Zaman doğrudur və yer doğrudur və bütün Çin elektrik avtomobil şirkətləri məşğuldur. Çin, deyəsən, dünyanın elektrik avtomobil sənayesinin mərkəzinə çevrilib.
Əslində, Almaniyada, cihazınız doldurma yığınlarını təmin etmirsə, özünüz satın almalı ola bilərsiniz. qapının astanasında. Bununla belə, biz həmişə bu qədər mükəmməl Alman avtomobil şirkətlərinin niyə Tesla istehsal edə bilmədiyini müzakirə edirik və bunun səbəblərini indi tapmaq çətin deyil.
2014-cü ildə Münhen Texniki Universitetinin professoru Lienkamp pulsuz və cəmiyyət üçün açıq olan “Elektrik hərəkətliliyinin vəziyyəti 2014” adlı yeni kitabını nəşr etdirərək demişdir: “Elektrikli nəqliyyat vasitələrinin müxtəlif qüsurları olsa da, mən heç vaxt belə bir avtomobil görməmişəm. artıq elektrik mobilliyinə sahibdir. Avtomobilin sürücüsü, ənənəvi avtomobilin qucağına yenidən girir. Hətta ən çox yayılmış elektrik avtomobili belə sizə benzinlə işləyən avtomobillə müqayisə olunmayan sürücülük sevinci gətirir”. Belə bir avtomobil həqiqətən avtomobil sahibini yeniləməyə bilər.
Bildiyimiz kimi, elektrikli avtomobilin ürəyi batareyadır.
Adi bir elektrik avtomobili üçün, Avropa standartı testinə əsasən, 100 kilometrə enerji sərfi təxminən 17 kVt/saat, yəni 17 kVt/saat təşkil edir. Doktor Thomas Pesce optimal konfiqurasiya altında kompakt avtomobillərin enerji istehlakını tədqiq etmişdir. Xərcləri nəzərə almadan, mövcud texnologiyadan istifadə etməklə əldə edilən 100 kilometr üçün optimal enerji istehlakı 15 kVt-dan bir qədər çoxdur. Bu o deməkdir ki, qısa müddətdə avtomobilin özünün səmərəliliyini optimallaşdırmaqla enerji sərfiyyatını azaltmağa çalışan, hətta əlavə xərci nəzərə almadan enerjiyə qənaət effekti nisbətən azdır.
Nümunə olaraq Tesla-nın 85 kWh batareya paketini götürün. Nominal sürmə məsafəsi 500 km-dir. Enerji sərfiyyatı müxtəlif səylərlə 15kWh/100km-ə endirilərsə, sürmə məsafəsi 560km-ə qədər artırıla bilər. Buna görə də demək olar ki, avtomobilin akkumulyatorunun işləmə müddəti akkumulyator batareyasının tutumu ilə mütənasibdir və mütənasib əmsal nisbətən sabitdir. Bu nöqteyi-nəzərdən daha yüksək enerji sıxlığına malik (həm vahid çəkiyə görə enerji Wh/kq, həm də vahid həcmə düşən enerji Wh/L nəzərə alınmalıdır) batareyaların istifadəsi elektrik nəqliyyat vasitələrinin işini yaxşılaşdırmaq üçün böyük əhəmiyyət kəsb edir, çünki Elektrikli vasitələrin batareyası ümumi ağırlığın böyük bir hissəsini tutur.
Bütün növ litium-ion batareyalar ən çox gözlənilən və ən çox istifadə edilən batareyalardır. Avtomobillərdə istifadə olunan litium batareyalara əsasən nikel kobalt litium manqanat üçlü batareya (NCM), nikel kobalt litium alüminat batareyası (NCA) və litium dəmir fosfat batareyası (LPF) daxildir.
1. Nikel-kobalt litium manqanat üçlü batareya NCMaşağı istilik istehsal sürəti, nisbətən yaxşı dayanıqlığı, uzun ömür və 150-220Wh/kq enerji sıxlığı səbəbindən xaricdə bir çox elektrik avtomobilləri tərəfindən istifadə olunur.
2. NCA nikel-kobalt alüminat litium batareyası
Tesla bu batareyadan istifadə edir. Enerji sıxlığı yüksəkdir, 200-260Wh/kq və tezliklə 300Wh/kq-a çatacağı gözlənilir. Əsas problem odur ki, hazırda bu batareyanı yalnız Panasonic istehsal edə bilər, qiymət yüksəkdir və təhlükəsizlik üç litium batareya arasında ən pisdir, bu da yüksək performanslı istilik yayılması və batareyanın idarəetmə sistemini tələb edir.
3. LPF litium dəmir fosfat akkumulyatoru Nəhayət, yerli elektrik avtomobillərində ən çox istifadə edilən LPF batareyasına baxaq. Bu tip akkumulyatorun ən böyük çatışmazlığı enerji sıxlığının çox aşağı olmasıdır ki, bu da yalnız 100-120Wh/kq-a çata bilər. Bundan əlavə, LPF də yüksək öz-özünə boşalma dərəcəsinə malikdir. Bunların heç biri EV istehsalçıları tərəfindən arzu edilmir. Çində LPF-nin geniş şəkildə tətbiqi daha çox yerli istehsalçıların bahalı batareya idarəetməsi və soyutma sistemləri üçün etdiyi güzəştə bənzəyir - LPF batareyaları çox yüksək sabitliyə və təhlükəsizliyə malikdir və hətta zəif batareya idarəetmə sistemləri və daha uzun batareya ömrü ilə sabit işləməyi təmin edə bilər. Bu xüsusiyyətin gətirdiyi başqa bir fayda, bəzi LPF batareyalarının avtomobilin dinamik performansını yaxşılaşdıra bilən son dərəcə yüksək boşalma gücü sıxlığına sahib olmasıdır. Bundan əlavə, LPF batareyalarının qiyməti nisbətən aşağıdır, buna görə də yerli elektrik nəqliyyat vasitələrinin mövcud aşağı səviyyəli və aşağı qiymət strategiyası üçün uyğundur. Lakin onun gələcəyin batareya texnologiyası kimi güclü şəkildə inkişaf etdirilib-iştirilməyəcəyi, hələ də sual işarəsi var.
Orta elektrikli avtomobilin akkumulyatoru nə qədər olmalıdır? Bu, seriyalı və paralel olaraq minlərlə Tesla batareyası olan bir batareya paketidir, yoxsa BYD-dən bir neçə böyük batareya ilə qurulmuş batareya paketi? Bu, tədqiq edilməmiş sualdır və hazırda dəqiq cavab yoxdur. Burada yalnız böyük hüceyrələrdən və kiçik hüceyrələrdən ibarət batareya paketinin xüsusiyyətləri təqdim olunur.
Batareya kiçik olduqda, batareyanın ümumi istilik yayma sahəsi nisbətən böyük olacaq və yüksək temperaturun sürətlənməsinin və sürətlənməsinin qarşısını almaq üçün bütün batareya paketinin temperaturu ağlabatan istilik yayılması dizaynı ilə effektiv şəkildə idarə edilə bilər. batareyanın ömrü. Ümumiyyətlə, daha kiçik tək tutumlu batareyaların gücü və enerji sıxlığı daha yüksək olacaqdır. Nəhayət, və daha da əhəmiyyətlisi, ümumiyyətlə desək, tək bir akkumulyatorun enerjisi nə qədər az olarsa, bütün avtomobilin təhlükəsizliyi bir o qədər yüksək olar. Çox sayda kiçik hüceyrədən ibarət bir batareya paketi, tək bir hüceyrə uğursuz olsa belə, çox problem yaratmayacaq. Amma böyük tutumlu akkumulyatorun içərisində problem varsa, təhlükəsizlik təhlükəsi daha böyükdür. Buna görə də, böyük hüceyrələr daha çox qoruyucu qurğu tələb edir ki, bu da böyük hüceyrələrdən ibarət batareya paketinin enerji sıxlığını daha da azaldır.
Bununla belə, Teslanın həlli ilə çatışmazlıqlar da göz qabağındadır. Minlərlə batareya son dərəcə mürəkkəb batareya idarəetmə sistemi tələb edir və əlavə xərci qiymətləndirmək olmaz. Volkswagen E-Golf-da istifadə edilən BMS (Batareya İdarəetmə Sistemi) 12 akkumulyatoru idarə edə bilən alt modulun qiyməti 17 dollardır. Tesla-nın istifadə etdiyi batareyaların sayının hesablamalarına görə, özünü inkişaf etdirən BMS-in dəyəri aşağı olsa belə, Tesla-nın BMS-ə yatırdığı sərmayənin dəyəri 5000 ABŞ dollarından artıqdır ki, bu da onun dəyərinin 5%-dən çoxunu təşkil edir. bütün maşın. Bu baxımdan böyük batareyanın yaxşı olmadığını söyləmək olmaz. BMS-nin qiyməti əhəmiyyətli dərəcədə azaldılmadığı halda, batareya paketinin ölçüsü avtomobilin mövqeyinə uyğun olaraq müəyyən edilməlidir.
Elektrikli nəqliyyat vasitələrinin başqa bir əsas texnologiyası olaraq, motor tez-tez müzakirələrin özəyinə çevrilir, xüsusən də Tesla-nın qarpız ölçülü motoru idman avtomobilinin performansı daha da heyrətləndirir (Model S motorunun pik gücü 300 kVt-dan çox ola bilər, maksimum fırlanma anı 600 Nm-dir və pik güc yüksək sürətli EMU-nun tək mühərrikinin gücünə yaxındır). Alman avtomobil sənayesinin bəzi tədqiqatçıları belə şərh etdilər:
Tesla adi komponentlərdən (alüminium korpus,hərəkət üçün asinxron mühərrik, hava ilə şərti şassi texnologiyasıasma, ESP və elektrik vakuum nasosu olan adi əyləc sistemi, noutbuk hüceyrələri və s.)
Tesla bütün şərti hissələrdən, alüminium gövdədən, asinxron mühərriklərdən, adi avtomobil quruluşundan, əyləc sistemindən və noutbukun akkumulyatorundan və s. istifadə edir.
Yeganə orijinal yenilik batareyanı birləşdirən texnologiyadırTeslanın patentləşdirdiyi birləşdirici məftillərdən, həmçinin batareyadan istifadə edən hüceyrələr“hava üzərindən” işıqlandırıla bilən idarəetmə sistemi, yəniproqram yeniləmələrini almaq üçün avtomobilin artıq emalatxanaya getməsinə ehtiyac yoxdur.
Teslanın yeganə dahi ixtirası onların batareya ilə işləməsidir. Onlar xüsusi batareya kabelindən və proqram təminatını yeniləmək üçün zavoda qayıtmağa ehtiyac olmadan birbaşa simsiz şəbəkəyə imkan verən BMS-dən istifadə edirlər.
Əslində, Tesla-nın yüksək güc sıxlığına malik asinxron mühərriki çox da yeni deyil. Teslanın ən erkən Roadster modelində Tayvanın Tomita Electric məhsullarından istifadə edilir və parametrlər Model S tərəfindən açıqlanan parametrlərdən çox da fərqlənmir. Hazırkı araşdırmada yerli və xaricdəki alimlərin ucuz, yüksək gücə malik avtomobillər üçün dizaynları var. tez istehsal oluna bilən mühərriklər. Beləliklə, bu sahəyə baxarkən, mifik Tesla-dan qaçın - Teslanın mühərrikləri kifayət qədər yaxşıdır, lakin o qədər də yaxşı deyil ki, onları başqa heç kim qura bilməz.
Bir çox motor növləri arasında elektrik nəqliyyat vasitələrində geniş istifadə olunanlar əsasən asinxron mühərriklər (induksiya mühərrikləri də deyilir), xaricdən həyəcanlanan sinxron mühərriklər, daimi maqnitli sinxron mühərriklər və hibrid sinxron mühərriklərdir. İlk üç mühərrikin elektrikli nəqliyyat vasitələri haqqında müəyyən məlumatı olduğuna inananlar bəzi əsas anlayışlara sahib olacaqlar. Asinxron mühərriklər aşağı qiymətə və yüksək etibarlılığa, daimi maqnitli sinxron mühərriklər yüksək güc sıxlığına və səmərəliliyinə, kiçik ölçülü, lakin yüksək qiymətə və mürəkkəb yüksək sürətli bölmə nəzarətinə malikdir. .
Siz hibrid sinxron mühərriklər haqqında daha az eşitmiş ola bilərsiniz, lakin bu yaxınlarda bir çox Avropa motor təchizatçıları belə mühərrikləri təmin etməyə başladılar. Güc sıxlığı və səmərəliliyi çox yüksəkdir və həddindən artıq yükləmə qabiliyyəti güclüdür, lakin nəzarət çətin deyil, elektrik nəqliyyat vasitələri üçün çox uyğundur.
Bu motorda xüsusi bir şey yoxdur. Daimi maqnitli sinxron mühərriklə müqayisədə, daimi maqnitlərə əlavə olaraq, rotor ənənəvi sinxron mühərrikə bənzər bir həyəcan sarğı əlavə edir. Belə bir mühərrik yalnız daimi maqnitin gətirdiyi yüksək güc sıxlığına malik deyil, həm də hər bir sürət bölməsində asanlıqla idarə oluna bilən həyəcan sarğı vasitəsilə maqnit sahəsini ehtiyaclara uyğun olaraq tənzimləyə bilər. Tipik bir nümunə İsveçrədə BRUSA tərəfindən istehsal olunan HSM1 seriyalı motordur. HSM1-10.18.22 xarakterik əyrisi aşağıdakı şəkildə göstərildiyi kimidir. Maksimum güc 220 kVt, maksimum fırlanma anı 460 Nm-dir, lakin onun həcmi cəmi 24 L (diametri 30 sm və uzunluğu 34 sm) və təxminən 76 kq ağırlığındadır. Güc sıxlığı və fırlanma anı sıxlığı əsasən Tesla məhsulları ilə müqayisə edilə bilər. Təbii ki, qiymət ucuz deyil. Bu motor tezlik çeviricisi ilə təchiz olunub və qiyməti 11 000 avro civarındadır.
Elektrikli nəqliyyat vasitələrinə tələbat üçün motor texnologiyasının yığılması kifayət qədər yetkindir. Hal-hazırda çatışmayan, belə bir mühərriki hazırlamaq texnologiyası deyil, xüsusi olaraq elektrikli nəqliyyat vasitələri üçün hazırlanmış bir motordur. Hesab olunur ki, bazarın tədricən yetkinləşməsi və inkişafı ilə yüksək güc sıxlığına malik mühərriklər getdikcə daha çox populyarlaşacaq və qiymət insanlara getdikcə daha yaxın olacaq.
Elektrikli nəqliyyat vasitələrinə olan tələbat üçün hazırda yalnız elektromobillər üçün xüsusi olaraq hazırlanmış mühərriklərin çatışmazlığı var. Hesab olunur ki, bazarın tədricən yetkinləşməsi və inkişafı ilə yüksək güc sıxlığına malik mühərriklər getdikcə daha çox populyarlaşacaq və qiymət insanlara getdikcə daha yaxın olacaq.
Elektrikli nəqliyyat vasitələri ilə bağlı araşdırmaların mahiyyətinə qayıtmaq lazımdır. Elektrikli nəqliyyat vasitələrinin mahiyyəti mobil texnologiya laboratoriyası deyil, təhlükəsiz və sərfəli nəqliyyatdır və bunun üçün mütləq ən qabaqcıl və dəbli texnologiyadan istifadə etmək lazım deyil. Son təhlildə bölgənin ehtiyaclarına uyğun olaraq planlaşdırılmalı və dizayn edilməlidir.
Teslanın ortaya çıxması insanlara gələcəyin elektromobillərə aid olduğunu göstərdi. Gələcək elektromobillərin necə görünəcəyi və Çinin gələcəkdə elektrikli avtomobil sənayesində hansı mövqedə olacağı hələlik məlum deyil. Sənaye işinin cazibəsi də budur: təbiətşünaslıqdan fərqli olaraq, hətta sosial elmlərin qanunlarının göstərdiyi qaçılmaz nəticə belə insanlardan buna zəhmətli kəşfiyyat və səylə nail olmağı tələb edir!
(Müəllif: Münhen Texniki Universitetində elektromobil mühəndisliyi üzrə fəlsəfə doktoru namizədi)
Göndərmə vaxtı: 24 mart 2022-ci il