De tiid is rjocht en it plak is rjocht, en alle Sineeske elektryske auto bedriuwen binne beset. Sina liket it sintrum wurden te wurden fan 'e yndustry foar elektryske auto's yn 'e wrâld.
Eins, yn Dútslân, as jo ienheid gjin oplaadpeallen leveret, moatte jo miskien sels ien keapje. op de doar. Wy besprekke lykwols altyd wêrom't safolle poerbêste Dútske autobedriuwen Tesla net kinne meitsje, en it is net dreech om de redenen no te finen.
Yn 2014 publisearre professor Lienkamp fan 'e Technyske Universiteit fan München in nij boek "Status fan elektryske mobiliteit 2014", dat fergees en iepen is foar de maatskippij, en sei: "Hoewol elektryske auto's ferskate defekten hawwe, haw ik noch noait in auto sjoen dy't hat al in elektryske mobiliteit. De sjauffeur fan 'e auto, gean opnij yn' e omearming fan 'e tradisjonele auto. Sels de meast foarkommende elektryske auto bringt jo de wille fan it riden, dat is ongeëvenaard troch in benzineauto. Sa'n auto kin wirklik meitsje dat de auto-eigner net fernijt Werhelje yn 'e earms fan tradisjonele auto's?
Lykas wy allegearre witte, is it hert fan in elektryske auto de batterij.
Foar in gewoane elektryske auto, ûnder de Europeeske standerttest, is it enerzjyferbrûk per 100 kilometer sa'n 17kWh, dat is 17 kWh. Dr Thomas Pesce studearre it enerzjyferbrûk fan kompakte auto's ûnder de optimale konfiguraasje. Sûnder de kosten te beskôgjen is it optimale enerzjyferbrûk per 100 kilometer krigen troch de besteande beskikbere technology te brûken wat mear as 15kWh. Dit betsjut dat op 'e koarte termyn, besykje it enerzjyferbrûk te ferminderjen troch de effisjinsje fan' e auto sels te optimalisearjen, sels sûnder de ekstra kosten te beskôgjen, it enerzjybesparjende effekt relatyf lyts is.
Nim Tesla's 85kWh-batterijpakket as foarbyld. De nominale rydôfstân is 500 km. As it enerzjyferbrûk wurdt fermindere nei 15kWh/100km troch ferskate ynspanningen, kin de rydôfstân wurde ferhege nei 560km. Dêrom kin sein wurde dat de batterijlibben fan 'e auto evenredich is mei de kapasiteit fan' e batterijpakket, en de proporsjonele koeffizient is relatyf fêst. Fanút dit eachpunt is it gebrûk fan batterijen mei hegere enerzjytichtens (sawol enerzjy Wh/kg per ienheidgewicht as enerzjy Wh/L per ienheid folume moatte wurde beskôge) fan grutte betsjutting om de prestaasjes fan elektryske auto's te ferbetterjen, om't yn elektryske auto's, de batterij beslacht in grut part fan it totale gewicht.
Alle soarten lithium-ion-batterijen binne de meast ferwachte en de meast brûkte batterijen. De lithiumbatterijen dy't brûkt wurde yn auto's omfetsje foaral nikkelkobalt lithium manganate ternary batterij (NCM), nikkel kobalt lithium aluminate batterij (NCA) en lithium izer fosfaat batterij (LPF).
1. Nikkel-kobalt lithium manganate ternary batterij NCMwurdt brûkt troch in protte elektryske auto's yn it bûtenlân fanwegen syn lege waarmteproduksje, relatyf goede stabiliteit, lange libbensdoer, en enerzjytichtens fan 150-220Wh / kg.
2. NCA nikkel-kobalt aluminate lithium batterij
Tesla brûkt dizze batterij. De enerzjytichtens is heech, op 200-260Wh / kg, en wurdt ferwachte te berikken 300Wh / kg gau. It wichtichste probleem is dat allinich Panasonic dizze batterij op it stuit kin produsearje, de priis is heech, en de feiligens is de minste ûnder de trije lithiumbatterijen, dy't heechweardige waarmteferdieling en batterijbehearsysteem fereasket.
3. LPF lithium izer fosfaat batterij As lêste, litte wy sjen nei de LPF batterij meast brûkt yn húshâldlike elektryske auto's. It grutste neidiel fan dit soarte fan batterij is dat de enerzjy tichtens is hiel leech, dat kin allinnich berikke 100-120Wh / kg. Derneist hat LPF ek in hege selsûntladingsrate. Gjin fan dit is winske troch EV makkers. De wiidferspraat oannimmen fan LPF yn Sina is mear as in kompromis makke troch ynlânske fabrikanten foar djoere batterijbehear en koelsystemen - LPF-batterijen hawwe heul hege stabiliteit en feiligens, en kinne stabile operaasje garandearje, sels mei minne batterijbehearsystemen en langere batterijlibben. In oar foardiel brocht troch dizze funksje is dat guon LPF-batterijen ekstreem hege ûntladingstichtens hawwe, wat de dynamyske prestaasjes fan auto's kinne ferbetterje. Derneist is de priis fan LPF-batterijen relatyf leech, dus it is geskikt foar de hjoeddeistige strategy fan leech-ein en lege priis fan ynlânske elektryske auto's. Mar oft it krêftich ûntwikkele wurdt as de batterijtechnology fan 'e takomst, is d'r noch in fraachteken.
Hoe grut moat de batterij fan in gemiddelde elektryske auto wêze? Is it in batterijpakket mei tûzenen Tesla-batterijen yn searje en parallel, of in batterijpakket boud mei in pear grutte batterijen fan BYD? Dit is in ûnder-ûndersyksfraach, en d'r is op it stuit gjin definityf antwurd. Allinich de skaaimerken fan it batterijpakket besteande út grutte sellen en lytse sellen wurde hjir yntrodusearre.
As de batterij lyts is, sil it totale waarmtedissipaasjegebiet fan 'e batterij relatyf grut wêze, en de temperatuer fan it heule batterijpakket kin effektyf wurde regele troch in ridlik ûntwerp foar waarmteferdieling om te foarkommen dat de hege temperatuer fersnelt en ôfliedt fan' e libben fan 'e batterij. Yn 't algemien sil de krêft en enerzjytichtens fan batterijen mei lytsere ienige kapasiteit heger wêze. Uteinlik, en wichtiger, yn 't algemien, hoe minder enerzjy in inkele batterij hat, hoe heger de feiligens fan it heule auto. In batterijpakket gearstald út in grut oantal lytse sellen, sels as in inkele sel mislearret, sil it net te folle probleem feroarsaakje. Mar as d'r in probleem is binnen in batterij mei in grutte kapasiteit, is it feiligensgefaar folle grutter. Dêrom fereaskje grutte sellen mear beskermingsapparaten, wat de enerzjytichtens fan it batterijpakket dat bestiet út grutte sellen fierder fermindert.
Mei de oplossing fan Tesla binne de neidielen lykwols ek dúdlik. Tûzenen batterijen hawwe in ekstreem kompleks batterijbehearsysteem nedich, en de ekstra kosten kinne net ûnderskatte wurde. It BMS (Battery Management System) brûkt op 'e Volkswagen E-Golf, in submodule dy't 12 batterijen kin beheare, kostet $ 17. Neffens de skatting fan it oantal batterijen brûkt troch Tesla, sels as de kosten fan sels ûntwikkele BMS leech binne, binne de kosten fan Tesla's ynvestearring yn BMS mear as 5.000 Amerikaanske dollars, goed foar mear as 5% fan 'e kosten fan' e BMS. hiele auto. Ut dit eachpunt kin net sein wurde dat in grutte batterij is net goed. Yn it gefal dat de priis fan BMS net signifikant fermindere is, moat de grutte fan it batterijpakket bepaald wurde neffens de posysje fan 'e auto.
As in oare kearntechnology yn elektryske auto's, wurdt de motor faaks de kearn fan diskusje, benammen Tesla's watermeloengrutte motor mei sportautoprestaasjes, dy't noch ferrassender is (de pykkrêft fan 'e Model S-motor kin mear dan 300kW berikke, It maksimum koppel is 600Nm, en de pyk macht is ticht by de krêft fan in inkele motor fan in hege-snelheid EMU). Guon ûndersikers yn 'e Dútske auto-yndustry kommentearre as folget:
Tesla brûkt hast neat útsein konvinsjonele komponinten (aluminium lichem,asynchrone motor foar oandriuwing, konvinsjonele chassis technology mei luchtsuspension, ESP en in konvinsjoneel remsysteem mei elektryske fakuümpomp, laptopsellen ensfh.)
Tesla brûkt alle konvinsjonele dielen, aluminium lichem, asynchrone motoren, konvinsjonele autostruktuer, remsysteem en laptopbatterij ensfh.
De ienige echte ynnovaasje leit yn 'e technology dy't de batterij keppelesellen, dy't bonding triedden brûkt dat Tesla hat patintearre, likegoed as batterijbehear systeem dat kin flitse "oer de loft", betsjut dat deauto hoecht net mear nei in workshop te riden om software-updates te ûntfangen.
Tesla's ienige sjeny útfining is yn har behanneling fan 'e batterij. Se brûke in spesjale batterijkabel, en in BMS dy't direkte draadloze netwurken mooglik makket sûnder de needsaak om werom te gean nei it fabryk om de software te aktualisearjen.
Yn feite is de asynchrone motor fan Tesla mei hege krêftdichtheid net te nij. Yn Tesla's ierste Roadster-model wurde de produkten fan Taiwan's Tomita Electric brûkt, en de parameters binne net te ferskillend fan 'e parameters oankundige troch Model S. Yn it hjoeddeistige ûndersyk hawwe gelearden yn binnen- en bûtenlân ûntwerpen foar lege kosten, hege krêft motors dy't gau yn produksje kinne wurde set. Dus as jo nei dit fjild sjogge, foarkomme dan de mytyske Tesla - Tesla's motors binne goed genôch, mar net sa goed dat nimmen oars se kin bouwe.
Under de protte motortypen binne dejingen dy't faak brûkt wurde yn elektryske auto's benammen asynchrone motoren (ek wol ynduksjemotoren neamd), ekstern opteinearre syngroane motors, permaninte magneet syngroane motors en hybride synchrone motors. Dejingen dy't leauwe dat de earste trije motoren wat kennis hawwe oer elektryske auto's sille wat basisbegripen hawwe. Asynchrone motoren hawwe lege kosten en hege betrouberens, permaninte magneet syngroane motoren hawwe hege krêfttichte en effisjinsje, lytse grutte, mar hege priis, en komplekse kontrôle mei hege snelheid. .
Jo hawwe miskien minder heard oer hybride syngroane motors, mar koartlyn binne in protte Jeropeeske motorleveransiers begon te leverjen fan sokke motoren. De macht tichtens en effisjinsje binne tige heech, en de overload kapasiteit is sterk, mar de kontrôle is net dreech, dat is hiel geskikt foar elektryske auto's.
D'r is neat spesjaal oer dizze motor. Yn ferliking mei de permaninte magneet syngroane motor, neist de permaninte magneten, foeget de rotor ek in excitaasjewinding ta, fergelykber mei de tradisjonele syngroane motor. Sa'n motor hat net allinnich de hege macht tichtheid brocht troch de permaninte magneet, mar ek kin oanpasse it magnetysk fjild neffens de behoeften troch de excitation winding, dat kin maklik wurde regele op elke snelheid seksje. In typysk foarbyld is de motor fan 'e HSM1-searje produsearre troch BRUSA yn Switserlân. De karakteristike kromme HSM1-10.18.22 is lykas werjûn yn 'e figuer hjirûnder. De maksimale macht is 220kW en it maksimum koppel is 460Nm, mar syn folume is mar 24L (30 sm yn diameter en 34 sm yn lingte) en waacht oer 76kg. De krêfttichte en koppeldichtheid binne yn prinsipe te fergelykjen mei de produkten fan Tesla. Fansels, de priis is net goedkeap. Dizze motor is foarsjoen fan in frekwinsje converter, en de priis is likernôch 11.000 euro.
Foar de fraach nei elektryske auto's is de accumulation fan motortechnology folwoeksen genôch. Wat op it stuit ûntbrekt is in motor spesifyk ûntworpen foar elektryske auto's, net de technology om sa'n motor te meitsjen. It wurdt leaud dat mei de stadichoan folwoeksenheid en ûntwikkeling fan 'e merk, motors mei hege macht tichtens sil wurden mear en mear populêr, en de priis sil komme mear en mear ticht by de minsken.
Foar de fraach nei elektryske auto's is d'r op it stuit allinich in tekoart oan motoren spesjaal ûntworpen foar elektryske auto's. It wurdt leaud dat mei de stadichoan folwoeksenheid en ûntwikkeling fan 'e merk, motors mei hege macht tichtens sil wurden mear en mear populêr, en de priis sil komme mear en mear ticht by de minsken.
It ûndersyk nei elektryske auto's moat werom nei de essinsje. De essinsje fan elektryske auto's is feilich en betelber ferfier, net in laboratoarium foar mobyl technology, en it hoecht net needsaaklik de meast avansearre en modieuze technology te brûken. Yn 'e definitive analyze moat it pland en ûntwurpen wurde neffens de behoeften fan' e regio.
De opkomst fan Tesla hat minsken sjen litten dat de takomst moat hearre ta elektryske auto's. Hoe't de takomstige elektryske auto's derút sille útsjen en hokker posysje Sina yn 'e takomst sil ynnimme yn' e elektryske auto-yndustry binne noch ûnbekend. Dit is ek de sjarme fan yndustrieel wurk: yn tsjinstelling ta natuerwittenskip fereasket sels it ûnûntkombere resultaat dat troch de wetten fan 'e sosjale wittenskip oanjûn wurdt dat minsken it berikke troch swiere ferkenning en ynspanning!
(Author: PhD-kandidaat yn elektryske auto-technyk oan de Technyske Universiteit fan München)
Post tiid: Mar-24-2022