Времето е подходящо и мястото е подходящо и всички китайски компании за електрически превозни средства са заети. Китай изглежда се превърна в център на световната индустрия за електрически превозни средства.
Всъщност, в Германия, ако вашият модул не осигурява зарядни купчини, може да се наложи да си купите такъв сами. на прага. Въпреки това, ние винаги обсъждаме защо толкова много отлични немски автомобилни компании не могат да направят Tesla и не е трудно да открием причините сега.
През 2014 г. професор Лиенкамп от Техническия университет в Мюнхен публикува нова книга „Състояние на електрическата мобилност 2014″, която е безплатна и отворена за обществото, и каза: „Въпреки че електрическите превозни средства имат различни дефекти, никога не съм виждал кола, която вече притежава електрическа мобилност. Шофьорът на колата, влезте отново в прегръдката на традиционната кола. Дори най-обикновената електрическа кола ви носи радостта от шофирането, несравнима с бензинова кола.“ Такава кола наистина може да накара собственика на колата да не поднови Хвърляйки се обратно в обятията на традиционните автомобили?
Както всички знаем, сърцето на електрическото превозно средство е батерията.
За обикновено електрическо превозно средство, според европейския стандартен тест, консумацията на енергия на 100 километра е около 17kWh, тоест 17 kWh. Д-р Томас Пеше изследва консумацията на енергия на компактни превозни средства при оптимална конфигурация. Без да се вземат предвид разходите, оптималната консумация на енергия на 100 километра, получена чрез използване на съществуващата налична технология, е малко повече от 15kWh. Това означава, че в краткосрочен план, опитвайки се да намалите потреблението на енергия чрез оптимизиране на ефективността на самата кола, дори без да се вземат предвид допълнителните разходи, ефектът от спестяването на енергия е сравнително малък.
Вземете 85kWh батерия на Tesla като пример. Номиналният пробег е 500 км. Ако консумацията на енергия се намали до 15kWh/100km чрез различни усилия, разстоянието на шофиране може да се увеличи до 560km. Следователно може да се каже, че животът на батерията на автомобила е пропорционален на капацитета на батерията, а пропорционалният коефициент е относително фиксиран. От тази гледна точка използването на батерии с по-висока енергийна плътност (трябва да се вземат предвид както енергията Wh/kg на единица тегло, така и енергията Wh/L на единица обем) е от голямо значение за подобряване на работата на електрическите превозни средства, тъй като в електрически превозни средства, батерията заема голяма част от общото тегло.
Всички видове литиево-йонни батерии са най-очакваните и най-широко използваните батерии. Литиевите батерии, използвани в автомобилите, включват главно никел-кобалтова литиево-манганатна тройна батерия (NCM), никел-кобалтова литиево-алуминатна батерия (NCA) и литиево-железно-фосфатна батерия (LPF).
1. Тройна никел-кобалтова литиево-манганатна батерия NCMсе използва от много електрически превозни средства в чужбина поради ниската си скорост на производство на топлина, относително добра стабилност, дълъг живот и енергийна плътност от 150-220Wh/kg.
2. NCA никел-кобалтова алуминатна литиева батерия
Tesla използва тази батерия. Енергийната плътност е висока, 200-260Wh/kg, като се очаква скоро да достигне 300Wh/kg. Основният проблем е, че само Panasonic може да произвежда тази батерия в момента, цената е висока и безопасността е най-лошата сред трите литиеви батерии, което изисква високоефективно разсейване на топлината и система за управление на батерията.
3. LPF литиево-желязо-фосфатна батерия И накрая, нека да разгледаме LPF батерията, която се използва най-често в домашни електрически превозни средства. Най-големият недостатък на този тип батерии е, че енергийната плътност е много ниска, която може да достигне само 100-120Wh/kg. В допълнение, LPF също има висока скорост на саморазреждане. Нищо от това не е желано от производителите на EV. Широкото приемане на LPF в Китай е по-скоро като компромис, направен от местните производители за скъпи системи за управление на батерията и охлаждане – LPF батериите имат много висока стабилност и безопасност и могат да осигурят стабилна работа дори при лоши системи за управление на батерията и по-дълъг живот на батерията. Друго предимство, донесено от тази функция, е, че някои LPF батерии имат изключително висока плътност на мощността на разреждане, което може да подобри динамичните характеристики на автомобила. В допълнение, цената на LPF батериите е сравнително ниска, така че е подходяща за настоящата стратегия за нисък клас и ниска цена на домашни електрически превозни средства. Но дали ще бъде енергично развита като технология за батерии на бъдещето, все още има въпросителна.
Колко голяма трябва да бъде батерията на средностатистически електрически автомобил? Дали това е батериен пакет с хиляди последователно и паралелно свързани батерии на Tesla, или батериен пакет, изграден от няколко големи батерии от BYD? Това е въпрос, който все още не е проучен и в момента няма категоричен отговор. Тук са представени само характеристиките на батерийния пакет, съставен от големи и малки клетки.
Когато батерията е малка, общата площ на разсейване на топлината на батерията ще бъде сравнително голяма и температурата на целия пакет батерии може да бъде ефективно контролирана чрез разумен дизайн на разсейване на топлината, за да се предотврати ускоряването на високата температура и намаляването на живот на батерията. Като цяло мощността и енергийната плътност на батериите с по-малък единичен капацитет ще бъдат по-високи. И накрая, което е по-важно, най-общо казано, колкото по-малко енергия има една батерия, толкова по-висока е безопасността на цялото превозно средство. Пакет батерии, съставен от голям брой малки клетки, дори ако една клетка се повреди, това няма да създаде твърде много проблеми. Но ако има проблем вътре в батерия с голям капацитет, опасността за безопасността е много по-голяма. Следователно големите клетки изискват повече защитни устройства, което допълнително намалява енергийната плътност на батерийния пакет, съставен от големи клетки.
При решението на Tesla обаче недостатъците също са очевидни. Хиляди батерии изискват изключително сложна система за управление на батериите и допълнителните разходи не могат да бъдат подценени. BMS (система за управление на батерията), използвана във Volkswagen E-Golf, подмодул, способен да управлява 12 батерии, струва $17. Според оценката на броя батерии, използвани от Tesla, дори ако цената на собствено разработената BMS е ниска, цената на инвестицията на Tesla в BMS е повече от 5000 щатски долара, което представлява повече от 5% от цената на цялото превозно средство. От тази гледна точка не може да се каже, че голямата батерия не е добра. В случай, че цената на BMS не е значително намалена, размерът на акумулаторния пакет трябва да се определи според разположението на автомобила.
Като друга основна технология в електрическите превозни средства, моторът често се превръща в сърцевината на дискусията, особено моторът на Tesla с размер на диня с производителност на спортен автомобил, което е още по-удивително (пиковата мощност на двигателя Model S може да достигне повече от 300kW, максималната въртящият момент е 600 Nm, а пиковата мощност е близка до мощността на единичен двигател на високоскоростен EMU). Някои изследователи в германската автомобилна индустрия коментират следното:
Tesla не използва почти нищо освен конвенционалните компоненти (алуминиев корпус,асинхронен двигател за задвижване, конвенционална технология на шасито с въздухокачване, ESP и конвенционална спирачна система с електрическа вакуумна помпа, клетки за лаптоп и др.)
Tesla използва всички конвенционални части, алуминиев корпус, асинхронни двигатели, конвенционална конструкция на автомобила, спирачна система и батерия за лаптоп и др.
Единствената истинска иновация се крие в технологията, свързваща батериятаклетки, който използва свързващи проводници, патентовани от Tesla, както и батериясистема за управление, която може да бъде флашна „по въздуха“, което означава, чепревозното средство вече не трябва да кара до сервиз, за да получи софтуерни актуализации.
Единственото гениално изобретение на Tesla е в работата им с батерията. Те използват специален кабел за батерия и BMS, който позволява директна безжична мрежа, без да е необходимо да се връщате във фабриката, за да актуализирате софтуера.
Всъщност асинхронният двигател с висока плътност на мощността на Tesla не е твърде нов. В най-ранния модел Roadster на Tesla се използват продуктите на тайванската Tomita Electric и параметрите не се различават много от параметрите, обявени от Model S. В настоящите изследвания учените в страната и чужбина имат проекти за евтини и мощни двигатели, които могат бързо да бъдат пуснати в производство. Така че, когато разглеждате тази област, избягвайте митичната Тесла – двигателите на Тесла са достатъчно добри, но не толкова добри, че никой друг да не може да ги построи.
Сред многото типове двигатели, тези, които обикновено се използват в електрическите превозни средства, са главно асинхронни двигатели (наричани още асинхронни двигатели), синхронни двигатели с външно възбуждане, синхронни двигатели с постоянен магнит и хибридни синхронни двигатели. Тези, които вярват, че първите три двигателя имат известни познания за електрическите превозни средства, ще имат някои основни концепции. Асинхронните двигатели имат ниска цена и висока надеждност, синхронните двигатели с постоянен магнит имат висока плътност на мощността и ефективност, малък размер, но висока цена и комплексно високоскоростно управление на секциите. .
Може би сте чували по-малко за хибридни синхронни двигатели, но наскоро много европейски доставчици на двигатели започнаха да предоставят такива двигатели. Плътността на мощността и ефективността са много високи и капацитетът на претоварване е силен, но управлението не е трудно, което е много подходящо за електрически превозни средства.
Няма нищо особено в този мотор. В сравнение със синхронния двигател с постоянен магнит, в допълнение към постоянните магнити, роторът също така добавя възбуждаща намотка, подобна на традиционния синхронен двигател. Такъв двигател не само има висока плътност на мощността, донесена от постоянния магнит, но също така може да регулира магнитното поле според нуждите чрез възбуждащата намотка, която може лесно да се контролира при всяка скоростна секция. Типичен пример е моторът от серия HSM1, произведен от BRUSA в Швейцария. Характеристичната крива на HSM1-10.18.22 е както е показано на фигурата по-долу. Максималната мощност е 220kW и максималният въртящ момент е 460Nm, но обемът му е само 24L (30 см в диаметър и 34 см дължина) и тежи около 76 кг. Плътността на мощността и плътността на въртящия момент са основно сравними с продуктите на Tesla. Разбира се, цената не е ниска. Този мотор е оборудван с честотен преобразувател, а цената е около 11 000 евро.
За търсенето на електрически превозни средства, натрупването на моторни технологии е достатъчно зряло. Това, което в момента липсва, е двигател, проектиран специално за електрически превозни средства, а не технологията за производство на такъв двигател. Смята се, че с постепенната зрялост и развитие на пазара, двигателите с висока плътност на мощността ще стават все по-популярни и цената ще става все по-близо до хората.
Що се отнася до търсенето на електрически превозни средства, в момента липсват само двигатели, специално проектирани за електрически превозни средства. Смята се, че с постепенната зрялост и развитие на пазара, двигателите с висока плътност на мощността ще стават все по-популярни и цената ще става все по-близо до хората.
Изследванията на електрическите превозни средства трябва да се върнат към същността. Същността на електрическите превозни средства е безопасен и достъпен транспорт, а не мобилна технологична лаборатория и не е задължително да се използва най-модерната и модерна технология. В крайна сметка той трябва да бъде планиран и проектиран според нуждите на региона.
Появата на Tesla показа на хората, че бъдещето трябва да принадлежи на електрическите превозни средства. Как ще изглеждат бъдещите електрически превозни средства и каква позиция ще заеме Китай в индустрията за електрически превозни средства в бъдеще, все още не е известно. Това е и очарованието на индустриалната работа: за разлика от естествената наука, дори неизбежният резултат, посочен от законите на социалните науки, изисква хората да го постигнат чрез упорито изследване и усилия!
(Автор: докторант по инженерство на електрически превозни средства в Техническия университет в Мюнхен)
Време на публикуване: 24 март 2022 г