Аналіз можливості забезпечення норм токсичності електромобілями з REEV

Заславський, Ігор Ярославович
Please use this identifier to cite or link to this item: https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/8391
Title:	Аналіз можливості забезпечення норм токсичності електромобілями з REEV
Authors:	Тарандушка, Людмила Анатоліївна Заславський, Ігор Ярославович
Issue Date:	2024
Abstract:	Метою роботи є теоретичне та експериментальне визначення відповідності до вимог норм токсичності електромобіля із збільшеним запасом ходу REEV. Об'єктом дослідження є електромобіль із збільшеним запасом ходу REEV. Предметом дослідження є показники екологічності та паливної економічності електромобіля із збільшеним запасом ходу REEV. Для досягнення поставленої мети визначено такі було завдання: 1) вивчити тенденції розвитку електромобілів; 2) визначити кількість шкідливих токсичних компонентів у відпрацьованих газах двигунів внутрішнього згоряння з іскровим запаленням, що працюють на КПГ, бензині, в умовах стенду з випробувань моторів, для розуміння можливості використання ДВЗ в приводах електромобіля з REEV; 3) порівняти результати, які будуть отримані у дослідженні з перспективними та діючими нормами щодо токсичних викидів. Кваліфікаційна робота магістра складається з 89 сторінок пояснювальної записки і включає: вступ, 6 розділів, висновки, список використаних джерел.
URI:	https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/8391
Appears in Collections:	274 Автомобільний транспорт (Автомобільний транспорт)
Files in This Item:
File	Description	Size	Format
Заславський І.Я..pdf Restricted Access		2.33 MB	Adobe PDF	View/Open Request a copy
Show full item record
Extracted text
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ 
ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ 
18006, м. Черкаси, бул. Шевченка, 460, тел./факс (0472) 71 00 92 
 
                                                         ЗАТВЕРДЖУЮ 
                                                                          зав. кафедри автомобілів та  
технологій їх експлуатації,  
професор 
                                                                          ______________ Л.А. Тарандушка 
                                                                          «___» __________________2024 р. 
 
 
КВАЛІФІКАЦІЙНА РОБОТА МАГІСТРА 
«Аналіз можливості забезпечення норм токсичності електро-
мобілями з REEV»  
 
 
 
Керівник роботи:  
професор, д.т.н.                                              _______________               Л.А. Тарандушка 
                  (посада)                                                                                                     (підпис)                                           (Ініціали, прізвище) 
 
Виконавець: 
студент 2 курсу, гр. мАВ-39                           
спеціальності 274 –   Автомобільний транспорт 
                                                                             _______________  ________Заславський  
                                                                                                             (підпис)                     (Ініціали, прізвище) 
 
 
2024 
  
РЕФЕРАТ 
 
Метою роботи є теоретичне та експериментальне визначення відповідності 
до вимог норм токсичності електромобіля із збільшеним запасом ходу REEV. 
Об'єктом дослідження є електромобіль із збільшеним запасом ходу REEV. 
Предметом дослідження є показники екологічності та паливної 
економічності електромобіля із збільшеним запасом ходу REEV. 
Для досягнення поставленої мети визначено такі  було завдання: 
1) вивчити тенденції розвитку електромобілів; 
2) визначити кількість шкідливих токсичних компонентів у 
відпрацьованих газах двигунів внутрішнього згоряння з іскровим запаленням, 
що працюють на КПГ, бензині, в умовах стенду з випробувань моторів, для 
розуміння можливості використання ДВЗ в приводах електромобіля з REEV; 
3) порівняти результати, які будуть отримані у дослідженні з 
перспективними та діючими нормами щодо токсичних викидів. 
Кваліфікаційна робота магістра складається з 89 сторінок пояснювальної 
записки і включає: вступ, 6 розділів, висновки, список використаних джерел. 
  
Зміст 
 
Вступ ............................................................................................................................ 5 
Перелік скорочень та позначень ................................................................................ 7 
1 Екологічні стандарти «Євро 0 - 6» для автомобілів з ДВЗ, які використовують 
як паливо бензин ......................................................................................................... 8 
2 Застосування альтернативних палив для виконання перспективних норм 
токсичності ................................................................................................................ 12 
3 Тенденції розвитку електромобілів ...................................................................... 18 
3.1 Сучасний стан ринку електромобілів ............................................................... 18 
3.2 Типи електромобілів ........................................................................................... 22 
3.3 Електромобілі BEV ............................................................................................. 23 
3.4 Електромобілі PHEV .......................................................................................... 25 
3.5 Принцип роботи plag-in hybrid .......................................................................... 27 
3.6 Переваги використання plug-in hybrid ....................................................... 29 
3.7 Електромобілі HEV ............................................................................................. 30 
3.8 Електромобілі REEV .......................................................................................... 33 
4 Методика оцінки ефективності та розрахунок параметрів електромобілів 
REEV .......................................................................................................................... 40 
4.1 Аналіз результатів розрахунку при роботі електромобіля REEV ................. 61 
5 Методика оцінки ефективності та розрахунок параметрів REEV .................... 69 
5.1 Аналіз результатів розрахунку при роботі електромобіля REEV ................. 69 
6 Експериментальна оцінка економічних та екологічних показників REEV ..... 77 
6.1 Загальні положення............................................................................................. 77 
6.2 Мета випробувань ............................................................................................... 77 
6.3 Об'єкт випробувань ............................................................................................. 77 
6.4 Умови проведення випробувань........................................................................ 78 
6.5 Методика випробувань ....................................................................................... 78 
6.6 Програма випробувань ....................................................................................... 81 
6.7 Комплектація електронно-цифровоїсистеми управління двигуном та 
характеристика датчиків та виконавчих механізмів ............................................. 82 
6.8 Результати випробувань ..................................................................................... 86 
Висновки .................................................................................................................... 87 
Список використаних джерел .................................................................................. 88 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  
Вступ 
 
 
На сьогоднішній день автомобілі є однією з невід'ємних частин у житті 
людини. Автомобілі щодня роблять життя людини в рази комфортнішим та 
простішим. Велика кількість автомобілів, що оснащені двигуном 
внутрішнього згоряння (ДВЗ), негативно впливають на навколишнє 
середовище та екологію. Сучасні стандарти вимагають суттєвого обмеження 
викиду в атмосферу NOх, СН, SО2, CO, C. Україна у 2004 році ратифікувала 
Кіотський регламент щодо скорочення викидів у навколишнє середовище 
вуглекислого газу (СО2). 
Відповідно до цього, тема кваліфікаційної роботи магістра з виконання 
норм токсичності гібридними транспортними засобами REEV на сьогоднішній 
день, є актуальною. 
Завдання, які будуть вирішені під час виконання кваліфікаційної роботи 
магістра, допоможуть забезпечити виконання поставлених цілей: 
- вивчення стану даного питання; 
- визначення кількості шкідливих токсичних компонентів у 
відпрацьованих газах двигунів внутрішнього згоряння з іскровим запаленням, 
що працюють на КПГ, бензині, в умовах стенду з випробувань моторів; 
- обробка та зіставлення результатів, які будуть отримані у дослідженні 
з перспективними та діючими нормами щодо токсичних викидів; 
Об'єктом дослідження є електромобіль із збільшеним запасом ходу 
REEV. 
Предметом дослідження є показники екологічності та паливної 
економічності електромобіля із збільшеним запасом ходу REEV. 
 
Метою роботи є теоретичне та експериментальне визначення 
відповідності до вимог норм токсичності електромобіля із збільшеним запасом 
ходу REEV. 
Наукова новизна цієї роботи: 
 
- запропонована методика оцінки токсичності викидів відпрацьованих 
газів двигуна; 
- проведено порівняльний аналіз впливу на екологічні показники 
гібридного автомобіля, оснащеного REEV та автомобілів з ДВЗ. 
 
Практична значущість роботи: 
 
- результати роботи можуть бути використані при проєктуванні та 
створенні гібридних автомобілів REEV, дають можливість спрогнозувати 
розвиток запропонованого способу покращення економічних та екологічних 
параметрів двигуна, а також відзначити найбільш перспективні напрями їх 
дослідження. 
 
 
 
 
 
 
 
 
  
Перелік скорочень та позначень 
 
 
У цій роботі застосовуються такі скорочення та позначення: 
АКБ – акумуляторна батарея; 
ООН - організація об'єднаних націй; 
ДВЗ – двигун внутрішнього згоряння; 
ККД – коефіцієнт корисної дії; 
СПГ – стислий природний газ; 
ВЕV – це електромобіль із батарейним живленням; 
PHEV - це гібридний автомобіль з електромотором та ДВЗ; 
HEV – це тип гібридного електромобіля та транспортного засобу, який 
одночасно поєднує електричну силову установку із силовою установкою 
ДВЗ; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  
1 Екологічні стандарти «Євро 0 - 6» для автомобілів з ДВЗ, які 
використовують як паливо бензин 
 
За даними Міністерства внутрішніх справ України, на 1 січня 2024 року 
всього в Україні було зафіксовано приблизно 15 мільйонів транспортних засобів. 
З яких 75% (або 11,25 млн) є легковими автомобілями. 
Щорічно відбувається посилення екологічних вимог до експлуатації та 
виробництва автотранспортних засобів. Було введено заборону застосування в 
процесі виробництва автомобілів небезпечних і шкідливих речовин, таких як: 
кадмій, свинець, фреони, кобальт, 6-валентний хром). 
Безперервно посилюються вимоги до вмісту токсичних речовин у 
відпрацьованих газах двигунів – оксидів азоту (NOх), окису вуглецю (СО). На 
сьогоднішній день також актуальним є скорочення викидів вуглекислого газу 
(CO2). Даний показник пов'язаний із витратою палива в автомобілях та 
руйнуванням озонового шару. 
Проблема, пов'язана з екологічністю відпрацьованих газів 
автотранспортних засобів, вперше виникла в 60-х роках ХХ століття в той 
момент, коли автомобілі отримали найширше використання. Багато країн 
Європи, що мають малу площу, стали першими застосовувати вимоги та 
екологічні стандарти для автомобілів. 
Найпершим стандартом, який було запроваджено, став Євро-0. Цей 
стандарт було запроваджено у 1988 році Європейською економічною комісією 
ООН, який вимагав скорочення рівня оксиду азоту, вуглецю та інших шкідливих 
речовин у вихлопних газах»[1]. 
Україна дотримується стандартів токсичності, встановлених у Європі, але, 
на жаль, їх реалізація відстає на 6-7 років. На рис. 1 показано відсотки 
забруднення вихлопними газами залежно від типів транспорту. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 90% 83%
 
 80%
 
 70%
 60%
 
 50%
 
 40%
 
 30%
 
 20%
 12%
 10% 2,80% 2,20%
 
 0%
 Легкові автомобілі Вантажні автомобілі Спеціальні Автобуси 
 автомобілі
 
Рисунок 1 – Розподіл забруднення вихлопними газами навколишнього 
середовища різними типами транспорту 
 
«Європейські екологічні стандарти досить строго обмежують граничну 
кількість забруднюючих атмосферу та токсичних речовин у відпрацьованих 
газах автомобілів. Черговий новий стандарт «Євро» дедалі сильніше посилює ці 
обмеження, скорочуючи інтенсивність забруднення планети» [2]. 
Європейськими екологічними стандартами суворо регулюється викид 
поданих нижче речовин: 
− Оксид вуглецю (СО), 
− Вуглеводні (CH), 
− Тверді частинки (С), 
− Кількість твердих частинок (PN); 
Розглянемо основні обмеження стандарту «Євро – 0»: 
− CO (окис вуглецю): 11,2 г/кВт-год, 
− NOx (оксиди азоту): 14,4 г/кВт-год, 
− CH (вуглеводні): 2,4 г/кВт-год; 
Кількість твердих частинок та диму цей стандарт не регламентував і не 
накладав жодних обмежень. 
«Екологічний стандарт «Євро-1» було прийнято 1992 року директивою 
91/441/EEC. Цей стандарт регулював процентний вміст токсичних речовин у 
відпрацьованих газах таким чином, щоб викид вуглеводнів був не більше 0,72 
г/км, оксиду вуглецю (СО) не більше 2,72 г/км, а оксидів азоту (Nox) трохи 
більше 0,27 г/км. Цей стандарт поширювався на вантажні, легкові та спеціальні 
транспортні засоби, які, у свою чергу, продавалися та експлуатувалися в 
Європейському союзі. Тих автовласників, чиї автомобілі не могли відповідати 
новим нормам, зобов'язали негайно модернізувати свої автомобілі шляхом 
встановлення каталітичних нейтралізаторів для досягнення граничних значень 
викидів за новим стандартом «Євро-1». Інакше порушення цього стандарту 
спричиняло накладення штрафів» [1]. 
«Екологічний стандарт «Євро-2» було запроваджено у Європейському 
союзі 1996 року» [1]. Згідно з нововведеним стандартом, діяли абсолютно нові 
обмеження щодо кількості речовин у вихлопі, а саме: 
− СО (окис вуглецю): не більше 2,8 г/км, 
− СН (вуглеводні): не більше 0,5 г/км, 
− NOx (оксиди азоту): трохи більше 0,15 г/км; 
В 2005 цей стандарт був введений в Україні. До того ж, були накладені 
обмеження на імпорт автомобілів, які не могли відповідати новому стандарту. 
Екологічний стандарт «Євро-3» було прийнято у Європейському союзі у 
2000 році. Стандарт «Євро-3» ще більше посилив вимоги та скоротив 
допустимий ліміт викидів, приблизно на 40%: 
− СО (окис вуглецю): не більше 2,3 г/км, 
− СН (вуглеводні): не більше 0,2 г/км, 
− NOx (оксиди азоту): трохи більше 0,08г/км; 
Екологічний стандарт «Євро-4» було запроваджено у Європейському 
союзі у 2005 році. Цей стандарт посилює вимоги до вмісту небезпечних речовин 
на 70% щодо попереднього стандарту. 
− СО (окис вуглецю): не більше 1,0 г/км; 
− СН (вуглеводні): не більше 0,1 г/км, 
− NOx (оксиди азоту): трохи більше 0,08 г/км; 
Скорочення викидів до норм, передбачених новим стандартом, досягалося 
завдяки застосуванню спеціальних нейтралізаторів чи фільтрів очищення 
вихлопних газів. Це дозволило зменшити викиди токсичних речовин майже 
вдвічі. 
Екологічний стандарт «Євро-5» було запроваджено у Європейському 
союзі у 2009 році для легкового транспорту. Основні обмеження стандарту 
Євро-5: 
− СО (окис вуглецю): не більше 1,0 г/км, 
− СН (вуглеводні): не більше 0,1 г/км, 
− NOx (оксиди азоту): трохи більше 0,06 г/км; 
В Україні стандарт «Євро-5» почав діяти на всі автомобілі з початку 2016 
року. 
«Екологічний стандарт «Євро-6» було запроваджено у Європейському 
союзі у 2015 році для легкового транспорту. Згідно з цим стандартом, викиди 
вуглекислого газу легковими автомобілями повинні становити менше 130 грамів 
на один кілометр шляху [2].Основні обмеження стандарту «Євро-6»: 
− СО (окис вуглецю): не більше 1,0 г/км, 
− СН (вуглеводні): не більше 0,1 г/км, 
− NOx (оксиди азоту): трохи більше 0,06 г/км; 
В Україні стандарт «Євро-6» почав діяти на всі автомобілі з червня 2019» 
[1]. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2 Застосування альтернативних палив для виконання перспективних норм 
токсичності 
 
Для підтримки та покращення екологічної обстановки в усьому світі було 
запроваджено нові спеціальні екологічні стандарти, які характеризують усі 
транспортні засоби за кількістю токсичних речовин, викид яких відбувається в 
атмосферу. В Україні на сьогоднішній день, починаючи з червня 2019 року, 
продовжує діяти стандарт «Євро-6». Встановлені гранично максимальні норми 
викидів та градація автомобільного транспорту за класами дозволяють нам 
суттєво зменшити кількість викидів та здійснювати контроль за експлуатацією 
та виробництвом транспортних засобів. 
Для більш жорстких стандартів контролю за викидами автомобілів, 
потрібні транспортні засоби, що працюють на альтернативному паливі. 
Передбачається, що для цього можуть знадобитися спеціалізовані та 
оптимізовані системи, які використовують абсолютно нові стратегії управління 
для того, щоб досягти необхідних значень щодо кількості викидів, відповідно до 
екологічних стандартів. 
На сьогоднішній день існують такі основні види альтернативних палив: 
Зріджений нафтовий газ. 
Зріджений нафтовий газ вже намагалися використовувати як паливо для 
автомобілів. Наприклад, наприкінці 1990-х років Opel, Volvo, а також низка 
інших виробників пропонували його як вибір для своїх двопаливних моделей. 
Такі автомобілі запускалися на бензині, а потім після прогріву переходили на 
зріджений нафтовий газ. У континентальній Європі та в інших частинах світу як 
зріджений газ посідає третє за популярністю місце як вид палива після бензину 
та дизельного палива. Він виробляє менше шкідливих вихлопних газів, і він 
вдвічі дешевше, ніж бензин. Однак потрібно враховувати його більшу витрату - 
рівно вдвічі в порівнянні зі звичайним рідким бензином [13]; 
Водень. 
Водень – паливо, якому вже багато десятиліть пророкують велике 
майбутнє. З одного боку, відомо, що з вихлопної труби заправленого воднем 
автомобіля буде вилітати тільки водяний конденсат, але, з іншого, також добре 
вивчено, що виділення (виробництво) водню вкрай дороге (дорожче бензину і 
тим більше газу), до того ж його зберігання вибухонебезпечне, принаймні, у 
балонах під тиском, а у спеціальних осередках безпечне, але дороге. Паливний 
елемент автомобіля працює шляхом поєднання водню з баку з киснем для 
виробництва електроенергії, на якій працює двигун. Фактично автомобіль має 
свій власний бортовий генератор, а не тримає електроенергію в батареї [3]; 
 
Рисунок 2 - водневий тягач Nikola One 
 
 
Рисунок 3 – Конструкційні особливості водневого тягача Nikola One 
1 – система охолодження; 2 – два електричних мотор-редуктора для 
привода передніх коліс; 3 – блок високовольтної електроніки для керування; 4 – 
тягова батарея; 5 – ресивер пневматичної гальмівної системи та бак системи 
охолодження батареї; 6- електрохімічний генератор (паливні елементи на 300 
кВт); 7 – баки з воднем; 8 – задній міст з електродвигуном; 9 – сідло.   
Біоетанол. 
 
Біоетанол виходить у процесі переробки рослинної сировини для 
використання як біопаливо. Отриманий етанол потім змішується з бензином або 
дизельним паливом для отримання нового типу палива, яке може бути 
використане в більшості автомобілів з ДВЗ як з невеликими конструкційними 
змінами, так і без. Кількість біоетанолу, змішаного з копалинами, коливається 
від 10% (Е10) до 15% (Е85). З екологічної точки зору використання біоетанолу 
має сенс, оскільки вуглекислий газ, який він виробляє при спалюванні двигуна, 
компенсується газами, поглиненими ним під час його виробництва. Недолік - 
підвищена витрата палива [4]; 
Зріджений природний газ (ЗПГ). 
У світі налічується близько 20 мільйонів транспортних засобів, які 
використовують ЗПГ (стислий під великим тиском до рідкого стану природний 
газ). Багато транспортних засобів таких як: автобуси та вантажівки, які 
працюють у міських умовах, дозволяють звести до мінімуму негативний вплив 
на навколишнє середовище. ЗПГ на 75% зменшує викиди твердих частинок в 
атмосферу в порівнянні з дизельним паливом, а також створює менше 
вуглекислого газу, ніж бензин, і на 90% менше оксиду азоту [5]; 
Біодизель. 
Перевагою біодизельного палива можна вважати те, що його одержують із 
органічних елементів, що відновлюються. Залежно від покоління біодизеля 
(всього їх три) паливо можуть одержувати з ріпаку та інших сільгоспкультур, з 
жировмісних відходів та з ліпідів мікроводоростей. Недоліком є те, що 
промислове виробництво біодизеля коштує дорожче, ніж отримання дизельного 
палива з нафти, тому цей вид пального прижився слабо. Також біодизель складно 
назвати нейтральною речовиною - розчинні властивості у нього краще, ніж у 
звичайного дизеля, тому фільтри потрібно міняти частіше, щоб вони не стали 
непридатними[6]; 
Пропан. 
Важливо відрізняти пропан від зрідженого газу. Пропан можна назвати 
зрідженим природним газом (ЗПГ), але не весь ЗПГ складається з пропану. 
Небагато автомобілів працюють виключно на пропані, і більшість із них 
використовують його як біопаливо, тобто вони працюють спочатку на бензині, а 
потім перемикаються на пропан, щоб зменшити викиди. Оскільки пропан – це 
газ, йому потрібний більший резервуар для зберігання достатньої кількості. 
Двигун спалюватиме на 27% більше пропану, щоб досягти тієї ж потужності, що 
і бензин. Варто також зазначити, що пропан працює якнайкраще в холодних 
кліматичних умовах» [7]; 
Для поліпшення показника економічності двигуна і зниження кількості 
шкідливих викидів в атмосферу необхідно обов'язково впливати з його робочий 
процес. Діаграма порівняння видів палива представлена рис 3. 
 
 
 
 
 
 
 
  
 
 
 1 – бензин; 
 2 – бензин+ продукти 
 його конверсії 
 3 – бензин + Н2 
 4 - зріджений нафтовий 
 газ; 
 
 5- зріджений природний 
 газ; 
 6 – метанол; 
 7 – метанол + Н2 
 8 – синтез-газ (Н2+СО) 
 9 – водень (Н2) 
 Викид NOx, % 
 Викид CH, % 
 Викид CO, % 
  
 
 
 
 
 
Рисунок 3 – Порівняння показників викидів різних видів палива 
 
З цієї діаграми видно, що найвищі показники викидів у бензину, а у 
водня – найнижчі, тобто двигуни, що працюють на водні практично не 
виділяють шкідливих викидів у навколишнє середовище. 
 
Силові агрегати, які використовують газ у вигляді палива, мають значно 
вищий коефіцієнт корисної дії (ККД), на відміну від агрегатів, що працюють 
лише на бензиновому паливі. У газі найголовнішим компонентом є метан. 
Октанове число в нього приблизно дорівнює 115 - 130. За цією 
характеристикою можна значно збільшити в силовому агрегаті ступінь 
стиснення. 
За останні 10-15 років газові двигуни почали застосовуватися дедалі 
більше, зокрема, у різних газопоршневих установках, гібридних установках, 
такі як стаціонарні та транспортні. На рис. 4 показано деякі залежності певного 
ряду параметрів роботи ДВЗ, при здійсненні роботи двигуна на бензині та на 
природному газі з додаванням водню. 
 
 
 
 
 Крутний момент 
 на природному 
 газі + водень 
  
 Крутний момент 
 
 на бензині 
  
  
 Потужність на 
 
 природному газі 
 + водень 
  
  
 Потужність на 
 
 бензині 
  
  
  
 
 об/хв 
 
 
 
Рисунок 4 – Зовнішні швидкісні характеристики роботи ДВЗ на 
бензині та природному газі з додаванням водню 
 
Абсолютно точно варто відзначити, що добавки водню до двигуна без 
зміни режиму роботи сприяють не тільки поліпшенню якості згоряння палива, 
але й сприяють виконанню екологічних норм. Однак, за що і цінується водень, 
так це за можливість переведення роботи двигуна в економічні режими. Воднева 
енергетика була сформована як напрямок розвитку технічного прогресу в 
середині 80-х років двадцятого століття. По ходу того, як збільшувалася область 
різних досліджень, пов'язаних з використанням водню, його отриманням, 
зберіганням, ставали очевиднішими екологічні переваги водню в різноманітних 
областях. Неодноразові успіхи у розвитку водневих технологій яскраво 
показали, що при використанні водневого палива показники в роботі агрегатів 
та систем виходять на новий рівень. Виконані технічні та економічні 
дослідження показали: водень - вторинний енергоносій, тобто він коштує 
К.с./Нм 
набагато більше, ніж звичні природні палива. Однак його застосування в 
багатьох випадках економічно доцільніше вже на даний момент. Виходячи з 
цього, роботи з питання водневої енергетики у багатьох країнах відносяться до 
найбільш пріоритетних напрямів розвитку техніки та науки, і так само знаходять 
чималу фінансову підтримку. «Англійська компанія ITM Power створила 
компактний і відносно недорогий електролізер для здійснення заправки 
автотранспорту воднем. Необхідно зауважити, що даний проект ITM Power був 
спрямований на використання водневого палива для ДВЗ, для використання 
якого організація застосування набагато дешевше та простіше, ніж перехід 
машин на силові установки, які використовують водневе паливо. Крім того, на 
найближчі кілька років компанія розглядає водень лише у вигляді додаткового 
палива, дешевого та зручного рішення, яке, у свою чергу, допоможе 
пом'якшенню зміни клімату та скороченню викидів парникових газів. Однак 
варто відзначити, що на відміну від двопаливної BMW - 7, де сам водень 
зберігається в криогенному баку в рідкому стані, і від двопаливної моделі Mazda 
RX-8, яка живиться воднем, що знаходиться в газоподібному стані, що 
зберігається під тиском 350 атмосфери. Електролізер від фірми ITM Power 
споживає від штатної мережі потужність 10 кВт. На перших випробуваннях одна 
заправка, вироблена від даного електролізера, дала можливість автомобілю 
пройти шлях аж 40 кілометрів на одному водні, після чого ДВЗ плавно перейшов 
на бензин. Про дату старту виробництва домашньої заправки абсолютно точно 
нічого стверджувати не можна, проте британці хочуть вже наступного року 
запустити серійний випуск певної лінійки електролізерів [8]. 
  
3 Тенденції розвитку електромобілів 
 
Актуальність і необхідність застосування електродвигунів замість 
двигунів внутрішнього згоряння, можна обгрунтувати різними способами. 
Одним із найпростіших способів є різниця в коефіцієнті корисної дії (ККД). ДВЗ 
є менш ефективними, ніж електродвигуни. На даний момент можна побачити на 
прикладі вантажопідйомних механізмів та важкої техніки, тобто там, де треба 
забезпечити механічного рух використовуються електродвигуни досить великої 
потужності. 
 
3.1 Сучасний стан ринку електромобілів 
 
Головною проблемою використання електротехнічних рішень у 
транспорті є портативне живлення. Акумуляторні батареї занадто дорогі, щоб 
використовувати їх набагато частіше, ніж паливо, що згоряється [9]. 
Незважаючи на те, що проблема забруднення міст досить посилює вимоги 
до екологічності звичайного автомобільного палива, сучасний світ так і не 
повністю перейшов до гібридних видів транспорту. 
Обмежена кількість запасів нафти у світі, а особливо в ЄС, і, отже, 
економічні ризики необхідно розглядати як одні з найважливіших рушійних сил 
для скорочення залежності від викопного палива та необхідності розробки 
абсолютно нових альтернативних варіантів і рішень. Для вирішення тих 
проблем, які виникають під час різноманітних рекламних стратегій 
альтернативних видів транспортних засобів, потрібно проаналізувати аналогічну 
політику в галузі електричного транспорту. Дослідницька робота в галузі 
живлення гібридних автомобілів є вкрай актуальною на сьогоднішній день. В 
Україні ринок електромобілів та гібридних автомобілів тільки починає своє 
зростання. Однак тенденція розвитку показує, що рано чи пізно, але значну 
частину міського автотранспорту буде переведено на електротранспорт або 
гібридний транспорт. 
Очевидно, що наразі ДВЗ практично досягли своєї теоретичної межі з 
економічності та екологічних показників, і подальше значуще покращення цих 
показників навряд чи можливе. Такі показники, як надійність і вартісні 
показники ДВЗ не мають теоретичної межі, але динаміка їх розвитку досягла 
такого стану, коли навіть незначне їх поліпшення вимагає все більших 
тимчасових та матеріальних витрат і вже не є економічно доцільним. 
В той час як перспективи розвитку та вдосконалення автомобільних 
електродвигунів і акумуляторів видаються вельми широкими, а обсяги ресурсів, 
необхідних для такого розвитку такі самі. Все це дозволяє впевнено 
прогнозувати зменшення частки автомобілів з ДВЗ у майбутньому та зростання 
кількості електромобілів та автомобілів з гібридною силовою установкою. 
Сектор гібридних автомобілів зазнав якісних змін. З'являється все більше 
гібридних автомобілів, в яких ДВЗ перестає бути основним двигуном, і йому все 
частіше відводиться допоміжна роль. Подібні гібридні автомобілі можуть 
заряджати акумулятори від зовнішніх джерел живлення і використання 
внутрішнього ДВЗ [11]. 
А цей факт, у свою чергу, дозволяє ряду аналітиків відносити гібридні 
автомобілі до «електричних» і враховувати їх у статистичних оглядах саме як 
електромобілі. Основним стримуючим чинником розширення сектора 
електромобілів цьому етапі стає мала ємність акумулятора, а недостатньо 
розвинена інфраструктура їхнього використання. Заохочувальні програми для 
власників електромобілів, прийняті урядами низки країн та суттєво нижча 
вартість експлуатації призвели до того, що більш висока на цьому етапі ціна 
електромобіля утримує споживача від його придбання [3]. 
Згідно з розрахунками Vygon Consulting тільки економія на паливі за 5 
років використання електромобіля порівнюється з вартістю бензинового 
автомогбіля. Для Європи, де вартість палива істотно вища, цей термін буде 
меншим. 
 
 
Рисунок 5 – Порівняння  витрат при використанні палива та енергії на 
особистому автомобілі та каршерингу за 5 років 
На перше місце, як фактор, що утримує від покупки електромобіля 
виходить складність з підзарядкою на трасі (недостатня кількість зарядних 
станцій), істотно більший час зарядки, інфраструктура обслуговування 
електромобілів ще не сформувалася до кінця. Тим не менш, той факт, що вже 
узгоджені стандарти зарядного інтерфейсу автомобілів дозволяє сподіватися, що 
вирішення цих проблем - питання недалекого майбутнього. При оцінці динаміки 
зростання автомобілів слід брати до уваги, по-перше, той факт, що ця динаміка 
поки що дуже нерівномірна по країнах світу та регіонах. Лідери, такі як США чи 
Китай демонструють вражаюче зростання, тоді як у країнах третього світу і 
навіть у деяких країнах Євросоюзу (наприклад, Кіпр) електромобіль досі 
залишається рідкісною екзотикою. По-друге, саме поняття «Електромобіль» ще 
до кінця не сформувалося, і деякі експерти відносять до електромобілів, як 
автомобілі тільки з електричним двигуном, так і гібридні автомобілі з 
можливістю зовнішньої підзарядки. Тоді як інші готові під терміном 
«електромобілі» розуміти машини з виключно електричною силовою 
установкою. 
Проте незалежно від підходу можна побачити подібну картину 
експоненційного зростання для будь-якого сектору цього ринку. 
Так, за даними EV-volumes, який під терміном «Електрокар» розуміє як 
чисто електричні автомобілі (BEV), так і гібриди (PHEV), у 2018 році обсяг 
ринку «електрокарів» (а саме BEV+PHEV) у період з 2018 по 2024 рр. рік зріс 
майже 19 разів. З 170 тис. до 3,2 мільйонів на рік. При цьому середнє щорічне 
зростання протягом усього періоду становило 50±10%, що говорить про 
експоненційне зростання [11]. 
 
 
 
Рисунок 6 – Динаміка світового ринку електромобілів у 2018-2024 
рр., тис. од. [3] 
 
Обсяг українського ринку електромобілів незначний порівняно зі США, 
Китаєм чи європейськими країнами. Його частка становить менше ніж 0,1% від 
глобального споживання. Одним із бар'єрів розвитку вітчизняного ринку 
електромобілів в Україні є нерозвинена інфраструктура.  
Активне зростання обсягів продажу електромобілів почалося з 2014 року. 
Серйозний вплив на збільшення споживання мало зниження цін на популярні 
моделі автомобілів. Це стало можливим після обнулення мита на електромобілі, 
яке було встановлено у країнах Митного союзу. 
В 2015 р. зниження ринку електромобілів обумовлено підвищенням курсу 
національної валюти. Оскільки вартість електромобілів вища, ніж автомобілів з 
ДВЗ, то із збільшенням курсу долара, ціна їх також значно зросла. Про це 
свідчить зниження українського ринку електромобілів у 2015 році на 17,1%. 
Поширення електромобілів В Україні сприяє прояву інтересу до них із 
боку бізнесу. Використання електромобілів у корпоративних автопарках 
активно розглядається з боку великих логістичних компаній, операторів таксі та 
каршерингу. Наприклад, компанія Getmancar у 2015 році розпочала 
експлуатацію машин з електродвигунами для, а оператор таксі CabLook Taxi 
використовує електрокари NISSAN LEAF. В 2016 року відзначався спад 
продажів Японського концерну Mitsubishi довелося припинити постачання 
електромобіля популярної марки i-MiEV через збільшення курсу єни. Помітне 
пожвавлення на ринку електромобілів в Україні розпочалося з 2017 року. Цього 
року обсяг продажів збільшився на 14,5%, ніж у попередньому періоді. 
Збільшення продажів пов'язане з виходом на ринок нових моделей електрокарів 
від популярних брендів (Nissan, BMW, Jaguar та ін.).  
В наступні роки темпи зростання розвитку ринку почали збільшуватися. 
Так, у 2018 році приріст склав 51,6%, у 2019 році – 145,1%, а у 2020 – 94,6%. Це 
пов'язують із появою нових моделей електромобілів [11]. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Рисунок 6 – Динаміка українського ринку нових електромобілів в 
натуральному вираженні в 2014-2020 рр., од 
 
3.2 Типи електромобілів 
 
Розглянемо, що з себе представляє електромобіль, які бувають види і чи 
дійсно майбутнє у сфері автомобільного транспорту за ними? Електромобіль 
– це автомобіль, якому надає рух один або кілька електродвигунів з 
використанням як живлення незалежного джерела електроенергії, наприклад 
такі як: акумулятори, конденсатори, паливні елементи тощо), але ніяк не 
двигун внутрішнього згоряння. Електромобіль необхідно відрізняти як від 
автомобілів з електричною передачею і двигуном внутрішнього згоряння, так 
і від трамваїв та тролейбусів. Під терміном електромобіль також мається на 
увазі автомобіль, у якого використовується електрична енергія для приводу 
привідних коліс, яка в свою чергу отримується від хімічного джерела струму. 
На рис. 8 показано основні типи електромобілів. 
  
 
Рисунок 8 – Основні типи електромобілів 
 
3.3 Електромобілі BEV 
 
ВЕV – це електромобіль із батарейним живленням, який отримує 
абсолютно всю енергію від своїх акумуляторів та електродвигунів. В ньому 
взагалі відсутній ДВЗ. У електродвигуні використовуються акумулятори, які 
виробляють свою зарядку від джерела електроенергії, тобто від зарядного 
пристрою або мережевої розетки. Прикладом такого типу електромобілів 
може бути Volkswagen e-Golf. Надійний та практичний електромобіль VW e-
Golf вперше випустився у Франкфурті на початку 2013 року. Характеристики 
даного електромобіля: 
− Ємність літій-іонної батареї – 36 кВт·год; 
− Пробіг автомобіля без підзарядки – 300 км; 
− Потужність електродвигуна – 136 к.с.; 
− Час розгону з 0 до 100 км/год – 9,6 сек.; 
− Максимальна швидкість – 150 км/год; 
− Роки виробництва: з 2017 до теперішнього часу; 
− Тип кузова - 5-ти дверний хетчбек; 
− Компонування передньопривідне, передньомоторне; 
− Колісна формула: 4×2; 
− Об'єм багажника – 340 л.; 
− Сегмент C. 
Акумуляторні електромобілі здійснюють свою роботу лише на 
накопиченій електроенергії. Основними компонентами такого електромобіля є: 
високовольтна батарея, один або кілька електродвигунів постійного або 
змінного струму та контролер, який необхідний для управління силовою 
електронікою. Електродвигун, в порівнянні з ДВЗ, забезпечує високий і 
постійний крутний момент, в досить широкому діапазоні швидкостей, 
починаючи від 0 км/год. Отже, більшості електромобілів BEV не потрібна ні 
знижувальна коробка передач, ні більш ускладнені елементи та системи 
керування двигуном, які у свою чергу були супутником ДВЗ та їх трансмісіям. 
Всі ці складні системи були впроваджені для того, щоб автомобіль міг 
відповідати стандартам євро, але при цьому зберіг ходові якості. У результаті 
трансмісія електромобіля простіша в порівнянні зі звичайними автомобілями. 
До основних мінусів електромобіля відноситься недовгий термін служби 
акумулятора (до 3 000 циклів підзарядки), низький запас ходу (не більше 100 км 
на практиці) та тривалість заряду батареї від побутової мережі (від 8 годин). 
Електромобіль BEV також може виготовлятися за меншою ціною, ніж 
порівняні автомобілі, укомплектовані ДВЗ, але при цьому використовувані 
матеріали переважно більш дорогі. Так само важлива відмінність електромобіля 
BEV від автомобіля з ДВЗ, так це те, що він не вимагає додаткових систем, таких 
як, наприклад, стартер, КПП або вихлопна система. Дослідження, яке провів 
«Institut für Automobilwirtschaft», показало, що необхідне своєчасне 
обслуговування електромобілів обходиться до 33% менше, ніж у звичайного 
авто з ДВЗ. Заряджання електромобілів BEV виконується від електромережі, де 
ефективність зарядного пристрою може досягати показників від 58 до 88%. Сам 
двигун більш ніж ефективний. ККД такого двигуна знаходиться в проміжку від 
84% до 96% у повному діапазоні швидкостей. Перетворення з акумулятора 
постійного струму на змінний струм для двигуна за допомогою інвертора - 
можливе лише з ККД в районі 94%. Цей показник дає загальний ККД понад 68%. 
У свою чергу, ефективність автомобілів з ДВЗ менше на 20%, але в деяких 
автомобілях, які використовують як паливо - дизель, показники на даний момент 
досягають 40%. Доступні на сьогоднішній день електромобілі BEV найбільш 
схожі зі звичайними автомобілями за дизайном, безпекою та комфортом. 
Одними з найпопулярніших прикладів виробництва електромобілів є Renault 
Zoe, Nissan Leaf, які у свою чергу ведуть конкурентну боротьбу з Chevrolet/Opel 
Bolt, Tesla Model S Jaguar XJ, Mercedes S-Class та BMW 7-Series. Багато 
виробників використовують вже існуючі платформи для проєктування та 
подальшого виробництва своїх електромобілів або запозичують конструкцію 
BEV з моделей, або технологій. 
CO2 виділяється тільки в момент процесу виробництва BEV, але також слід 
зазначити, що CO2 абсолютно не виділяється самим BEV. Однак мережа, що 
відправляє енергію на зарядні станції BEV, для поповнення батареї все ж таки 
може виділяти CO2. Враховуючи цей факт, електромобілі викидають на 45 - 50% 
менше СО2, ніж автомобілі зі звичайним ДВЗ. 
 
3.4 Електромобілі PHEV 
 
Plug-in Hybrid Electric Vehicle (PHEV) – це гібридний автомобіль з 
електромотором та ДВЗ. Акумулятор потрібно заряджати від зовнішніх джерел 
енергії. Як правило, акумулятор PHEV має більшу ємність, ніж у звичайних 
гібридів. Відповідно і запас ходу на одному баку набагато більший. 
Особливості даних електромобілів: 
 
− Абсолютно нова автономна зарядна станція для виконання зарядки 
гібридів, що підключаються до цієї мережі. 
− Система, яку використовують паливні елементи, має обмежений 
постійний термін служби та набагато меншу вартість, при порівнянні її з 
АКБ. 
− Зарядна станція у даних електромобілів повністю автономна,  
− саме тому немає потреби в місцевих електромережах. Ця станція повністю 
заснована на відновлюваних джерелах енергії. 
− Нова схема MPPT, у якій є функція регулювання кроку, застосовується не 
тільки до фотоелектричної, але і вітрової частини даної станції. 
Принцип роботи плагін гібридного автомобіля показаний на рис.9. 
 
Рисунок 9 – Принцип роботи плагін гібридного автомобіля та його 
основні вузли 
В таких гібридних автомобілях паливо з паливного баку переробляється в 
електричну енергію та зберігається в аккумуляторах. 
Прикладом гібридного електромобіля з електромотором та ДВЗ є Range 
Rover PHEV.Характеристики даного електромобіля: 
− Пробіг автомобіля: 
− без підзарядки (на електродвигуні) – 48 км; 
− без дозаправки – 827 км; 
− Потужність електродвигуна + ДВЗ - 404 к.с. PHEV P400e показує високі 
характеристики через успішне поєднання електромотора та ДВЗ; 
− Час розгону з 0 до 100 км/год – 6,8 сек.; 
− Максимальна швидкість – 210 км/год; 
− Витрата палива на 100 км – 2.8 л; 
− Викид СО2- 64 г/км; 
− Роки виробництва: з 2019 по поточний момент; 
− Об'єм багажника – 472 л.; 
В друкованих та інтернет-публікаціях за останній час дуже багато 
інформації про гібриди, що підзаряджаються: 
− деякі плагін-гібриди пройшли тести в державних та комерційних 
організаціях США; 
− найбільші автомобільні концерни слідом один за одним випускають 
дедалі нові прототипи гібридних автомобілів, що підзаряджаються, для того, 
щоб представити їх на різних міжнародних виставках; 
− деякі автомобільні компанії вже зараз готові розповісти про дату 
запуску виробництва плагін-гібридних електромобілів. 
На даний момент це ніяк не допомагає звичайному покупцеві купити в 
особисте використання такий транспортний засіб. А все через дуже високу 
вартість.  
Витрата 2 літри бензину на 100 км. Організація "California Cars Initiative" у 
2005 році впевнено показала, що такі показники витрати пального цілком 
реальні. Родоначальники цієї організації Рон Гремплен та Фелікс Краплер внесли 
суттєві зміни до моделі 2004 року випуску - Toyota Prius на плагін-гібридний 
прототип. Дальність пробігу, цього плагін - гібрида дорівнює 160 км. Цю 
дистанцію автомобіль витратив лише 3 л палива. Після здійснення цього проєкту 
компанія “CalCars” проводить пропаганди щодо переваги електромобілів і 
гібридних електромобілів, що заряджаються для громадськості, законодавців і 
виробників. 
Щодня збільшується перелік підприємств, що виготовляють модифікації 
або спеціальне обладнання. Велика кількість компаній проєктує та створює 
автомобілі для використання у державних автопарках. Проте приймає 
замовлення так само і від приватних осіб. 
 
3.5 Принцип роботи plag-in hybrid 
 
Основою плагін - гібридів є силова установка, що складається з 
бензинового та електричного двигунів. У плагін-гібридному електромобілі 
першу головну роль відіграє електромотор, який приводить електромобіль у 
рух. Бензиновий ДВЗ включається в роботу при сильному натисканні газу або 
досить швидкому наборі швидкості. Даний механізм дає плагін-гібриду такі 
переваги: 
 
− мінімальна витрата палива на 100 км руху плагін – гібрида; 
− досить великий запас ходу; 
− плагін – гібрид є «найекологічнішою версією автотранспортного 
засобу, обладнаного ДВЗ»; 
− дуже суттєва економія палива; 
− зменшення викидів у повітря вуглекислого газу. 
Компанії з виробництва плагін-гібридів пропонують досить великий 
вибір модифікацій. На сьогоднішній день існують кілька сотень сервісів та 
величезна кількість обладнання. Головний секрет плагін – гібридного 
електромобіля полягає в акумуляторах, а точніше у матеріалах їх виробництва, 
а саме: 
1. Свинцево-кислотні акумулятори є найбільш доступними, але 
водночас вони зменшують запас ходу. Цей акумулятор виробляє середню 
кількість енергії - 2,5 - 3 кВт · год. 
Мінуси цієї АКБ: низька продуктивність (для забезпечення високої 
продуктивності необхідно використовувати більшогобаритні блоки), 
недовговічність. 
Плюси даних АКБ: достатня безпека, доступність. 
2. Нікель-металгідридні акумуляторні батареї знаходяться в середині 
рейтингу «енергетичної різноманітності». Абсолютно нормальне 
співвідношення акумульованої енергії та вартості. Ця АКБ виробляє приблизно 
4 - 5 кВт·год. 
Мінуси даних АКБ: досить низька (середня) продуктивність. 
Плюси даних АКБ: безпека та довговічність. 
3. Літій-іонні АКБ, на даний момент, знаходяться на вершині еволюції 
акумуляторних батарей. Запас бортової енергії цього типу АКБ становить 9 
кВт·год. Завдяки цьому пробіг плагін-гібридного електромобіля збільшується на 
60-70 км. 
Мінуси даних АКБ: дуже висока вартість (ціна може досягати 12 000 $). 
Плюси даних АКБ: хороший рівень безпеки, довговічність, значна 
кількість енергії, невелика вага блоків, нарощування запасу ходу. 
 
3.6 Переваги використання plug-in hybrid 
 
В плагін - гібриді поєдналися переваги електроавтомобілів та звичайних 
автомобілів з ДВЗ. Водії, що управляють гібридними автомобілями, та 
переміщаються на відносно невеликі дистанції їздять тільки на електриці. Дуже 
добре зменшений паливний двигун використовується тільки для повної або 
часткової підзарядки акумуляторної батареї. Також ДВЗ може бути 
використаний як основний двигун в автомобілі. Якщо враховувати економію 
палива, то плагін-гібриди, безперечно, має значну перевагу, якщо порівнювати з 
іншими його версіями: 
− здійснення руху на біопаливі (біодизель або 85-відсотковому 
етанолі) повністю виключає використання палива; 
− моделі плагін - гібридів мають вдвічі більше економії палива, ніж 
бензиновий аналог тих же габаритів і з такими ж характеристиками, а також 
чистий гібрид; 
Світова автомобільна промисловість все більше здійснює свій рух у бік 
електрифікації. За минулі 10 років практично всі великі компанії розпочали 
випуск своїх гібридних автомобілів із підзарядкою від мережі. Для покупця в 
Україні доступні плагін-гібриди 2 та 3 покоління - Toyota Prius, Toyota Camry 
Hybrid Lexus RX450h, Lexus RX400h, Honda Civic Hybrid. У 2021 році в країні 
суттєво зросла кількість плагін-гібридних автомобілів через скорочення мит. На 
даний момент вживані автомобілі більш популярні через свою вартість. Ціна 
абсолютно нового плагін-гібрида приблизно на 25-30% більше, ніж його аналога, 
що працює на бензиновому паливі. 
 
 
3.7 Електромобілі HEV 
 
Гібридний електромобіль (HEV) - тип гібридного електромобіля та 
транспортного засобу, який одночасно поєднує електричну силову установку 
(трансмісію гібридного автомобіля) із силовою установкою ДВЗ. Наявність 
електричного силового агрегату необхідна для досягнення суттєвої 
продуктивності та економії палива. Найбільш яскравим прикладом HEV є 
Toyota Prius Hybrid. Даний гібрид забезпечує найнижчу витрату палива 
(бензину) (від 55 до 65 миль на годину) серед автомобілів, які використовують 
ДВЗ. 
До переваг гібрида необхідно віднести: 
− максимальне значення ККД (у цьому типі механізма); 
− постійні та стабільні обороти; 
− суттєва економія палива; 
− можна знехтувати установкою в агрегаті коробки передач та 
зчепленням. 
Мінусами гібриду є: 
− в процесі перетворення енергії, втрачається певна її кількість; 
− висока ціна акумуляторної батареї, досить велика вага. 
Принцип роботи гібридного автомобіля представлений рис. 10. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Рисунок 10 – Принцип роботи гібридного автомобіля, його основні 
вузли та агрегати 
 
Яскравим та найцікавішим прикладом гібридного автомобіля у світі є Audi 
A6 Gibrid. Успішне поєднання функціональності та красивого дизайну, 
елегантності та економічності – всі ці показники описують новий Audi A6. Разом 
з цією моделлю виробник претендує на лідерство в автомобільній першості. 
Технічні характеристики гібридного автомобіля Audi A6 Gibrid: 
− Час розгону з 0 до 100 км/год – 5.1 сек.; 
− Максимальна швидкість – 240 км/год; 
− Витрата палива на 100 км - 6.2 л; 
− Робочий об'єм двигуна 2,0 л; 
− Роки виробництва: з 2019 по поточний момент; 
− Об'єм багажника – 375 л.; 
Спочатку ідея електричної КПП, а саме заміни механічної КПП 
електричним проводом, безпосередньо була здійснена на великовантажних 
самоскидах та залізничному транспорті. Застосування цієї схеми обумовлено 
великою складністю втілення механічної передачі значного, але так само при 
цьому незмінного, крутного моменту на привідні колеса транспортного засобу. 
ДВЗ мають навантажувальну характеристику, яка має оптимальні показники 
лише у невеликому інтервалі, що зміщений у бік вищих оборотів. Цей недолік 
компенсують за допомогою застосування механічних КПП, які, своєю чергою, 
неодмінно понижують загальний ККД системи через власні втрати. Так само ще 
однією складністю є практична неможливість зміни напрямку обертання валу 
двигуна для того, щоб забезпечити задній хід. 
Навантажувальна характеристика електродвигуна абсолютно рівномірна 
протягом усього діапазону робочих частот. Електродвигун може бути миттєво 
зупинено, запущено та реверсовано. Також він не вимагає холостого ходу, що 
відповідно, дозволяє повністю виключити з такого механізму як трансмісію так 
і механізм зчеплення. Так само в деяких випадках дозволяється повністю її 
позбутися шляхом розміщення електродвигунів у самих колесах. 
За умови застосування електротрансмісії двигун, який працює на 
звичайному паливі, надає обертання електрогенератору. В результаті, 
електричний струм, що виробляється, через систему управління подає на 
електродвигуни, які, власне, і приводять в рух автомобіль. Саме в цьому випадку 
коректне порівняння з розміщеною електростанцією на електромобілі, яка 
виробляє електричний струм для його руху [12].  
Гібридний автомобіль поєднує переваги звичайного автомобіля з ДВЗ та 
електромобіля: чималий ККД електромобілів (75-92% порівняно з 30-45% у 
звичайних автомобілів з ДВЗ) і дуже великий запас ходу без дозаправки 
автомобіля з ДВЗ. Вважається, що головною причиною старту виробництва 
легкових гібридних транспортних засобів став саме ринковий попит на такий тип 
автомобілів, як недивно викликаний досить високими цінами на нафту, що 
постійно зростають, і систематичним посиленням екологічних вимог до 
використання автомобілів. 
Завдяки постійному вдосконаленню технологій, саме такий тип 
автомобілів, може виявитися дешевшим за звичайні. У багатьох країнах 
власникам гібридних автомобілів надаються також інші пільги, наприклад такі 
як: право користування виділеною окремою смугою на автострадах, звільнення 
від сплати дорожнього податку, користування безкоштовними автомобільними 
стоянками. 
Гібриди стали гарним рішенням деяких недоліків електромобілів таких як: 
дуже значна маса акумуляторних батарей, необхідність їх тривалої зарядки, 
недостатній рівень розвитку інфраструктури станцій поповнення заряду та дуже 
невелика дальність пробігу. В результаті власник гібрида отримує абсолютно всі 
переваги електромобіля, навіть без недоліків - обмеження ліміту по пробігу за 
один заряд батареї. Автомобіль можна використовувати як звичайний 
електромобіль значну частину пробігу, а в момент падіння заряду нижче 
відведеного рівня, запускається невеликий дизельний або бензиновий двигун. 
Автомобіль здійснює далі свій рух як гібрид, приводячи в роботу ДВЗ роблячи 
зарядку накопичувачів. Після того, як накопичувачі наберуть 100% заряду, 
двигун вимикається. Потім цей цикл повторюється. 
 
 
 
3.8 Електромобілі REEV 
 
Range Extended Electric Vehicle (REEV) – це електромобіль із збільшеним 
запасом пробігу. REEV енергію для акумулятора виробляє відносно невеликий 
паливний генератор. 
Принцип роботи та основні вузли електромобілів REEV показані на рис.11. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Рисунок 11 – Принцип роботи електромобіля REEV зі збільшеним 
запасом ходу, його основні вузли та агрегати 
 
На сьогоднішній день електромобілі REEV – це найкраща альтернатива 
паливним автомобілям, яка допоможе зберегти звичний комфорт пересування на 
будь-які відстані, скоротивши при цьому споживання палива та викиди 
шкідливих речовин. Проте сучасні плагін-гібриди поширені завдяки такій 
особливості: можливість їх використання як чисто електромобіль в міських 
умовах. Для сучасних плагін-гібридів — запас ходу на електротязі так само 
важливий, як і витрата палива, керованість чи ціна. Електромобіль REEV є 
повністю електричним автомобілем. Абсолютно вся рушійна сила електромобіля 
забезпечується за рахунок електродвигуна, але з невеликим ДВЗ, що забезпечує 
вироблення додаткової необхідної електроенергії. 
Коли АКБ розряджена до певного рівня, двигун вмикається і починає свою 
роботу для того, щоб здійснити пуск генератора, який починає живити 
електродвигун і заряджати акумулятор. Саме це компонування дозволяє 
подолати встановлене обмеження діапазону, яке притаманне BEV. На невеликих 
дистанціях електромобілі RЕEV можуть функціонувати в суто електричному 
режимі. Тобто в цей момент вони є абсолютно такими ж енергоефективними та 
екологічно чистими, як BEV (на відміну від послідовних та паралельних гібридів 
з меншими акумуляторними батареями і обмеженим електричним діапазоном). 
На досить великих відстанях RЕEV використовують систему ICE для того, щоб 
підтримати заряд АКБ, але при цьому споживають набагато менше палива, ніж 
звичайні ICEV. Таке явище притаманне з двох причин: 
− Двигун RЕEV набагато менший, ніж у звичайного "ICEV". Йому 
потрібна лише середня споживана потужність, оскільки пікова потужність 
забезпечується за рахунок АКБ. Однак двигуну «ICEV» необхідно також 
витримувати стрибки пікової потужності, таких як, наприклад, прискорення. 
− Двигун RЕEV здійснює свою роботу з постійною швидкістю 
обертання, а двигун «ICEV» найчастіше працює на високих або низьких 
швидкостях обертання, при яких у тій чи іншій ситуації його ефективність вкрай 
невисока. 
Особливістю REEV є розширювач діапазону Range Extender. «Розширювач 
діапазону - паливна допоміжна силова установка (APU), яка розширює діапазон 
дії акумуляторного електромобіля, керуючи електричним генератором, який 
заряджає акумулятор транспортного засобу. Таке розташування відоме як 
гібридна трансмісія. Найбільш поширеними розширювачами діапазону є 
двигуни внутрішнього згоряння, але можуть використовуватися паливні 
елементи або інші типи двигунів. Автомобілі з розширювачем діапазону також 
називаються електромобілями з збільшеним запасом ходу (REEV), 
електромобілі з збільшеним запасом ходу (REEV) та акумулятор із збільшеним 
запасом ходу – електромобіль (BEV) від Каліфорнійської ради з повітряних 
ресурсів (CARB). Ключова функція розширювача діапазону – збільшити запас 
ходу автомобіля. Автономність запасу ходу одна із основних перешкод шляху 
комерційного успіху електромобілів, а збільшення дальності дії транспортного 
засобу при розрядженій батареї допомагає зменшити занепокоєння щодо запасу 
ходу. 
Конструкція автомобіля з розширенням діапазону також може знизити 
споживання палива, що використовується, наприклад, бензину. Паливо зі 
збільшеним запасом ходу зазвичай вважається менш екологічно та економічно 
безпечним у використанні, ніж основне джерело палива, тому система керування 
транспортним засобом віддає перевагу використанню основного палива, якщо 
воно є. Однак через обмеження дальності дії з основним джерелом палива для її 
збільшення транспортний засіб отримує багато екологічних переваг щодо 
використання основного палива, зберігаючи при цьому повний діапазон руху та 
збільшення дальності.  
Наприклад, у Chevy Volt живлення від акумуляторної батареї від 
електромережі може бути дешевшим і екологічнішим, ніж спалювання бензину 
(залежно від джерела вироблення електроенергії), але через компроміс між 
запасом ходу чистого електромобіля та його акумулятором. Квількість, 
додавання бензину, що збільшує запас ходу, багато хто вважає хорошим 
компромісом, що дозволяє надати Chevy Volt значно більшого запасу ходу. 
Однак кількість переваг від використання основного палива залежить від того, 
як рухаються автомобілі. Наприклад, перше покоління Chevy Volt працювало на 
100% від батареї від електричної мережі протягом перших 60 км (37 миль), тоді 
як друге покоління Volt працювало від 100% заряду батареї протягом перших 85 
км (53 милі) при повному зарядженні між поїздками. Однак, якщо той же Chevy 
Volt проїжджає сотні миль на день, йому знадобиться значна кількість бензину, 
оскільки батарея буде швидко розряджатися. При використанні бензинового 
двигуна, номінальна економічність становить 6,4 л/100 км (37 миль на галон US) 
та 5,6 л/100 км (42 миль на галон US) для моделей різних поколінь. 
Отже, дуже важливо розуміти характер керування автомобілем, щоб 
повністю зрозуміти вплив, який ці автомобілі зі збільшеним запасом ходу 
матимуть у реальному світі. Багато автомобілів з розширювачем запасу ходу, у 
тому числі Chevrolet Volt і BMW i3, можуть заряджати свої акумулятори від 
мережі, а також від розширювача діапазону, тому вони є різновидом гібридного 
електромобіля (PHEV). Коли розширювач запасу ходу використовує звичайне 
паливо, він може заправлятися на звичайних АЗС, що забезпечує їм такий самий 
діапазон руху, як і у звичайних автомобілів. 
Оскільки REEV приводиться в рух тільки електродвигуном, він може 
позбутися ваги та витрат, пов'язаних із системою коробки передач та трансмісії, 
які зазвичай використовується в автомобілях з двигунами внутрішнього 
згоряння. Крім того, оскільки розширювачу діапазону немає необхідності 
збільшувати або зменшувати вихідну потужність відповідно до потреб 
транспортного засобу (це завдання вирішується за допомогою електродвигуна), 
розширювач діапазону може бути підібраний таким чином, щоб задовольнити 
вимоги середньої потужності транспортного засобу, а не його пікову потужність 
(при прискоренні). Розширювач діапазону також може працювати набагато 
ближче до своєї найефективнішої швидкості обертання. Ці конструктивні 
особливості дозволяють REEV дуже ефективно перетворювати енергію 
викопного палива на електроенергію та рух транспортного засобу. 
Електромобіль REEV починає шлях із акумуляторною батареєю "SoC", з 
зарядом, близьким до 100%. Абсолютно вся потужність електромобіля 
забезпечується електричним двигуном, який, у свою чергу, отримує енергію 
тільки від акумулятора. При цьому, природно, немає викидів шкідливих для 
навколишнього середовища вихлопних газів. Акумуляторна батарея частково 
заряджається абсолютно при кожномій дії рекуперативного гальмування. У 
момент, коли акумулятор розряджений до певного рівня (рис.12). При певних 
трьох рівнях розвитку ситуації: зеленому, помаранчевому і червоному – 
електромобіль автоматично перетворюється на режим збільшеної дальності. У 
той час, коли електромобіль REEV здійснює свою роботу в даному режимі, ДВЗ 
підключається тільки в міру певної необхідності для того, щоб підтримувати та 
підзаряджати акумулятор у межах потрібного діапазону, який позначений 
червоною та зеленою пунктирними лініями. Але після завершення поїздки АКБ 
повертається за допомогою живлення з електричної мережі на 100% рівень 
зарядженості. 
Різноманітні режими роботи RЕEV вказані рис 12. 
 
 
 
 
 
Рисунок 12 – Різноманітні режими роботи RЕEV 
 
Система REEV розвивається швидше, ніж PHEV. Вона практично 
повністю прибирає розрив між АКБ BEV та HEV, так як поєднує в собі всі їхні 
переваги. RЕEV пропонує споживачеві абсолютно електричну тягу з наявною у 
неї перевагою нульового локального викиду шкідливих речовин. У момент, коли 
акумуляторна батарея розряджена до певного рівня, генератор приводиться в дію 
за допомогою відносно невеликого ДВЗ. Генератор, у свою чергу, видає 
вироблену електричну енергію для електродвигуна, який рухає сам 
електромобіль. Безсумнівно, завдяки цьому принципу максимальне значення 
пробігу без дозарядки електромобіля буде дещо збільшено, а недолік BEV - 
обмежений діапазон – за допомогою даного методу можна подолати. 
Яскравим прикладом RЕEV є електромобіль Chevrolet Volt 2. 
General Motors описує Chevrolet Volt як електромобіль, оснащений 
батареєю на 16 кВтг плюс "розширюючий діапазон" бензиновий внутрішній 
двигун внутрішнього згоряння (ICE) як генераторна установка і тому назвав Volt 
"електромобілем зі збільшеним запасом ходу" або E-REV. В інтерв'ю в січні 2011 
року головний інженер Chevy Volt Памела Флетчер назвала Volt 
«електромобілем зі збільшеним запасом ходу». Volt працює як повністю 
електричний автомобіль перші 40-80 км (від 25 до 50 миль) у режимі розряду. 
Коли ємність акумулятора падає нижче попередньо встановленого порогу після 
повного заряджання, автомобіль переходить у режим підтримки заряду, і 
система управління Volt вибає найбільш оптимально ефективний режим руху 
для підвищення продуктивності та підвищення ефективності на високих 
швидкостях. 
Власники Volt, які регулярно користуються автомобілем, зазвичай 
проїжджають понад 1560 км (970 миль) між заправками та відвідують АЗС рідше 
одного разу на місяць.  
Chevrolet Volt 2 має абсолютно повністю електричну силову установку, 
тобто безпосередньо тільки сам електродвигун приводить в рух привідні колеса 
за будь-яких режимів експлуатації. Електроенергія, яка потрібна для виконання 
роботи електродвигуна подається літій-іонними акумуляторними батареями з 
загальною ємністю приблизно 16 кВт·год. Літій-іонна акумуляторна система 
забезпечує запас ходу без підзарядки в чистому електричному режимі приблизно 
80 км, чого цілком достатньо для більшості поїздок. У момент, коли акумулятор 
розряджається до певного рівня, електромобіль автоматично переходить у 
робочий режим розширеного діапазону. ДВЗ запускається вводить у роботу 
генератор, який у свою чергу подає вироблену кількість електроенергії на 
електродвигун або трохи додає заряд акумулятору. Так як у ДВЗ природно 
менше потужності, ніж у електродвигуна, то потрібно, щоб АКБ забезпечувала 
саме пікову потужність навіть при роботі в режимі збільшеного діапазону. Для 
зарядки Chevrolet Volt 2 достатньо буде абсолютно будь-якої звичайної 
побутової розетки на 220 В. Конструктивні особливості Chevrolet Volt 2 
представлені на рис. 13. 
  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Рисунок 13 –Конструкційні особливості Chevrolet Volt 2 
Технічні характеристики гібридного автомобіляChevrolet Volt 2: 
− Час розгону з 0 до 100 км/год – 8,5 сек.; 
− Максимальна швидкість – 160 км/год; 
− Витрата палива на 100 км – 2.0 л; 
− Робочий об'єм двигуна 1,5 л; 
− Потужність двигуна – 102 к.с.; 
− Потужність електромотора – 110 кВт (150 к.с.) 
− Стартер - генератор - 45 кВт (61 к.с.) 
− Загальна потужність силової установки - 190 - 200 к.с.; 
− Максимальний крутний момент – 398 Нм; 
− Витрати електроенергії на 100 км – 15 – 18 кВтг; 
− Об'єм паливного бака – 33 л.; 
− Запас ходу (загальний) – 500 – 550 км; 
  
4 Методика оцінки ефективності та розрахунок параметрів електромобілів 
REEV 
 
За базовий автомобіль прийнято Chevrolet Volt 2, оскільки це один з 
найпоширеніших електромобілів REEV. Як паливо для REEV 
використовується бензин А – 95. Усі базові характеристики, маса кузова та 
всіх запасних частин були взяті з технічних характеристик даного автомобіля. 
 
Розрахунок REEV для автономного пробігу в 300 км. 
 
����1 = ���� ∙ ���� ∙ ����/����1                                        (1) 
 
де ����1- кількість енергії ДВЗ, необхідна для проходження дистанції 
довжиною 1 км (МДж); 
���� (бенз) - кількість теплоти, що виділяється при згорянні 1 л А-95 (МДж);  
���� - Витрата палива в "змішаному режимі" (л/100 км); 
���� (бенз) – густина бензину (кг/м3); 
����1 - пробіг рівний 100 (км). 
 
����2 = ����1 ∙ ����1                                                    (2) 
 
де ����2- кількість корисної енергії ДВЗ (МДж); 
����1 - кількість енергії ДВЗ, що необхідна для проходження дистанції в 1 км 
(МДж); 
����1 - ККД бензинового ДВЗ (%). 
 
����3 = ����2 ∙ ����2                                                     (3) 
 
де ����3- кількість корисної енергії електромобіля (МДж); 
����2 - кількість корисної енергії ДВЗ (МДж); 
����2 - ККД електродвигуна (%). 
 
����4 = ����3/����                                                          (4) 
 
де ����4- кількість корисної енергії електромобіля (МДж); 
����3 - кількість корисної енергії електромобіля (МДж); 
���� - питома ємність літій-іонних АКБ. 
 
����1 = ����4 ∙ ����ср/����ср ∙ 1000                                               (5) 
 
де ����1 - ємність АКБ, необхідна для проходження 100 км з бензиновим ДВЗ 
(кВт∙год); 
����4 - кількість корисної енергії електромобіля (МДж); 
����ср - cередня швидкість руху (км/год); 
����ср - cередній час руху (год). 
 
����2 = ���� ∙ ����1                                                  (6) 
 
де ����2 -ємність АКБ, яка буде потрібна для проходження шляху ���� без 
урахування маси АКБ (кВт∙год); 
���� - пробіг, необхідний для забезпечення автономності автомобіля (км); 
����1 - ємність АКБ, необхідна для проходження 100 км на Chevrolet Lacetti з 
бензиновим ДВЗ (кВт · год). 
 
����2 = ����1 −����1(2) −����1(3) −����1(4) + ����1(5) + ����1(6)                           (7) 
 
де ����2 – маса автомобіля Chevrolet Lacetti, з урахуванням електричних 
елементів, але не враховуючи ваги АКБ (кг); 
����1 - маса Chevrolet з бензиновим ДВЗ (кг); 
����1(2)- маса 8-ми клапанного ДВЗ (кг); 
����1(3) - маса вихлопної системи (кг); 
����1(4) - маса бензобака (кг); 
����1(5) - маса електрокомпонентів (кг); 
����1(6) - маса електроприводу (кг). 
 
����3 = ����2/����                                                     (8) 
 
де ����3- ємність АКБ при ����2, яка необхідна для забезпечення руху 
автомобіля протягом 1 години (кВт∙год); 
���� - час руху (год). 
 
���� ����2
2(2) = ����2 +                                         (9) 
10∙����1(7)
 
де ����2(2)- маса Chevrolet Volt 2 з урахуванням ваги АКБ (кг);  
����2 - ємність АКБ, яка буде потрібна для проходження шляху S без 
урахування маси АКБ (кВт∙год); 
����1(7) - маса АКБ при потужності 10 кВт год (кг). 
 
����2(2) = ����2 ∙ ����2(2)/����2                                     (10) 
 
де ����2(2) - ємність АКБ, яка знадобиться для проходження шляху S з 
врахуванням маси АКБ (кВт∙год); 
����2 - ємність АКБ, яка знадобиться для проходження шляху S без 
врахування маси АКБ (кВт∙год); 
����2(2)- маса Chevrolet Volt 2 з урахуванням ваги АКБ (кг); 
����2 – маса автомобіля Chevrolet Lacetti, з урахуванням електричних 
елементів, але не враховуючи ваги АКБ (кг). 
 
����4 = ����2(2) · ����                                                (11) 
 
де ����4 - ємність АКБ, необхідна для забезпечення руху автомобіля на 100 
км (кВт∙год); 
 
����2(2) - ємність АКБ, яка знадобиться для проходження шляху S з 
врахуванням маси АКБ (кВт∙год); 
���� – необхідний пробіг, щоб автомобіль вважався автономним (км). 
 
����3(2) = ����2(2)/����                                                 (12) 
 
де ����3(2) - ємність АКБ, необхідна для здійснення руху автомобіля протягом 
1 години (кВт∙год); 
����2(2) - ємність АКБ, яка знадобиться для проходження шляху S з 
урахуванням маси АКБ (кВт·год); 
���� - Час руху (год). 
Розрахунок залежності показника СО2 від рівня (%) електрифікації 
автомобіля: 
 
����20% = ���� ∙ ���� ∙ �������� ����
4 1 ∙                                     (13) 
����(бенз) ����1
 
де ����20% - показник СО2 при ����2; 
����4 - ємність АКБ, необхідна для забезпечення руху автомобіля на 100 км 
(кВт∙год); 
����1 - відсоток електрифікації автомобіля (%); 
�������� - залежність питомої витрати палива від частоти обертання двигуна 
при 3000 об/хв-1(кг/кВт∙год); 
����(бенз) - густина бензину А-95 (кг/м3); 
���� - кількість СО2, що виділяється на 1 літр спрацьованого бензину. 
����1 - пробіг рівний 100 (км); 
 
���� = ���� ∙ ���� ∙ �������� ∙ ����30% 4 2                                   (14) 
����(бенз) ����1
 
де ����30%- показник СО2 при ����2; 
����4- ємність АКБ, необхідна для забезпечення руху автомобіля на 100 км 
(кВт∙год); 
����2 - відсоток електрифікації автомобіля (%); 
�������� - залежність питомої витрати палива від частоти обертання двигуна при 
3000 об/хв-1(кг/кВт∙год); 
Z - кількість СО2, що виділяється на 1 літр спрацьованого бензину. 
����1 - пробіг рівний 100 (км). 
 
����50% = ����4 ∙ ���� ∙ �������� ∙ ����3                                   (15) 
����(бенз) ����1
 
де ����50% - показник СО2 при ����3; 
С4- ємність АКБ, необхідна для забезпечення руху автомобіля на 100 км 
(кВт∙год); 
K3 - відсоток електрифікації автомобіля (%); 
ge - залежність питомої витрати палива від частоти обертання двигуна при 
3000 об/хв-1(кг/кВт∙год); 
���� 3
(бенз) - густина бензину А-95 (кг/м ); 
Z - кількість СО2, що виділяється на 1 літр спрацьованого бензину. 
����1 - пробіг рівний 100 (км). 
 
���� = ���� ∙ ���� ∙ �������� ����
70% 4 4 ∙                                   (16) 
����(бенз) ����1
 
де ����70% - показник СО2 при ����4; 
����4 - місткість АКБ, необхідна для забезпечення руху автомобіля на 100 км 
(кВт · год); 
����4- відсоток електрифікації автомобіля (%); 
�������� - залежність питомої витрати палива від частоти обертання двигуна при 
3000 об/хв-1(кг/кВт·год); 
����(бенз) - густина бензину А-95 (кг/м3); 
Z - кількість СО2, що виділяється на 1 літр спрацьованого бензину. 
����1 - пробіг рівний 100 (км). 
 
����90% = ����4 ∙ ���� ∙ �������� ∙ ����5                                   (17) 
����(бенз) ����1
 
де ����90%- показник СО2 при ����5; 
����4 - ємність АКБ, необхідна для забезпечення руху автомобіля  на 100 км 
(кВт∙год); 
����5 - відсоток електрифікації автомобіля (%); 
��������- залежність питомої витрати палива від частоти обертання двигуна при 
3000 об/хв-1(кг/кВт∙год); 
����(бенз) - густина бензину А-95 (кг/м3); 
Z - кількість СО2, що виділяється на 1 літр спрацьованого бензину. 
����1 - пробіг рівний 100 (км). 
Розрахунок необхідної ємності АКБ при постійній роботі REEV з 
потужністю 3 кВт протягом усього шляху – 300 км: 
 
�������� = ����1 ∙ ����                                                           (18) 
 
де �������� - робота Range (кВт∙год); 
����1 - потужність Range (кВт); 
���� - Час роботи Range. 
 
�������� = ����2(2) − ��������                                            (19) 
 
де �������� - ємність АКБ (кВт∙год). 
 
���� = �������� ∙ 100/����2(2)                                       (20) 
 
де ���� - відсоток роботи Range від загального часу. 
 
���� = ���� ∙ ����70%/����1(4)                                       (21) 
 
де ���� - кількість СО2 (кг/км); 
����1(4) - відсоток електрифікації автомобіля. 
 
����3(3) = �������� ∙ ����2                                                  (22) 
 
де ����3(3)- витрата палива (л/кВт∙год); 
����2 - витрата REEV за 1 год роботи (л/кВт∙ год). 
Розрахунок необхідної ємності АКБ при постійній роботі REEV з 
потужністю 5 кВт при його постійній роботі протягом усього шляху – 300 км: 
 
��������(2) = ����2 ∙ ����                                                           (23) 
 
де ��������(2) - робота Range (кВт∙год); 
����2 - потужність Range (кВт); 
���� - Час роботи Range. 
 
��������(2) = ����2(2) − ��������(2)                                            (24) 
 
де ��������(2) - ємність АКБ (кВт∙год). 
 
����(2) = ��������(2) ∙ 100/����2(2)                                       (25) 
 
де ���� - відсоток роботи Range від загального часу. 
 
����(2) = ����(2) ∙ ����50%/����1(3)                                       (26) 
 
де ����(2) - кількість СО2 (кг/км); 
����1(3) - відсоток електрифікації автомобіля. 
 
����5(3) = ��������(2) ∙ ����2                                                  (27) 
 
де ����5(3)- витрата палива (л/кВт∙год); 
����2 - витрата REEV за 1 год роботи (л/кВт∙ год). 
 
Розрахунок необхідної ємності АКБ при постійній роботі REEV з 
потужністю 9 кВт при його постійній роботі протягом усього шляху – 300 км. 
 
��������(3) = ����3 ∙ ����                                                           (28) 
 
де ��������(3) - робота Range (кВт∙год); 
����3 - потужність Range (кВт); 
���� - Час роботи Range. 
 
��������(3) = ����2(2) − ��������(3)                                            (29) 
 
де ��������(3) - ємність АКБ (кВт∙год). 
 
����(3) = ��������(3) ∙ 100/����2(3)                                       (30) 
 
де ���� - відсоток роботи Range від загального часу. 
 
����(3) = ����(3) ∙ ����90%/����1(5)                                       (31) 
 
де ����(2) - кількість СО2 (кг/км); 
����1(5) - відсоток електрифікації автомобіля. 
 
����9(3) = ��������(3) ∙ ����3                                                  (33) 
 
де ����9(3)- витрата палива (л/кВт∙год); 
����3 - витрата REEV за 1 год роботи (л/кВт∙ год). 
Розрахунок необхідної ємності АКБ при непостійній роботі REEV – 300 
км: 
 
��������(2) = ����3(2) ∙ ����3                                          (33) 
 
де ��������2 - робота Range (кВт∙год); 
����3 - Час руху (год). 
 
��������2 = ����2(2) − ��������(2)                                         (34) 
 
де ��������2- ємність АКБ (кВт∙год). 
 
����(2) = ��������(2) ∙ 100/����2(2)                                       (35) 
 
де ����(2) - відсоток роботи Range від загального часу. 
 
����(2) = ����(2) ∙ ����20%/����1(2)                                       (36) 
 
де ����(2) - кількість СО2 (кг/км); 
����1(2) - відсоток електрифікації автомобіля. 
 
����2(3) = ��������(2) ∙ ����2                                                  (37) 
 
����2(3) –витрати палива REEV, л/кВт·год. 
����2 - витрати палива REEV за 1 годину роботи, л/кВт·год. 
Розрахунок REEV для автономного пробігу на довжину 200 км: 
 
����5 = ����1 · ����2                                                (38) 
 
де ����5- ємність АКБ, яка знадобиться для проходження шляху ����2 при масі 
автомобіля без урахування АКБ (кВт∙год);  
����2- необхідний пробіг (200 км). 
 
���� = ���� + ����5
3 2                                     (39) 
10∙����1(7)
 
де ����3– маса автомобіля Chevrolet Lacetti, з урахуванням електричних 
елементів та ваги АКБ (кг). 
 
����5(2) = ����5 ∙ ����3/����2                                     (40) 
 
де ����5(2) - ємність АКБ, яка знадобиться для проходження шляху 200 км з 
масою ����3. 
����6 = ����5(2)/����4                                                 (41) 
 
����6 - ємність АКБ, яка знадобиться для виконання 1 години їзди з масою 
автомобіля ����3. 
����4 - час руху дистанцією 200 км, год. 
 
����7 = ����5(2)/2                                                (42) 
 
де ����7– ємність АКБ необхідна для здійснення руху на дистанцію 100 км, 
(кВт∙ год). 
Розрахунок необхідної ємності АКБ при постійній роботі REEV з 
потужністю 3 кВт при його постійній роботі протягом усього шляху – 200 км. 
 
��������(3) = ����1 ∙ ����4                                          (43) 
 
де ��������(3) – робота REEV (кВт∙ год); 
����1- потужність REEV (кВт); 
����4 - час роботи REEV. 
 
��������3 = ����5(2) − ��������(3)                                         (44) 
 
де ��������2- ємність АКБ (кВт∙год). 
 
����(3) = ��������(3) ∙ 100/����5(2)                                       (45) 
 
де ����(3) - відсоток роботи Range від загального часу. 
 
����(3) = ����(3) ∙ ����70%/����1(4)                                       (46) 
 
де ����(3) - кількість СО2 (кг/км); 
����1(4) - відсоток електрифікації автомобіля. 
 
����3(2) = ��������(3) ∙ ����2                                                  (47) 
 
����3(2) –витрати палива REEV, л/кВт·год. 
����2 - витрати палива REEV за 1 годину роботи, л/кВт·год. 
Розрахунок необхідної ємності АКБ при постійній роботі REEV з 
потужністю 5 кВт при його постійній роботі протягом усього шляху – 200 км. 
 
��������3(2) = ����2 ∙ ����4                                          (48) 
 
де ��������3(2) – робота REEV (кВт∙ год); 
����2- потужність REEV (кВт); 
����4 - час роботи REEV. 
 
��������3(2) = ����5(2) − ��������3(2)                                         (49) 
 
де ��������3(2)- ємність АКБ (кВт∙год). 
 
����3(2) = ��������3(2) ∙ 100/����5(2)                                       (50) 
 
де ����3(2) - відсоток роботи Range від загального часу. 
 
����3(2) = ����3(2) ∙ ����50%/����1(3)                                       (51) 
 
де ����3(2) - кількість СО2 (кг/км); 
����1(3) - відсоток електрифікації автомобіля. 
 
����5(2) = ��������3(2) ∙ ����2                                                  (52) 
 
����5(2) –витрати палива REEV, л/кВт·год. 
����2 - витрати палива REEV за 1 годину роботи, л/кВт·год. 
Розрахунок необхідної ємності АКБ при постійній роботі REEV з 
потужністю 2 кВт при його постійній роботі протягом усього шляху – 100 км: 
 
��������3(3) = ����5 ∙ ����4                                          (53) 
 
де ��������3(3) – робота REEV (кВт∙ год); 
����2- потужність REEV (кВт); 
����4 - час роботи REEV. 
 
��������3(3) = ����5(2) − ��������3(3)                                         (54) 
 
де ��������3(3)- ємність АКБ (кВт∙год). 
 
����3(3) = ��������3(3) ∙ 100/����5(2)                                       (55) 
 
де ����3(3) - відсоток роботи Range від загального часу. 
 
����3(3) = ����3(3) ∙ ����20%/����1(2)                                       (56) 
 
де ����3(3) - кількість СО2 (кг/км); 
����1(2) - відсоток електрифікації автомобіля. 
 
����5(3) = ��������3(3) ∙ ����2                                                  (57) 
 
����5(3) –витрати палива REEV, л/кВт·год. 
����2 - витрати палива REEV за 1 годину роботи, л/кВт·год. 
Розрахунок необхідної ємності АКБ при непостійній роботі REEV - 200 км: 
 
 
��������4 = ����6 ∙ (����3 − 1)                                          (58) 
 
де ��������4 – робота REEV (кВт∙ год); 
����3 - час руху. 
 
��������4 = ����5(2) − ��������4                                         (59) 
 
де ��������4- ємність АКБ (кВт∙год). 
 
����4 = ��������4 ∙ 100/����5(2)                                       (60) 
 
де ����4 - відсоток роботи Range від загального часу. 
 
����4 = ����4 ∙ ����30%/����1(4)                                       (61) 
 
де ����4) - кількість СО2 (кг/км); 
����1(4) - відсоток електрифікації автомобіля. 
 
����6 = ��������4 ∙ ����2                                                  (62) 
 
����6 –витрати палива REEV, л/кВт·год. 
����2 - витрати палива REEV за 1 годину роботи, л/кВт·год. 
Оцінка ємності АКБ для автономного пробігу в 100 км. 
 
����8 = ����1 · ����3                                                (63) 
 
де ����8- ємність АКБ, яка знадобиться для проходження шляху ����3 при масі 
автомобіля без урахування АКБ (кВт∙год);  
����3- необхідний пробіг (100 км). 
 
����4 = ���� + ����8
2                                     (64) 
10∙����1(7)
 
де ����4– маса автомобіля Chevrolet Lacetti, з урахуванням електричних 
елементів та ваги АКБ (кг). 
 
����9 = ����8 ∙ ����4/����2                                     (65) 
 
де ����9 - ємність АКБ, яка знадобиться для проходження шляху 100 км з 
масою ����3. 
����10 = ����9/����5                                                 (66) 
 
����10 - ємність АКБ, яка знадобиться для виконання 1 години їзди з масою 
автомобіля ����3. 
����5 - час руху дистанцією 100 км, год. 
Розрахунок необхідної ємності АКБ при постійній роботі REEV з 
потужністю 3 кВт при його постійній роботі протягом усього шляху (100 км). 
 
��������5 = ����1 ∙ ����5                                          (67) 
 
де ��������5 – робота REEV (кВт∙ год); 
����1- потужність REEV (кВт); 
����5 - час роботи REEV. 
 
��������5 = ����9 − ��������5                                         (68) 
 
де ��������5- ємність АКБ (кВт∙год). 
 
����5 = ��������5 ∙ 100/����9                                       (69) 
 
де ����5 - відсоток роботи Range від загального часу. 
 
����5 = ����5 ∙ ����80%/����1(1)                                       (70) 
 
де ����5 - кількість СО2 (кг/км); 
����1(1) - відсоток електрифікації автомобіля. 
 
����7 = ��������5 ∙ ����2                                                  (71) 
 
����7 –витрати палива REEV, л/кВт·год. 
����2 - витрати палива REEV за 1 годину роботи, л/кВт·год. 
Розрахунок необхідної ємності АКБ при постійній роботі REEV з 
потужністю 5 кВт при його постійній роботі протягом усього шляху – 100 км. 
 
��������5(2) = ����2 ∙ ����5                                          (72) 
 
де ��������5(2) – робота REEV (кВт∙ год); 
����2- потужність REEV (кВт); 
����5 - час роботи REEV. 
 
��������5(2) = ����9 − ��������5(2)                                         (73) 
 
де ��������5(2)- ємність АКБ (кВт∙год). 
 
����5(2) = ��������5(2) ∙ 100/����9                                       (74) 
 
де ����5(2) - відсоток роботи Range від загального часу. 
 
����5(2) = ����5(2) ∙ ����70%/����1(3)                                       (75) 
 
де ����5(2) - кількість СО2 (кг/км); 
����1(3) - відсоток електрифікації автомобіля. 
 
����7(2) = ��������5(2) ∙ ����2                                                  (76) 
 
����7(2) –витрати палива REEV, л/кВт·год. 
����2 - витрати палива REEV за 1 годину роботи, л/кВт·год. 
Розрахунок необхідної ємності АКБ при постійній роботі REEV з 
потужністю 2 кВт при його постійній роботі протягом усього шляху – 100 км. 
 
��������5(3) = ����5 ∙ ����5                                          (77) 
 
де ��������5(3) – робота REEV (кВт∙ год); 
����5- потужність REEV (кВт); 
����5 - час роботи REEV. 
 
��������5(3) = ����9 − ��������5(3)                                         (78) 
 
де ��������5(3)- ємність АКБ (кВт∙год). 
 
����5(3) = ��������5(3) ∙ 100/����5(2)                                       (79) 
 
де ����5(3) - відсоток роботи Range від загального часу. 
 
����5(3) = ����5(3) ∙ ����90%/����1(5)                                       (80) 
 
де ����5(3) - кількість СО2 (кг/км); 
����1(5) - відсоток електрифікації автомобіля. 
 
����7(3) = ��������5(3) ∙ ����2                                                  (81) 
 
����7(3) –витрати палива REEV, л/кВт·год. 
����2 - витрати палива REEV за 1 годину роботи, л/кВт·год. 
Розрахунок необхідної ємності АКБ при непостійній роботі REEV – 100 
км. 
��������6 = ����10 ∙ (����5 − 1)                                          (82) 
 
де ��������6 – робота REEV (кВт∙ год); 
����10- ємність АКБ необхідна для проходження дистанції 100 км, 
(кВт·год); 
����5 - час роботи REEV, год. 
 
��������6 = ����9 − ��������6                                         (83) 
 
де ��������6- ємність АКБ (кВт∙год). 
 
����6 = ��������6 ∙ 100/����9                                       (84) 
 
де ����6 - відсоток роботи Range від загального часу. 
 
����6 = ����6 ∙ ����30%/����1(4)                                       (85) 
 
де ����6 - кількість СО2 (кг/км); 
����1(4) - відсоток електрифікації автомобіля. 
 
����8 = ��������6 ∙ ����2                                                  (86) 
 
����8 –витрати палива REEV, л/кВт·год. 
����2 - витрати палива REEV за 1 годину роботи, л/кВт·год. 
Розрахунок необхідної ємності АКБ при непостійній роботі REEV 
протягом усього шляху з полегшеним кузовом за рахунок використання 
алюмінію – 300 км. 
 
����5 = ���� ����
2(2) − ����2                                     (87) 
����3
 
де ����5– маса автомобіля Chevrolet Lacetti, з урахуванням електричних 
елементів та ваги АКБ (кг). 
M- Маса кузова без навісних елементів та вузлів (кг); 
����2 - Питома вага заліза (г/см3); 
����3 - Питома вага алюмінія (г/см3); 
 
����11(1) = ����2 ∙ ����5/����2                                     (88) 
 
де ����11(1) - ємність АКБ, яка знадобиться для проходження шляху 300 км з 
масою ����5. 
����11(2) = ����11(1)/����                                                 (89) 
 
 
де ����11(2) - ємність АКБ необхідна для здійснення рухe на 1 год при ����5 
(кВт год). 
 
����2 = ���� �������� ����
11(2) ∙ ����1(5) ∙ ∙                                   (90) 
����(бенз) ����1
 
де ����2- показник СО2 (кг/км). 
 
����2(2) = ����11(2) ∙ ����1(4) ∙
�������� ∙ ����                                   (91) 
����(бенз) ����1
 
де ����2(2)- показник СО2 (кг/км). 
 
����2(3) = ����11(2) ∙ ����
�������� ����
1(3) ∙ ∙                                   (92) 
����(бенз) ����1
 
де ����2(3)- показник СО2 (кг/км). 
 
����2(4) = ���� �������� ����
11(2) ∙ ����1(2) ∙ ∙                                   (93) 
����(бенз) ����1
 
де ����2(4)- показник СО2 (кг/км). 
 
����2(5) = ���� �������� ����
11(2) ∙ ����1(1) ∙ ∙                                   (94) 
����(бенз) ����1
 
де ����2(5)- показник СО2 (кг/км). 
 
��������1 = (����11(1) − ����11(2))/(���� − 2)                                  (95) 
де ��������1 - необхідна потужність REEV на 300 км (кВт). 
Розрахунок необхідної ємності АКБ при непостійній роботі REEV 
протягом усього шляху з полегшеним кузовом за рахунок використання алюмінію 
– 200 км: 
 
����6 = ����3 −���� + ����
����2                                     (96) 
����3
 
де ����6– маса автомобіля Chevrolet Volt2, з алюмінієвим кузовом. 
M- Маса кузова без навісних елементів та вузлів (кг); 
����2 - Питома вага заліза (г/см3); 
����3 - Питома вага алюмінія (г/см3); 
 
����12(1) = ����2 ∙ ����6/����2                                     (97) 
 
де ����12(1) - ємність АКБ, яка знадобиться для проходження шляху 200 км з 
масою ����6. 
����12(2) = ����12(1)/����2                                                 (98) 
 
де ����12(2) - ємність АКБ необхідна для здійснення рухe на 1 год при ����6 
(кВт год). 
 
����3 = ����12(2) ∙ ����1(5) ∙
�������� ∙ ����                                   (99) 
����(бенз) ����1
 
де ����3- показник СО2 (кг/км). 
 
���� = ���� ∙ ���� ∙ �������� ����
3(2) 12(2) 1(4) ∙                                   (100) 
����(бенз) ����1
 
де ����3(2)- показник СО2 (кг/км). 
 
���� = ���� ∙ ���� ∙ �������� ����
3(3) 12(2) 1(3) ∙                                   (101) 
����(бенз) ����1
 
де ����3(3)- показник СО2 (кг/км). 
 
���� �������� ����
3(4) = ����12(2) ∙ ����1(2) ∙ ∙                                   (102) 
����(бенз) ����1
 
де ����3(4)- показник СО2 (кг/км). 
 
����3(5) = ���� �������� ����
12(2) ∙ ����1(1) ∙ ∙                                   (103) 
����(бенз) ����1
 
де ����3(5)- показник СО2 (кг/км). 
 
��������2 = (����12(1) − ����12(2))/(���� − 1)                                  (104) 
 
 
де ��������2 - необхідна потужність REEV на 200 км (кВт). 
Розрахунок необхідної ємності АКБ при непостійній роботі REEV 
протягом усього шляху з полегшеним кузовом за рахунок використання 
алюмінію – 100 км. 
 
����7 = ����4 −���� + ����
����2                                     (105) 
����3
 
де ����7– маса автомобіля Chevrolet Volt2, з алюмінієвим кузовом, (кг). 
M- Маса кузова без навісних елементів та вузлів (кг); 
����2 - Питома вага заліза (г/см3); 
����3 - Питома вага алюмінія (г/см3); 
 
����13(1) = ����2 ∙ ����6/����2                                     (106) 
 
де ����13(1) - ємність АКБ, яка знадобиться для проходження шляху 100 км з 
масою ����7. 
����13(2) = ����13(1)/����3                                                 (107) 
 
де ����13(2) - ємність АКБ необхідна для здійснення рухe на 1 год при ����7 (кВт 
год). 
 
����4 = ���� �������� ����
13(2) ∙ ����1(5) ∙ ∙                                   (108) 
����(бенз) ����1
 
де ����4- показник СО2 (кг/км). 
 
����4(2) = ����12(2) ∙ ���� ∙ �������� ∙ ����1(4)                                   (109) 
����(бенз) ����1
 
де ����4(2)- показник СО2 (кг/км). 
 
���� = ���� ∙ ���� ∙ �������� ����
4(3) 13(2) 1(3) ∙                                   (110) 
����(бенз) ����1
 
де ����4(3)- показник СО2 (кг/км). 
 
���� �������� ����
4(4) = ����13(2) ∙ ����1(2) ∙ ∙                                   (111) 
����(бенз) ����1
 
де ����4(4)- показник СО2 (кг/км). 
 
����4(5) = ����13(2) ∙ ����1(1) ∙
�������� ∙ ����                                   (112) 
����(бенз) ����1
 
де ����4(5)- показник СО2 (кг/км). 
 
��������3 = (����13(1) − ����13)/(���� − 3)                                  (113) 
 
 
де ��������3 - необхідна потужність REEV на 100 км (кВт). 
 
4.1 Аналіз результатів розрахунку при роботі електромобіля REEV 
 
 
На підставі формул, поданих у пункті 4 було здійснено розрахунок 
параметрів електромобіля REEV Chevrolet Volt 2 на бензиновом паливі. Даний 
електромобіль забезпечує виконання норм токсичності "ЄВРО - 6", має 
автономний пробіг - 300 км без додаткової зарядки АКБ. Результати 
розрахунків представлені у табл. 1. 
  
Таблиця 1 – Результати розрахунків, некобхідних для роботи плагін-
гибрида Chevrolet Volt 2 
При пробугу 300 км 
Кіл-ть енергії ДВЗ Кіл-ть Кіл-ть Кіл-ть Ємність АКБ Ємність 
(1км) корисно корисної корисної (100 км) при АКБ при 
ї енергії енергії енергії масі авто m масі авто 
ДВЗ електромобіл електромоб. з (бенз)  m1(2) для 
(20 %) я (80 %) алюмінієвим  руху 
кузовом протягом  
(80 %)  1 год 
����1,МДж ����2,МДж ����3,МДж ����4,МДж ����1, кВт∙год ����3(2) ,кВт∙год 
2,475 0,495 0,619 0,773 12,819 9,657 
Маса Chevrolet Ємність Ємність АКБ Маса Ємність АКБ Ємність 
Volt 2 АКБ при масі авто Chevrolet (300 км) при АКБ (100 
(300 км) m (ел) для Volt 2 масі m2(2) км) при 
при масі руху масі m2(2) 
m (ел. протягом  
без  1 год 
АКБ)   
m2(ел. без АКБ),  ����2, ����3,кВт∙год m2(2) (ел. с ����2(2) ,кВт∙го ����4,кВт∙год 
кг кВт∙год АКБ), кг д 
1088,750 38,672 7,734 1359,453 48,287 16,096 
Розрахунок залежності показника СО2 від відсотка електрифікації 
Відсоток 20 30 50 70 90 
електрифікації,К, % 
Показник СО2, 0,110 0,096 0,069 0,041 0,014 
����, кг/км 
Розрахунок потужності REEV при його постійній роботі 
 Робота Ємність АКБ Відсоток Кіл-ть СО2, Витрати 
REEV роботи  палива 
REEV від 
загального 
часу 
��������2, ��������2, кВт∙год Х2, % ����2, кг/км ����4,  
кВт∙год л/кВт∙год 
REEV, кВт 38,63 9,66 80,0 0,115 11,59 
Необхідна 9,66     
потужність 
RANGE (кВт∙год)  
При виконанні пробігу 200 км 
Маса Chevrolet Ємність Ємність АКБ Ємність Ємність АКБ  
Volt 2 АКБ (200 км) при АКБ при (100 км) при 
(200 км) масі авто m2 масі m3, масі mел 
при масі (ел з АКБ) необхідна 
m3 (ел. на 1 год. 
без руху  
АКБ) 
1269,22 25,78 30,05 9,03 15,03  
Продовження таблиці 1 
Розрахунок потужності REEV при його постійній роботі 
 Работа Емкость АКБ Процент работы Кол-во С02 Расход 
REEV REEVOT общего топлива 
времени 
��������3, ��������3, кВт∙год Х3, % ����3, кг/км ����5,  
кВт∙год л/кВт∙год 
REEV 3 кВт 9,99 20,06 33,2 0,053 3,00 
REEV 5 кВт 16,65 13.40 55,4 0,075 5,00 
REEV 2 кВт 6,66 23,39 22,2 0.012 2,00 
Розрахунок потужності REEV при його постійній роботі 
 Робота Ємність АКБ Відсоток роботи Кіл-ть СО2, Витрати 
REEV REEV від  палива 
загального часу 
��������4, ��������4, кВт∙год Х4, % ����4, кг/км ����6,  
кВт∙год л/кВт∙год 
REEV кВт 21,03 9,03 70,0 0,096 6,31 
Необхідна 9,03     
потужність 
RANGE (кВт∙год)  
При виконанні пробігу 100 км 
Маса Chevrolet Ємність Ємність АКБ Ємність АКБ при   
Volt 2 АКБ (100 (100 км) при масі m4, (ел. з 
км) при масі авто m4 АКБ) необхідна 
масі m4 (ел. (ел з АКБ) на 1 год. руху  
без АКБ) 
m4 (ел. з АКБ) (кг) С8(кВт∙год) С9(кВт∙год) С10(кВт∙год)   
1178,98 12,89 13,96 7,77   
Розрахунок потужності REEV при його постійній роботі 
- Робота Ємність АКБ Відсоток роботи Кіл-ть СО2, Витрати 
REEV REEV від  палива 
загального часу 
��������5, ��������5, кВт∙год Х5, % ����5, кг/км ����7,  
кВт∙год л/кВт∙год 
REEV 3 кВт 4,98 8,98 35,7 0,084 1,494 
REEV 5 кВт 8,3 5,66 59,5 0,051 2,49 
REEV 2 кВт 3,32 10,64 23,8 0,028 0,996 
Розрахунок потужності REEV при непостійній його роботі 
 Робота Ємність АКБ Відсоток Кіл-ть СО2, Витрати 
REEV роботи REEV  палива 
від загального 
часу 
��������6, ��������6, кВт∙год Х6, % ����6, кг/км ����8,  л/кВт∙год 
кВт∙год 
  
Продовження таблиці 1 
REEV (кВт) 5,13 8,83 36,7 0,022 1,54 
Необхідна 5,13     
потужність RANGE 
(кВт∙год)  
Зменшення маси за рахунок використання більш легких матерілів 
При виконанні пробігу 300 км 300 км з алюмінієвим кузовом 
Маса Chevrolet Volt 2 Ємність Ємність АКБ Маса Chevrolet Ємність АКБ Ємність АКБ 
АКБ (300 (100 км) при Volt 2 (з (300 км) при при масі m5, 
км) при масі авто m2(2) а люмінієвим масі m5 необхідна на 
масі m2(2) (ел.) кузовом) 1 год. руху 
(ел. з АКБ) 
m2(2), кг ����2(2), ����3(2), кВт∙год m5 (кг) ����11(1), кВт∙год ����11(2), 
кВт∙год кВт∙год 
1359,453 48,29 16,10 1123,2 39,89 13,30 
Розрахунок залежності показника СО2 від відсотка електрофікації автомобіля з кузовом 
з алюмінію (300км) 
Від со ток 20 30 50 70 90 
електрифікації, К2, % 
Показник СО2, 0,091 0,079 0,057 0,034 0,011 
����2, кг/км 
Необхідна 8,87  
потужність 
RANGE (кВт∙год) 
при непостійній 
роботі 
При виконанні пробігу 200 км 200 км з алюмінієвим кузовом 
Маса Chevrolet Volt 2 Ємність Ємність Маса Chevrolet Ємність Ємність АКБ 
АКБ (200 АКБ (100 Volt 2 (з АКБ (200 при масі m6, 
км) при км) при алюмінієвим км) при необхідна на 
масі m3 масі авто кузовом) масі m6 1 год. руху 
(ел. з АКБ) m3 (ел.) 
m3, кг ����5, кВт∙год ����5, кВт∙год m 6 (кг) ����12(1), кВт∙год ����12(2), 
кВт∙год 
1269,219 30,05 15,03 1032,9 24,46 7,35 
Розрахунок залежності показника СО2 від відсотка електрофікації автомобіля з кузовом 
з алюмінію (200км) 
Відсоток 20 30  50 70 90 
електрифікації, 
К3, % 
 
 
 
 
 
Продовження таблиці 1 
Показник СО2, 0,084 0,073 0,052 0,031 0,010 
����3, кг/км 
Необхідна потуж- 7,35     
ність RANGE 
(кВт∙год) при непо-
стійній роботі 
При виконанні пробігу 100 км 100 км з алюмінієвим кузовом 
Маса Chevrolet Volt Ємність АКБ Ємність АКБ Маса Chevro- Ємність АКБ Ємність АКБ 
2 (200 км) при (100 км) при масі let Volt 2 (з (200 км) при при масі m7, 
масі m4 (ел. з авто m4 (ел.) алюмінієвим масі m7 необхідна на 
АКБ) кузовом) 1 год. руху 
m 4, кг ����8, кВт∙год ����8, кВт∙год m 7 (кг) ����13(1), кВт∙год ����13(2), 
кВт∙год 
1178,98 13,96 13,96 942,71 11,16 6,72 
Розрахунок залежності показника СО2 від відсотка електрофікації автомобіля з кузовом з 
алюмінію (300км) 
Відсоток електри- 20 30 50 70 90 
фікації, К4, % 
Показник СО2, 0,076 0,067 0,048 0,029 0,010 
����4, кг/км 
Необхідна потуж- 4,44     
ність RANGE 
(кВт∙год) при непо-
стійній роботі 
Вихідні дані 1 
Кіл-ть тепла, що КПД бензино- КПД Маса Маса двигуна Маса вих-
виділяється при вого ДВЗ електродвигуна Chevrolet лопної си-
згорянні 1 л А-95 Lacetti стеми 
G (бенз) (МДж) КПД КПД m1 (бенз), кг m1(2) (двиг), кг m1(3) (вих), 
(ДВЗ), % (ел.), % кг 
44 0,2 0,8 1180 112 15,25 
Вихідні дані 2 
Маса Необхідний Маса елек- Маса АКБ на Маса Густина бен-
бензобаку пробіг, тричних ком- 10 кВт∙год Електроприводу зину 
×100 км понентів 
 
 
Продовження таблиці 1 
m1(4), кг S m1(5), кг m1(7), кг m1(6), кг ���� (бенз) 
(кг/м3) 
10 3 23 70 23 0,75 
Вихідні дані 3 
Залежність Кіл-ть СО2 з 1 Витрати Питома Середня Середній час 
питомої л. бензину палива в ємність АКБ швидкість руху 
витрати палива «Змішаному руху 
від частоти режимі» 
оберт. 3000 
об./хв. 
�������� (кг/ кВт∙год) Z L, л/100км С V ср (км/год) Тср (сек) 
0,305 2,1 7,5 0,8 60 3600 
Вихідні дані 4 
Час руху Потужність Потужність Потужність Питома Витрати 
RANGE RANGE RANGE вага заліза RANGE 
Т (год.) P 3
1 (кВт) Р2 (кВт) Р3 (кВт) М2 (г/см ) ����2, (л/ кВт∙год) 
5 3 5 9 7,85 0,3 
Вихідні дані 5 
Потужність Час руху Необхідний Потужність Час руху Щоденний 
RANGE пробіг, ×100 RANGE (200 км) запас ходу 
(кВт∙год) при км 
непостійній 
роботі на 100 
км) 
Р4 (кВт) Т3 (год.) S2 Р5 (кВт) Т4(год) J (км) 
16,096 4 2 2 3,33 60 
Вихідні дані 6 
Потужність Необхідний Час руху 5 Потужність Маса Питома вага 
RANGE пробіг, ×100 (100 км) RANGE кузову (без алюмінію 
(кВт∙год) при км (кВт∙год) при навесних 
непостійній непостійній елементів та 
роботі на 200 роботі на 100 вузлів) 
км) км) 
Р6 (кВт) S3 Т5(год) Р7 (кВт) М (кг) М 3
3 (г/см ) 
9,025 1 1,66 7,77 360 2,698 
 
На рис. 14 показано залежність витрати палива від величини пройденого 
шляху.  
 
 
 
Рисунок 14 – Залежність витрати палива від величини 
пройденого шляху 
 
 
 
На підставі виконаних розрахунків очевидно, що чим більший відсоток 
електрифікації автомобіля, тим менше викидів СО2. На рис. 15 представлено 
залежність кількості викидів СО2 від відсотка електрифікації автомобіля. 
 
Рисунок 15 – Залежність кількості викидів СО2 від величини відсотка 
електрифікації автомобіля 
 
На рис. 16 представлено залежність необхідної потужності Range від 
маси автомобіля. 
 
 
Рисунок 16 – Залежність необхідної потужності Range від маси 
автомобіля 
  
5 Методика оцінки ефективності та розрахунок параметрів REEV 
 
За базовий автомобіль було взято Chevrolet Lacetti. 
Як паливо для REEV використовується зріджений природний газ. Силові 
агрегати, які використовують газ у вигляді палива, мають значно вищий 
коефіцієнт корисної дії (ККД), на відміну від агрегатів, що працюють лише на 
бензиновому паливі. 
У газі найголовнішим компонентом є метан. Октанове число в нього 
приблизно дорівнює 115 - 130. За цією характеристикою можна значно 
збільшити в силовому агрегаті ступінь стиснення. 
Всі базові характеристики, маса кузова та всіх запасних частин були взяті 
з даного автомобіля. Методика оцінки ефективності та розрахунок параметрів 
REEV представлений у Додатку А. 
 
5.1 Аналіз результатів розрахунку при роботі електромобіля REEV 
 
На підставі формул, поданих у пункті 4.1, було здійснено розрахунок 
плагін-гібриду на базі автомобіля Chevrolet Lacetti на газовому паливі. 
Безумовно, цей гібрид повинен виконувати норми токсичності «ЄВРО – 6». 
Результати обчислень представлені у табл. 2. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
71
Таблиця 2 – Розрахунок параметрів, необхідних для виконання роботи 
REEV Chevrolet Volt 2 (на базі Chevrolet Lacetti) та забезпечення норм 
токсичності «ЄВРО-6» 
При пробігу 300 км 
Кіл-ть енергії Кіл-ть ко- Кіл-ть корис- Кіл-ть корисної Ємність Ємність АКБ 
ДВЗ (1 км) рисної ної енергії енергії елек- АКБ при m1(2) (ел з 
енергії електромобіля тромобіля (100км) при АКБ) необ-
ДВЗ (80%) (80%) m (бенз) хідна на 1 год 
(20%) 
����1 (МДж) ����2 (МДж) ����3 (МДж) ����4 (МДж) ����1| (кВт∙год) ����3(2)| 
(кВт∙год) 
3,366 0,673 0,842 1,052 17,531 14,076 
Маса Chevrolet Ємність Ємність АКБ Маса Chevrolet Ємність Ємність АКБ 
Volt 2 АКБ (300 при m (ел.), не- Volt 2  АКБ (300 (100 км) при 
км) при m обхідна на 1 год. км) при масі масі m2(2) 
(ел. без руху m2(2) 
АКБ) 
m2 (ел. без АКБ) С2, кВт∙год С3, кВт∙год m2(2) (ел. з С2(2), С4, кВт∙год 
(кг) АКБ) (кг) кВт∙год 
1088,750 52,594 10,519 1456,906 70,378 23,459 
Розрахунок залежності показника СО2 від відсотка електрофікації автомобіля 
Відсоток електри- 20 30 50 70 90 
фікації, К, % 
Показник СО2, 0,074 0,065 0,046 0,028 0,009 
Z, кг/км 
Розрахунок потужності REEV при постійній його роботі 
 Робота Ємність АКБ Відсоток роботи Кіл-ть СО2, Витрати па-
REEV REEV від за-  лива 
гального часу 
��������, ��������, кВт∙год X, % Y, кг/км ����3,  л/кВт∙год 
кВт∙год 
REEV 3 кВт 15 55,378 21,3 0,020 4,5 
REEV 5 кВт 25 45,378 35,5 0,033 7,5 
REEV 9 кВт 45 25,378 63,9 0,059 13,5 
Розрахунок необхідної ємності АКБ при непостійній роботі REEV  
 Робота Ємність АКБ Відсоток ро- Кіл-ть СО2, Витрати па-
REEV боти REEV від  лива 
загального 
часу 
��������2, ��������2, кВт∙год Х2, % ����2, кг/км ����4,  л/кВт∙год 
кВт∙год 
REEV кВт 56,30 14,08 80,0 0,074 16,89 
 
Продовження таблиці 2 
Необхідна 14,08     
потужність 
RANGE 
(кВт∙год)  
При виконанні пробігу 200 км 
Маса Chevrolet Ємність Ємність АКБ Ємність АКБ при Ємність АКБ  
Volt 2 АКБ (200 (200 км) при m3, необхідна на 1 (100 км) при m 
км) при m3 m2 (ел. з год. руху (ел.) 
(ел. без АКБ) 
АКБ) 
m3 (ел. з АКБ) С5, кВт∙год С5(2), С6, кВт∙год С7, кВт∙год  
(кг) кВт∙год 
1334,19 35,06 42,97 12,90 21,48  
Розрахунок потужності REEV при постійній його роботі 
 Робота Ємність Відсоток роботи Кіл-ть СО2, Витрати 
REEV АКБ REEV від  палива 
загального часу 
��������3, кВт∙год ��������3, X3, % Y3, кг/км ����5,  л/кВт∙год 
кВт∙год 
REEV 3 кВт 9,99 32,98 23,3 0,025 3,00 
REEV 5 кВт 16,65 26,32 38,8 0,035 5,00 
REEV 2 кВт 6,66 36,31 15,5 0,005 2,00 
Розрахунок потужності REEV при непостійній його роботі 
 Робота Ємність Відсоток роботи Кіл-ть СО2, Витрати 
REEV АКБ REEV від  палива 
загального часу 
��������4, кВт∙год ��������4, X4, % Y4, кг/км ����6,  л/кВт∙год 
кВт∙год 
REEV кВт 30,06 12,90 70,0 0,065 9,02 
Необхідна 12,90  
потужність 
RANGE 
(кВт∙год) 
При виконанні пробігу 200 км 
Маса Chevrolet Ємність Ємність АКБ Ємність АКБ при   
Volt 2 АКБ (100 (100 км) при m4 (ел. з АКБ) 
км) при m4(1) m4 (ел. з необхідна на 1 
(ел. без АКБ) год. руху 
АКБ) 
m4 (ел. з АКБ) С8, кВт∙год С9, кВт∙год С10, кВт∙год   
(кг) 
1211,47 17,53 19,51 10,56   
 
 
Продовження таблиці 2 
Розрахунок потужності REEV при постійній його роботі 
 Робота Ємність АКБ Відсоток роботи Кіл-ть СО2, Витрати 
REEV REEV від  палива 
загального часу 
��������5, ��������5, кВт∙год X5, % Y5, кг/км ����7,  л/кВт∙год 
кВт∙год 
REEV 3 кВт 4,98 14,53 25,5 0,041 1,494 
REEV 5 кВт 8,3 11,21 42,5 0,024 2,49 
REEV 2 кВт 3,32 16,19 17,0 0,014 0,996 
Розрахунок потужності REEV при непостійній його роботі 
 Робота Ємність АКБ Відсоток Кіл-ть СО2, Витрати 
REEV роботи REEV  палива 
від загального 
часу 
��������6, кВт∙год ��������6, кВт∙год X6, % Y6, кг/км ����8,  л/кВт∙год 
REEV кВт 6,97 12,54 35,7 0,014 2,09 
Необхідна 6,97     
потужність RANGE 
(кВт∙год) 
Зменшення маси за рахунок використання більш легких матерілів 
При виконанні пробігу 300 км 300 км з алюмінієвим кузовом 
Маса Chevrolet Volt Ємність АКБ Ємність АКБ Маса Chevrolet Ємність АКБ Ємність 
2 (300 км) при (100 км) при Volt 2 (з (300 км) при АКБ при 
масі m2(2) (ел. з масі авто m2(2) а люмінієвим масі m5 масі m5, 
АКБ) (ел.) кузовом) необхідна 
на 1 год. 
m2(2), кг ����2(2), кВт∙год ����3(2), кВт∙год m5 (кг) ����11(1), ����11 (2), 
кВт∙год кВт∙год 
1456,906 70,38 23,46 1220,6 58,96 19,65 
Розрахунок залежності показника СО2 від відсотка електрофікації автомобіля з 
кузовом з алюмінію (300км) 
Відсоток 20 30  50 70 90 
електрифікації, 
К2, % 
Показник СО2, 0,062 0,054 0,039 0,023 0,008 
����2, кг/км 
Необхідна 13,10  
потужність 
RANGE 
(кВт∙год) при 
непостійній 
роботі 
 
 
 
 
Продовження таблиці 2 
При виконанні пробігу 200 км 200 км з алюмінієвим кузовом 
Маса Chevrolet Volt Ємність Ємність Маса Chevrolet Ємність АКБ Ємність 
2 АКБ (200 АКБ (100 Volt 2 (з (200 км) при АКБ при 
км) при км) при алюмінієвим ку-масі m2 (ел. з масі m2, не-
масі m3 масі авто зовом) АКБ) обхідна на 
(ел. з АКБ) m3 (ел.) 1 год. руху 
m3, кг ����5, кВт∙год ����5(2), кВт∙год m6 (кг) ����12(1), ����12(2), 
кВт∙год кВт∙год 
1334,188 42,97 21,48 1097,9 35,36 10,62 
Розрахунок залежності показника СО2 від відсотка електрофікації автомобіля з кузовом 
з алюмінію (300км) 
Відсоток елек- 20 30 50 70 90 
трифікації, К3, % 
Показник СО2, 0,056 0,049 0,035 0,021 0,007 
����3, кг/км 
Необхідна поту- 10,62     
жність RANGE 
(кВт∙год) при 
непостійній ро-
боті 
При виконанні пробігу 100 км 100 км з алюмінієвим кузовом 
Маса Chevrolet Ємність АКБ Ємність АКБ Маса Chev- Ємність Ємність АКБ 
Volt 2 (100 км) при (100 км) при масі rolet Volt 2 (з АКБ (200 при масі m2, 
масі m2 (ел. з авто m2 (ел.) алюмінієвим км) при необхідна на 1 
АКБ) кузовом) масі m2 год. руху 
m 4, кг ����8, кВт∙год ����8, кВт∙год m 7 (кг) ����13(1), ����13(2), кВт∙год 
кВт∙год 
1211,47 19,51 19,51 975,20 15,70 9,46 
Розрахунок залежності показника СО2 від відсотка електрофікації автомобіля з кузовом 
з алюмінію (300км) 
Відсоток елек- 20 30 50 70 90 
трифікації, К4, % 
Показник СО2, 0,050 0,043 0,031 0,019 0,006 
����4, кг/км 
 
 
 
 
Продовження таблиці 2 
Необхідна поту- 6,24     
жність RANGE 
(кВт∙год) при не-
постійній роботі 
Вихідні дані 1 
Кіл-ть тепла, КПД ДВЗ КПД Маса  Маса Маса вих-
що виділяється електродвигуна Chevrolet двигуна лопної си-
при згорянні 1 стеми 
л газу Lacetti 
G (бенз) КПД КПД m1 (бенз),  m1(2) (двиг), m1(3) (вих), 
(МДж) (ДВЗ), % (ел.), % кг кг кг 
44 0,2 0,8 1180  112  15,25 
Вихідні дані 2 
Маса Необхідний Маса електрич- Маса АКБ Маса Густина 
бензобаку пробіг, ×100 них компонентів на 10 Електроприводу СПГ 
км кВт∙год 
m1(4), кг S m1(5), кг m1(7), кг m1(6), кг ���� (СПГ) 
(кг/м3) 
10 3 23 70 23 0,85 
Вихідні дані 3 
Залежність Кіл-ть СО2 з 1 Витрати па- Питома Середня Середній час 
питомої вит-л. СПГ лива в ємність АКБ швидкість руху 
рати палива «Змішаному руху 
від частоти режимі» 
оберт. 3000 
об./хв. 
�������� (кг/ Z L, л/100км С V ср Тср (сек) 
кВт∙год) (км/год) 
0,305 1,1 9 0,8 60 3600 
Вихідні дані 4 
Час руху Потужність Потужність Потужність Питома Витрати 
RANGE RANGE RANGE вага заліза RANGE 
Т (год.) P1 (кВт) Р2 (кВт) Р3 (кВт) М2 (г/см3) ����2, (л/ 
5 3 5 9 7,85 0,3  
 
 
 
 
Продовження таблиці 2 
 
Вихідні дані 5 
Потужність Час руху Необхідний Потужність Час руху (200 Щоденний 
RANGE пробіг, ×100 RANGE км) запас ходу 
(кВт∙год) при км 
непостійній 
роботі на 100 
км) 
Р4 (кВт) Т3 (год.) S2 Р5 (кВт) Т4(год) J (км) 
23,459 4 2 2 3,33 60 
Вихідні дані 6 
Потужність Необхідний Час руху 5 (100 Потужність Маса кузову Питома вага 
RANGE пробіг, ×100 км) RANGE (без навесних алюмінію 
(кВт∙год) при км (кВт∙год) при елементів та 
непостійній непостійній вузлів) 
роботі на 200 роботі на 100 
км) км) 
Р6 (кВт) S3 Т5(год) Р7 (кВт) М (кг) М3 (г/см3) 
12,903 1 1,66 10,56 360 2,698 
 
На рис.17 показано залежність витрат палива (газу) від величини 
пройденого шляху за постійної роботи REEV. 
 
 
Рисунок 17 – Залежність витрати палива (газу) від величини пройденого 
шляху за постійної роботи REEV 
На підставі виконаних розрахунків очевидно, що чим більший відсоток 
електрифікації автомобіля, тим менша витрата палива, а відповідно і менше 
викидів СО2. На рис. 18 представлено залежність кількості викидів СО2 від відсотка 
електрифікації автомобіля. 
 
 
Рисунок 18 – Залежність кількості викидів СО2 від ступеня електрифікації 
автомобіля 
 
На рис. 19 представлено залежність необхідної потужності REEV від 
маси автомобіля. При зменшенні маси автомобіля необхідна потужність REEV 
відповідно зменшується. 
 
Рисунок 19 – Залежність необхідної потужності Range від маси автомобіля  
  
6 Експериментальна оцінка економічних та екологічних показників REEV 
 
6.1 Загальні положення 
 
При виконанні робіт прийнято експериментальний метод досліджень 
шляхом зняття характеристик з двигуна внутрішнього згоряння (ДВЗ), що 
пояснюється необхідністю отримання результатів, що найбільше відповідають 
реальним значенням об'єкта, що досліджується, і неможливістю виконання 
даних досліджень теоретичним методом, у зв'язку зі складністю досліджуваних 
процесів та їх теоретичного опису. 
 
6.2 Мета випробувань 
 
Метою даної роботи є визначення в умовах моторного стенду базових 
характеристик ДВЗ, що застосовується у складі силової установки Range 
Extender, а також залежності викидів токсичних компонентів з газами двигуна, 
що відпрацювали. 
При цьому в процесі підготовки та проведення випробувань виконувались 
такі роботи: 
− моторний бокс (стенд) обладнувався системою подачі палива та 
засобами забезпечення її функціонування, включаючи засоби вимірювань та 
управління; 
− проводилися підготовчі та пуско-налагоджувальні роботи; 
 
6.3 Об'єкт випробувань 
 
Об'єктами випробувань є поршневий, одноциліндровий, чотиритактний, з 
іскровим запалюванням двигун робочим об'ємом Vh = 0,6л. Конструкція двигуна 
та всіх його систем (за вийнятком електронної системи управління, ЕСУД), 
умови функціонування розроблені виробником двигуна. 
 
 
 
6.4 Умови проведення випробувань 
 
Випробування проводилися у моторному боксі, у якому міститься 
устаткування відповідно до ГОСТ 14846 – 81. 
За результатами вимірів розраховую атмосферний фактор F за формулою: 
− для двигунів без наддуву: 
 
���� = (99)( ����а )0,7                                           (114) 
����а 298
 
����а – тиск атмосфери; 
����а – температура атмосфери. 
Результати випробувань вважають достовірними, якщо протягом 
проведення випробувань фактор ���� залишається в межах 0,93 < F < 1,07. 
 
6.5 Методика випробувань 
 
Підготовка стенду та методика випробувань двигуна. 
Принципові схеми оснащення моторного боксу при роботі на бензині та 
газовому паливі наведені на рис. 20.  
 
Рисунок 20 - Принципова схема випробувального стенду під час роботи ДВЗ 
на рідкому паливі 
На рис. 20 прийняті такі позначення: 
− ГА-1, ГА-2 – газоаналізатори; 
− М3 - манометр та/або датчик тиску; 
− ПН – паливний насос; 
− РТ – регулятор тиску в паливній системі; 
− УВТ – універсальний вимірювач температури; 
− λ1 – широкосмуговий λ-зонд; 
− λ2 - штатний датчик кисню ЕСУД; 
− t1, t2, t3 – датчики температур; 
− ІРГА – вимірювач витрати повітря; 
− ГП - гальмівний пристрій; 
− ЕСУД – електронна система управління двигуном; 
− ДВЗ - двигун внутрішнього згоряння. 
 
Після підготовки систем боксу проводяться попередні випробування, в 
результаті яких визначаються та уточнюються необхідні параметри та 
налаштування як самого стенду, так і вимірювального обладнання. 
Послідовність виконання експериментальної роботи. 
Експериментальна робота виконується в наступнй послідовності: 
− проводиться запуск ДВЗ і після його прогріву встановлюється заданий 
режим роботи, що характеризується частотою обертання валу двигуна та 
навантаженням; 
− знімається одна з характеристик, передбачених програмою 
випробувань (регулювальна, навантажувальна, холостого ходу). 
Обробка результатів випробувань виконується у такому порядку: 
− Параметри роботи ДВЗ визначаються відповідно до вимог ДСТУ 
2365-94 1. 
− Визначення інших показників, зокрема, питомої витрати, середнього 
ефективного тиску та ін. проводиться за ДСТУ 2365-94 1. 
− Питомий середньозважений викид i-ї шкідливої речовини розраховують за 
такою формулою: 
 
∑���� ����
���� = 0,446 ∙ ���� ∙ ����=1 ��������∙������������ℎ����∙��������
���� ���� ����                                   (115) 
��������∙∑����=1�����������������∙��������
 
де�������� - молекулярна маса i-го шкідливого компоненту або його еквівалент, 
кг/кмоль 
��������-номінальна або повна потужність двигуна, кВт; 
���������������� - відносна потужність двигуна; 
��������-ваговий коефіцієнт j-го режиму; 
������������ℎ����  - об'ємна годинна витрата відпрацьованих газів, приведена до 
нормальних умов у «вологому» або «сухому» стані, м3/год;  
������������- об'ємна концентрація у відпрацьованих газах i-ї речовини, %. 
 
Об'ємну витрату відпрацьованих газів вимірюють будь-яким прямим 
методом з наступним приведенням до стандартних атмосферних умов або 
розраховують за виміряними значеннями витрати повітря та палива на 
кожному j-му режимі випробувань за формулою: 
 
������������ℎ���� = ���������������� + �������� ∙ ����                                             (116) 
 
де �������� - кооефіцієнт приведення до нормальних атмосферних умов витрат 
нерозбавлених продуктів згоряння різних палив (м3/ кг). 
���������������� – об'ємна годинна витрата повітря, приведена до нормальних 
атмосферних умов (тиск ��������= 101,3 кПа, температура ��������= 273 К), м3/год; 
���� - Масова витрата палива, кг/год. 
 
6.6 Програма випробувань 
 
Випробування за циклом D2 ISO 8528-1 проводиться послідовно на всіх 
режимах випробувального циклу відповідно до їх нумерації в порядку 
зростання. 
На кожному режимі циклу фіксуються наступні показники роботи двигуна: 
− витрата палива B, кг/год; 
− витрата повітря ���� 3
������������, м /год або ����������������, кг/год; 
− крутний момент двигуна ����кр, Н·м; 
− частота обертання колінчастого валу n, хв-1; 
− концентрація монооксиду вуглецю ������������, %; 
− концентрація оксидів азоту ������������, ppm; 
− концентрація вуглеводнів ������������, ppm. 
− кут випередження запалювання КВЗ, град. (повороту колінчастого валу). 
У табл. 3 наведено випробувальний цикл. 
 
 
 
Таблиця 3 - Випробовувальний цикл 
Номер режиму 1 2 3 4 5 - - - - - - 
(цикл D2) 
Частота Частота обертання, Проміжна Мінімальна 
обертання n = 3000 хв-1 частота частота 
обертання обертання 
холостого ходу 
Крутний 100 75 50 25 10 - - - - - - 
момент, %  
Крутний 32,8 26,3 14,0 7,4 4,5 - - - - - - 
момент, Н·м 
Потужність, 10,3 8,3 4,4 2,3 1,4 - - - - - - 
кВт 
Ваговий 0,05 0,25 0,3 0,3 0,1 - - - - - - 
коефіцієнт 
 
Далі здійснюється пуск та прогрів двигуна. Прогрів двигуна 
здійснюється при навантаженні не менше 80% від оголошеної (номінальної 
або повної) потужності до стабілізації параметрів двигуна згідно з 
рекомендаціями виробника. Далі проводиться вимірювання параметрів 
двигуна за циклом. Усі етапи проводять у тій послідовності, яка визначається 
вибраним випробувальним циклом. Мінімальна тривалість режиму становить 
10 хв. У разі потреби тривалість режиму може бути збільшена, наприклад, 
коли треба накопичити достатню кількість матеріалу для проби або коли треба 
дочекатися стабілізації параметрів великого режиму двигуна. 
 
6.7 Комплектація електронно-цифровоїсистеми управління двигуном 
та характеристика датчиків та виконавчих механізмів 
 
Комплектація електронно-цифровоїсистеми управління двигуном (ЕСУД) 
представлена у табл. 4. 
Таблиця 4 - Комплектація ЕСУД 
 
№ Найменування Позначення Кількість 
1 Дросельний модуль з електроприводом 21126-1148010, Bosch 0 280 1 
 дросельної заслонки та ДПД 750 526  
2 ДПКВ Датчик синхронізації КВ 40904.3847010 DG-6-K, 1 
 індуктивного типу Bosch 0 261 210 302  
3 Датчик температури ОР 40904.3828000 TF-W, 1 
 NTC-типу Bosch 0 280 130 093  
4 ДДТВ Датчик тиску та температури 40905.3829010 DS-S3-TF, 1 
 повітря у впускному колекторі Bosch 0 261 230 217  
 
 
 
 
Закінчення таблиці 4 
5 Датчик Детонації 40904.3855000 KS-4-S 1 
Bosch 0 261 231 176 
6 Датчик кисню (лямбда-зонд), Датчик кисню типу ДК 889 1 
 чотирипровідний, з керованим аналог 25.368889 ф. Delphi  
 електропідігрівом:   
7 Бензинові форсунки (електромагнітні, 40904.1132010 EV14EL, 1 
 двофакельні) Bosch 0 280 158 237  
8 Котушка запалювання «СОАТЭ» 407.3705000 аналог 1 
 (індивідуальні, трансформаторного BWBSK 4075 (Корея)  
 типу, без комутатора) 40904.3705000-01  
9 Свіча запалювання NGK CR7 (або аналог) 1 
    
10 Комплект джгутів проводів Міка Мотор 1 
11 Блок керування АБІТ А 12.2 1 
12 Реле стартера 411.3787-02  1 
13 Головне реле 40.3787  1 
14 Ключ запалення  21230-3704010  1 
 
Характеристики датчиків та виконавчих механізмів ЕСУД представлені 
нижче. 
Датчик абсолютного тиску з вбудованим датчиком температури 
40905.3829010 DS-S3-TF, Bosch 0261230217. 
Таблиця 5 - Калібрування датчика тиску 
 
UPa, B 0 0,156 0,313 0,469 0,625 0,781 0,938 1,094 1,25 1,406 1,563 
            
Pa, кПа 10,3 13,7 17,3 20,8 24,4 27,9 31,3 34,9 38,4 42 45,5 
            
UPa, B 1,719 1,875 2,031 2,188 2,344 2,5 2,656 2,813 2,969 3,125 3,281 
            
Pa, кПа 48,9 52,5 56 59,6 63,1 66,5 70,1 73,6 77,1 80,7 84,1 
            
UPa, B 3,438 3,594 3,75 3,906 4,063 4,219 4,375 4,531 4,688 4,844 5 
            
Pa, кПа 87,6 91,1 94,4 97,7 101 104 106,8 109,2 111,5 111,7 112 
            
 На рис. 20 зображено залежність напруги (UPa) від тиску (Ра). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Рисунок 20 – Залежність напруги (UPa) від тиску (Ра) 
 
 
Таблиця 6 - Калібрування датчика температури 
UTa, B 0 0,156 0,313 0,469 0,625 0,781 0,938 1,094 1,25 1,406 1,563 
            
Ta, С 157 134,5 110,5 93 80,2 70,8 63,7 58,2 53,5 49,3 45,4 
            
UTa, B 1,719 1,875 2,031 2,188 2,344 2,5 2,656 2,813 2,969 3,125 3,281 
            
Ta, С 41,5 37,6 33,8 29,9 26,2 22,6 19,2 15,9 12,9 10,1 7,4 
            
UTa, B 3,438 3,594 3,75 3,906 4,063 4,219 4,375 4,531 4,688 4,844 5 
            
Ta, С 4,6 1,8 -1,4 -5 -9,2 -14,1 -19,9 -26,7 -34,3 -42,6 -51,5 
            
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Рисунок 21 – Залежність напруги (UTа) від температури (Та) 
Котушка запалювання індивідуальна 407.3705000 аналог BWBSK 4075 
(Корея) 40904.3705000-01. 
Датчик температури охолоджувальної рідини (ДТОР) 40904.3828000 TF-W, 
Bosch 0 280 130 093. 
Таблиця 7 - Калібрування ДТОР 
UТор, 0 0,156 0,313 0,469 0,625 0,781 0,938 1,094 1,25 1,406 1,563 
B 
Тор,°C 138,3 104,2 77,2 63,2 52,8 45,5 40 35,6 30,3 27,6 24 
UТор,B 1,719 1,875 2,031 2,188 2,344 2,5 2,656 2,813 2,969 3,125 3,281 
Тор,°C 21,2 18,1 15,4 13,3 10,7 7,9 4,8 1,3 -1,7 -5,3 -8,7 
UТор, 3,438 3,594 3,75 3,906 4,063 4,219 4,375 4,531 4,688 4,844 5 
B 
Тож,°C -12,4 -15,8 -19,7 -23,5 -27,5 -31,1 -35 -41 -48 -58,4 -74,4 
 
 
 
 
 
 
Рисунок 22 – Залежність напруги (UTор) від температури охолоджуючої рідини 
(Тор) 
Таблиця 8 - Калібрування датчика кисню 
UDk, B 0,06 0,079 0,098 0,118 0,137 0,156 0,2 0,325 0,45 0,56 0,648 
Знач. 1,262 1,183 1,103 1,051 1,029 1,023 1,016 1,01 1,009 1,008 1,007 
Dk 
UDk, B 0,693 0,72 0,732 0,744 0,756 0,768 0,781 0,793 0,805 0,817 0,829 
 
Знач. 1,008 1,006 1,006 1,006 1,004 1,003 1 0,997 0,992 0,988 0,982 
 Dk 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Рисунок 23 – Залежність напруги (UDk) від коефіцієнта 
надлишку повітря (Dk) 
 
 
 
6.8 Результати випробувань 
 
Первинні результати випробувань були отримані на базі Черкаського 
НДЕКЦ. 
На рис. 24 представлено зміну питомого ефективного витрати палива 
(навантажувальна характеристика). 
 
Рисунок 24 – Питома ефективна витрата палива (при n = 3000 хв-1) 
 
 
В табл. 9 представлені результати оцінки токсичності газів, що відпрацювали, та 
їх порівняння з нормами ДСТУ 1679-1:2018 «Двигуни внутрішнього згоряння 
поршневі». 
Таблиця 9 – Питомі середньозважені викиди токсичних компонентів 
Параметр Результати Норма питомих 
випробувань середньозважених викидів при 
постановці на виробництво 
А-95 Газ до 2016 р. після 2016 р. 
    
Питомий середньозважений викид    
оксидів азоту (NOx), ������������ 1,26 0,32 10 6 
г/(кВт год)    
Питомий середньозважений викид    
оксиду вуглецю (СО), ������������, 1,25 0,28 3,5 1,5 
г/(кВт год)    
Питомий середньозважений викид    
вуглеводнів (СН), ������������, 0,127 0,031 1 0,4 
г/(кВт год)    
 
  
Висновки 
 
В даній роботі проведено аналіз можливості виконання перспективних норм 
токсичності електромобілями з REEV. Проведений аналіз показує 
перспективність ринку електротранспорту та REEV. У найближчі 10-12 років 
прогнозується значне збільшення обсягу продажів, які можуть сягнути 
приблизно половини від продажів усіх нових легкових автомобілів. Ринок REEV 
є порівняно новим для України, проте низка автомобільних лідерів, таких як 
BMW, AUDI розпочали серійне виробництво REEV. 
Розрахунки REEV проводились для автомобіля з REEV на базі Chevrolet 
Lacetti. Для визначення необхідної потужності REEV було враховано показники 
максимального пробігу, маси автомобіля, різних видів палива та режимів роботи 
самого REEV. 
Розрахунки дозволяють зробити висновок, що: 
− оптимальним паливом для автомобілів з REEV є природний газ, який 
на даний момент частково використовується у всьому світі; 
− при використанні REEV з урахуванням його максимального пробігу 
300 км та непостійній роботі самого двигуна автомобіль виконує норму 
токсичності Євро-6; 
− при використанні REEV для електромобіля показники СО2, витрати 
палива зменшуються в 4 рази, порівняно з автомобілем, обладнаним ДВЗ. 
− автомобіль із двигуном REEV є електромобілем, так як він 
використовує тільки електротягу. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  
Список використаних джерел 
 
1. Стратегія сталого розвитку: Європейські горизонти [Електронний 
ресурс]: Підручник / І.Л. Якименко, Л.П. Петрашко, Т.М. Димань, О.М. Салавор, 
Є.Б. Шаповалов, М.А. Галабурда, О.В Ничик, О.В. Мартинюк. – К.: НУХТ, 2022. 
– 337 с. 
2. КМУ, Звіт про виконання Угоди про асоціацію між Україною та 
Європейським Союзом за 2019 рік, 2020. 
3. Андрій Білокриницький.  Водень  – паливо  майбутнього. URL: 
//itc.ua/articles/articlesvodorod-toplivo-budushhego. (дата  звернення 15.03.2024). 
4. Система використання біоресурсів у новітніх біотехнологіях 
отримання альтернативних палив. Блюм Я.Б., Григорюк І.П., Дмитрук К.В. та ін. 
К.: АграрМедіа Груп, 2014. 360 с. 
5. Манько І. В. Обґрунтування доцільності переведення легкового 
автомобіля з бензиновим двигуном на зріджений нафтовий газ завдяки 
встановленню сучасної системи подачі газу / І. В. Манько, Р. В. Симоненко // 
Автошляховик України. - 2013. - № 6. - С. 2-4. - Режим доступу: 
http://nbuv.gov.ua/UJRN/au_2013_6_2. 
6. Зелена  книга  Регулювання  виробництва  рідких моторних  біопалив.  
2019. [Електронний ресурс]. URL: www.brdo.com.ua (дата звернення: 
18.03.2024). 
7. Заславський І.Я. Аналіз можливості виконання перспективних норм 
токсичності електромобілями з REEV / І.Я. Заславський, Л.А. Тарандушка // 
Збірник тез доповідей студентської науково-практичної конференції ЧДТУ: 23–
24 квітня 2024 р. /; М-во освіти і науки України, Черкас. держ. технол. ун-т. – 
Черкаси : ЧДТУ, 2024. – С. 90-91. 
8. Газ для авто: види, переваги, історія питання, ринки збуту та 
перспективи [Електронний ресурс] [ http://economistua.com/gaz-dlya-avto-vidi-
perevagi-istoriya-pitannyarinki-zbutu-ta-perspektivi/] (дата звернення: 18.03.2024). 
9. Electric Vehicle Outlook є Bloomberg NEF // 2020 Bloomberg Finance 
LP URL: https://about.bnef.com/electric-vehicle-outlook (accessed on 15 .03. 2024). 
10. Bassett, M., Thatcher, I., Bisordi, A., Hall, J. (2012). The Development 
of a Dedicated Range Extender Engine. SAE 2012 World Congress & Exhibition. 
URL: https://saemobilus.sae.org/content/2012-01-1002/(accessed on 15 .03. 2024). 
11. Смирнов О.П. Схемні рішення створення гібридної силової установки 
на легковому автомобілі / О.П. Смирнов, В.Я. Двадненко, А.В. Колєсніков // 
Наукові нотатки. Міжвузівський збірник. – 2010 – Вип. 28.– С. 498–502. 
12.  Global EV Outlook 2024. IEA webstore : веб-сайт. 
URL :https://www.iea.org/reports/global-ev-outlook-2024 (дата звернення: 
18.03.2024). 
13. Wolschendorf, J., Rzemien, K., і Gian, D., "Electric and Range-Extended 
Electric Vehicles" SAE Int. J. Passeng. Cars - Electron. Electr. Syst. 3(2):215-219, 
2010,https://doi.org/10.4271/2010-01-2344 
14. Bassett, M., Fraser, N., Brooks, T., Taylor, G. et al., “A Study of Fuel 
Converter Requirements for an Extended-Range Electric Vehicle,” SAE Int. J. Engines 
3(1):631-654, 2010, doi: 10.4271/2010-01-0832. 
15. Bassett, M., Thatcher, I., Bisordi, A., Hall, J. et al. 01-0862. 
16. Bassett, M., Hall, J., Oude Nijeweme, D., Darkes, D. et al. -01-1002. 
17. Electric Vehicle Outlook є Bloomberg NEF // 2020 Bloomberg Finance 
LP URL:https://about.bnef.com/electric-vehicle-outlook(accessed on 15 March 2021)
ChSTU repository

ChSTU repository preserves and enables easy and open access to all types of digital content including text, images, moving images, mpegs and data sets
