике тока Электромобиль с расширенным запасом хода 1997 Сегодня будущее

10 Дорожные карты в Европе, Китае и США определены г.2010 г г г г. Выбросы СО 2 g/km TBD Снижение веса и мощности автомобилей Инновации в ДВС и трансмиссии (бензин/ДТ/газ/альтернативные источники/Н2) Прототипы Производство автомобилей на топливных элементах Прототипы Производство автомобилей на топливных элементах Ниша Электромобили Массовое производство электромобилей Полный гибрид Микро/средний гибрид ИНФРАСТРУКТУРА - Старт массового производства

11 Доли продаж легковых автомобилей с различными силовыми установками на четырех рынках мира в 2020 году (%) Сценарии: Сценарий 1: Замедленный Сценарий 2: Устойчивый Сценарий 3: Ускоренный Сжатый природный газ Бензиновые ДВС Электромобили с увеличенным запасом хода Электромобили Дизельные ДВС КЭУ (Гибрид) Северная Америка Западная Европа Япония Китай Всего в 2020 (%) 11

12 Технологическая платформа Германии по электромобилям 12 ИКТ и инфраструктура Технология зарядки Сетевая интеграция Интерфейс энергии Интерфейс трафика Возобновляемые источники энергии компоновка ЛА BEV PHEV REEV Грузовик Энергопитание Приводная техника E-машины Системы привода Управляющая электроника Технология производства Аккумулятор Развитие сот и материалов Новые концепции батарей Концепции безопасности Моделирование и анализ Технологии процессов Утилизация Дисковые компоненты Материалы аккумулятора Системные услуги Интермодальные транспортные услуги Услуги энергетического сектора Мобильные услуги Роуминг Облегчение конструкции Материалы и компоненты Облегчение конструкции Разнообразие материалов Системные облегчения конструкции Технологические процессы

13 Внедрение электрического транспорта на территорию Российской Федерации 13 ПроизводителиИнфраструктура До сих пор предпринималось множество разрозненных попыток внедрения электротранспорта различными единичными организациями. Однако столь серьёзный шаг невозможно сделать только усилиями одной, двух или трёх организаций. Для этого необходимо совмещение и синхронизация усилий: Технологическая платформа позволяет прийти к общему пониманию целей, задач и требований к составляющим проекта и получить взаимную поддержку!!! Бизнес (потребители) Государство

14 Число автомобилей с КЭУ и электромобилей (ЭМ) 14 Число транспортных средств в парке, тыс. шт., США Число транспортных средств в парке, тыс. шт., Япония

15 Типоразмерный ряд транспортных средств с экологическими энергоустановками Электромобили (ЭМ) 15 Тип базовой модели ИЖ (ВиС-2345) грузопас- сажирский ВиС-2348 грузовой Fiat-Doblo фургон грузопас- сажирский Ford Transit, автобус IVECO DAILY БРОНТО грузовая платформа ПАЗ-3237 автобус ЛиАЗ-5292 автобус Тяговая модул. секция автопоезда Электротранспор т. Троллейбусы ТрОЛЗА-5265 Тип прив-да колесзаднийпереднийзадний Полная масса автомобиля, кг Масса перевози- мого груза, кг/ число пассажиров сидяч. мест400 55/17+1 сидяч. мест 106/ 24+1 сидяч. мест / 18 сидяч. мест Габаритные размеры, мм: -длина ширина -высота Колесная база, мм Колея, мм, перед- них/задних колес1300/ / / / / /1840 Максимальная скорость, км/ч – 70 Запас хода по циклу, км100 – – – – 200до 220до 250 Маневр без конт. сети, 800 м Время разгона до 30 км/ч, с6,07,510,0 12,0 – 15,013,015,0 7,5 Преодолеваемый подъем на участке длиной 150 м, %.19,010,0 – 12,0 Только на горизонталь- ном участке

16 Типоразмерный ряд транспортных средств с экологическими энергоустановками Электромобили (ЭМ) 16 Тип базовой модели ИЖ (ВиС-2345) грузопас- сажирский ВиС-2348 грузовой Fiat-Doblo фургон грузопас- сажирский Ford Transit, Iveco Daily, автобус БРОНТО грузовая платформа ПАЗ-3237 автобус ЛиАЗ-5292 автобус Тяговая модульная секция автопоезда Электротранспорт. Троллейбусы ТрОЛЗА-5265 Аккумуляторная батарея: - наименование, тип - номинальное напряжение, В - запас электро- энергии, кВтч - масса, кг Li-Ion 240 (480) Li-Ion Li-Ion Li-Ion Li-Ion Li-Ion Li-Ion Li-Ion Электропривод - тип тягового электродвигателя - номинальная мощность, кВт - частота вращения (макс.), мин -1 - масса, кг бесконтактный переменного тока бесконтакт. переменного тока бесконт. перемен. тока бесконт. перемен. тока бескон. перемен. тока. 30× ×2 бесконт. перемен. тока 55× ×2 бесконтакт. переменного тока бесконтактный переменного тока. 37× ×2 Тип силового преобразователя напряжения. - масса, кг 3 фазный инвертор напряжения (ИН) 10 3 фазный ИН 10 3 фазный ИН 10 3 фазный ИН 10 3 фазный ИН 20 3 фазный ИН 35 3 фазный ИН 10 3 фазный ИН 25 Продолжение таблицы

17 Типоразмерный ряд транспортных средств с экологическими энергоустановками Автомобили с комбинированными энергоустановками (КЭУ) 17 Тип базовой модели "Соболь" фургон; автобус "Газель" фургон "Максус" фургон; автобус «Валдай" фургон "Бычок"фургонПАЗ-3237 автобусЛиАЗ-5292 автобус Тип привода колес заднийпереднийзадний Полная масса автомобиля, кг фургон, 2800 автобус Масса перевозимого груза, кг/ число пассажиров 650/ 6+1 сидяч. мест / 9+1 сидяч. мест / 17+1 сидяч. мест 106/ 24+1 сидяч. мест Габаритные размеры, мм: - длина - ширина - высота Колесная база, мм Колея, мм, передних/задних колес 1700/ / / / / / /1826 Макс. скорость, км/ч Запас хода по циклу, км до 150до 250до до 350до 220до 250 Контрольный расход топливо в городском режиме, л/100 км6-77,56,8-7,08,510,013,015,0 Модель, тип, число и располож.ие цилиндров ЗМЗ-40522; Бензин Р4 Дизель Р4ММ ; Дизель Р4 Сummins ISBe; Дизель Р4 САТ 3126E; Дизель Р6 Рабочий объем, л2,5 4,25 3,927,2 Мощность дв., кВт (л.с.) при мин ,0 (140)/520066,2 (90)/ (122)/ (32)/ (149,5) / (234)/2200 Крутящий момент, н.м. (кгс) при мин ,0 (20,4)/ / (35)/ (57)/ (92)/1440

18 Типоразмерный ряд транспортных средств с экологическими энергоустановками Автомобили с комбинированными энергоустановками (КЭУ) 18 Тип базовой модели "Соболь" фургон; автобус "Газель" фургон "Максус" фургон; автобус «Валдай" фургон"Бычок" фургонПАЗ-3237 автобус ЛиАЗ-5292 автобус Схема решения по КЭУ Последовательная структура Электропривод: - тип тягового генератора - номинальная мощность - номинальное напряжение, В - частота вращения, мин - - масса, кг синхронный бесконтактный / синхронный бесконтактный / синхронный бесконтактный / синхронный бесконтактный / синхронный бесконтактный / синхронный бесконтактный / синхронный бесконтактный / Тип тягового электродвигателя - номинальная мощность, кВт -частота вращения (макс.), мин -1 - масса, кг бесконтактный переменного тока бесконтактный переменного тока бесконтактный переменного тока бесконтактный переменного тока бесконтактный переменного тока бесконтактный переменного тока. 30× ×2 бесконтактный переменного тока. 55× ×2 - Аккумуляторная батарея - наименование, тип - номинальное напряжение, В - Запас энергии, кВтч - масса, кг. -система регулирования, тип - силовой преоб-тель, - масса, кг. Li-Ion МПСУ 3 фазный ИН 10 Li-Ion МПСУ 3 фазный ИН 10 Li-Ion МПСУ 3 фазный ИН 10 Li-Ion МПСУ 3 фазный ИН 12 Li-Ion МПСУ 3 фазный ИН 12 Li-Ion МПСУ 3 фазный ИН 20 Li-Ion МПСУ 3 фазный ИН 35 Продолжение таблицы

19 Прогноз развития энергетических установок для автотранспорта 19

20 20 Вт/кг Диаграммы для разных батарей (чистые ЭМ, гибридные с подзарядкой, чистые гибриды) Удельная мощность Ватт - час/кг Пиковая мощность

21 Технические параметры различных типов батарей 21

22 Развитие технических параметров тяговых батарей (ТАБ), фирмы «Бош» 22

23 Прогноз развития электротранспорта и рынка литий-ионных аккумуляторов 23 Количество электротранспорта Рынок литий-ионовых аккумуляторов годы Тыс. шт.

24 Матрица комплексной конструктивной безопасности электрического транспортного средства 24 Риски Элементы конструкции транспортного средства Экспертная оценка влияния конструкции транспортного средства на риски причинения вреда Риск совершения ДТП и фатального исхода в его результате Риск причинения вреда Окружающей среде продуктами выбросов и износа, шумовым воздействием Риск возгорания и скорость горения Риск возникновени я электропомех Риск угонаРиск поражения электротоком Тормозная системаОВСМНСМ Рулевое управление, подвески, шиныОВММССН Внешнее и внутреннее оборудование, оказывающее травмирующее воздействие на водителя, пассажиров и других участников дорожного движения ОВМНМНС Элементы конструкции, ока-зывающие влияние на воз-можность эвакуации водите-ля и пассажиров после ДТП ВМСНМН Материал интерьера, система топливоподачи, определя-ющие возможность возго-рания и скорость горения ВВВННС Обзорность внешнего и внутреннего пространства для водителя ВМММММ Приборы, измерение, регистрация и ограничение скорости транспортного средства ВНМССН Устройства освещения и световой сигнализации ВНССНН Системы питания, сгорания топлива и нейтрализации отработавших газов М/Н М/СС/МММ/Н Двигатель, глушитель, пане-ли кузова (кабины), шины, оказывающие шумовое воздействие на водителя и окружающую среду Н/СММСМС Аккумуляторная батарея силовой установкиНННННВ Примечание: Оценки степени влияния конструкции электрических транспортных средств на риски причинения вреда: ОВ - особо высокая, В- высокая, С - средняя, Н - низкая, М - малая. Оценка в числителе - для электромобилей, в знаменателе - для транспортных средств с гибридными установками.

25 Нормативные документы 25 п/п НаименованиеРешение 1Разработка глобальных технических правил по ЭМ ЕС, США и Япония определили срок реализация ГТП в 2014 году 2Существующие правила ЕЭК ООН по АТС с КЭУ и ЭМ 100, 101, 49, 87, 10, 13 3РазработаныТехнический регламент по безопасности конструкции АТС; ГОСТ по активной и пассивной безопасности ЭМ; ГОСТ по автобусам с КЭУ «Общие технические требования»; СТП – сертификационные испытания ЭМ, по шуму, по энерго- пожаро- взрыво- безопасности

26 Инфраструктура 26 АТС с ДВСАТС с КЭУАТС с КЭУ и подзарядкой ЭМ с расширенным запасом хода ЭМ с ТАБЭМ с ЭКГ на топливных элементах водород - воздух Инфраструктура обеспечения эксплуатации электрического транспорта определяется типом транспорта и технологическим циклом его работы. Автобусы с КЭУ и электробусы (зарядные устройства в депо и на конечных станциях) Грузовой ЭМ и грузовик с КЭУ (зарядные устройства в парке) Легкий коммерческий транспорт (зарядные устройства в парке и на конечных пунктах)

27 Необходимость консолидации в рамках Технологической платформы «Зеленый автомобиль» 27 НОВАЯ ОТРАСЛЬ Энергокомпании Производители автомобилей и зарядных устройств Государственная поддержка и льготы Потребители Создание новой отрасли требует системно-программного подхода!

28 Спасибо за внимание! Приглашаем к сотрудничеству! Контактный телефон: (499) , Адрес: , г. Москва, ул. Автомоторная, дом 2. Заместитель генерального директора по прогнозированию отрасли и стратегии ФГУП «НАМИ» Исполнительный директор Технологической Платформы «Экологически чистый транспорт «Зеленый автомобиль» Эйдинов Анатолий Алексеевич 28