Tha an ùine ceart agus tha an t-àite ceart, agus tha a h-uile companaidh carbaid dealain Sìneach air a ghabhail thairis. Tha e coltach gu bheil Sìona air a thighinn gu bhith na mheadhan aig gnìomhachas carbaid dealain an t-saoghail.
Gu dearbh, anns a’ Ghearmailt, mura h-eil an aonad agad a’ toirt seachad pileachan cosgais, is dòcha gum feum thu fear a cheannach leat fhèin. air an stairsnich. Ach, tha sinn an-còmhnaidh a’ bruidhinn air carson nach urrainn uimhir de chompanaidhean càr Gearmailteach sàr-mhath Tesla a dhèanamh, agus chan eil e duilich na h-adhbharan a lorg a-nis.
Ann an 2014, dh’ fhoillsich an t-Ollamh Lienkamp bho Oilthigh Teicnigeach Munich leabhar ùr “Inbhe gluasaid dealain 2014”, a tha an-asgaidh agus fosgailte don chomann, agus thuirt e: “Ged a tha diofar lochdan air carbadan dealain, chan fhaca mi a-riamh càr a tha fosgailte don chomann-shòisealta. tha gluasad dealain aige mu thràth. Dràibhear a’ chàir, cuir a-steach a-rithist gu glacadh a’ chàr thraidiseanta. Bheir eadhon an càr dealain as cumanta toileachas dhut a bhith a’ draibheadh, rud nach eil coltach ri càr gasoline.” Faodaidh càr mar seo toirt air sealbhadair a’ chàir gun a bhith ag ùrachadh Tilgeil air ais gu gàirdeanan chàraichean traidiseanta?
Mar a tha fios againn uile, is e cridhe carbaid dealain am bataraidh.
Airson carbad dealain àbhaisteach, fo dheuchainn àbhaisteach Eòrpach, tha an caitheamh lùtha gach 100 cilemeatair timcheall air 17kWh, is e sin, 17 kWh. Rinn an Dr. Tòmas Pesce sgrùdadh air caitheamh lùtha ann an carbadan teann fon rèiteachadh as fheàrr. Gun a bhith a ’beachdachadh air a’ chosgais, tha an caitheamh lùtha as fheàrr gach 100 cilemeatair a gheibhear le bhith a ’cleachdadh an teicneòlas a tha ri fhaighinn beagan nas àirde na 15kWh. Tha seo a 'ciallachadh gu bheil sa gheàrr-ùine, a' feuchainn ri caitheamh lùtha a lùghdachadh le bhith a 'dèanamh an fheum as fheàrr de èifeachdas a' chàir fhèin, eadhon gun a bhith a 'beachdachadh air a' chosgais a bharrachd, tha a 'bhuaidh sàbhalaidh lùtha gu math beag.
Gabh pasgan bataraidh 85kWh Tesla mar eisimpleir. Is e an astar dràibhidh ainmichte 500km. Ma thèid an caitheamh lùtha a lughdachadh gu 15kWh / 100km tro dhiofar oidhirpean, faodar an astar dràibhidh àrdachadh gu 560km. Mar sin, faodar a ràdh gu bheil beatha bataraidh a ’chàir a rèir comas a’ phacaid bataraidh, agus tha an co-èifeachd co-roinneil gu ìre mhath stèidhichte. Bhon sealladh seo, feumar beachdachadh air cleachdadh bataraidhean le dùmhlachd lùtha nas àirde (an dà chuid lùth Wh / kg gach cuideam aonad agus lùth Wh / L gach aonad tomhas-lìonaidh) air leth cudromach airson coileanadh charbadan dealain a leasachadh, oir ann an carbadan dealain, tha am bataraidh a’ gabhail thairis pàirt mhòr den chuideam iomlan.
Is e a h-uile seòrsa de bataraidhean lithium-ion na bataraidhean as motha a thathar a 'sùileachadh agus as fharsainge. Tha na bataraidhean lithium a thathar a’ cleachdadh ann an càraichean sa mhòr-chuid a’ toirt a-steach bataraidh nicil cobalt lithium manganate ternary (NCM), bataraidh nicil cobalt lithium aluminate (NCA) agus bataraidh lithium iarann phosphate (LPF).
1. Nickel-cobalt lithium manganate bataraidh ternary NCMair a chleachdadh le mòran charbadan dealain thall thairis air sgàth an ìre toraidh teas ìosal, seasmhachd an ìre mhath math, beatha fhada, agus dùmhlachd lùth 150-220Wh / kg.
2. NCA nicil-cobalt aluminate bataraidh lithium
Bidh Tesla a’ cleachdadh a’ bhataraidh seo. Tha an dùmhlachd lùtha àrd, aig 200-260Wh / kg, agus thathar an dùil gun ruig e 300Wh / kg a dh’ aithghearr. Is e am prìomh dhuilgheadas nach urrainn ach Panasonic am bataraidh seo a thoirt gu buil an-dràsta, tha a ’phrìs àrd, agus is e an sàbhailteachd an ìre as miosa am measg nan trì bataraidhean lithium, a dh’ fheumas sgaoileadh teas àrd-choileanadh agus siostam riaghlaidh bataraidh.
3. Bataraidh fosfáit iarainn lithium LPF Mu dheireadh, leig dhuinn sùil a thoirt air a 'bhataraidh LPF as motha a chleachdar ann an carbadan dealain dachaigheil. Is e an ana-cothrom as motha den t-seòrsa bataraidh seo gu bheil an dùmhlachd lùtha gu math ìosal, nach urrainn ach 100-120Wh / kg a ruighinn. A bharrachd air an sin, tha ìre fèin-sgaoilidh àrd aig LPF cuideachd. Chan eil luchd-dèanaidh EV ag iarraidh gin de seo. Tha gabhail ri LPF farsaing ann an Sìona nas coltaiche ri co-rèiteachadh a rinn luchd-saothrachaidh dachaigheil airson riaghladh bataraidh daor agus siostaman fuarachaidh - tha seasmhachd agus sàbhailteachd fìor àrd aig bataraidhean LPF, agus faodaidh iad dèanamh cinnteach à obrachadh seasmhach eadhon le droch shiostaman riaghlaidh bataraidh agus beatha bataraidh nas fhaide. Is e buannachd eile a thig leis an fheart seo gu bheil dùmhlachd cumhachd sgaoilidh fìor àrd aig cuid de bhataraidhean LPF, a dh’ fhaodadh coileanadh fiùghantach carbaid a leasachadh. A bharrachd air an sin, tha prìs bataraidhean LPF an ìre mhath ìosal, agus mar sin tha e freagarrach airson ro-innleachd gnàthach ìosal agus prìs ìosal de charbadan dealain dachaigheil. Ach co-dhiù an tèid a leasachadh gu làidir mar theicneòlas bataraidh san àm ri teachd, tha comharra ceist ann fhathast.
Dè cho mòr sa bu chòir bataraidh càr dealain cuibheasach a bhith? An e pasgan bataraidh a th’ ann le mìltean de bhataraidhean Tesla ann an sreath agus co-shìnte, no pasgan bataraidh air a thogail le beagan bataraidhean mòra bho BYD? Is e ceist fo-rannsachaidh a tha seo, agus chan eil freagairt cinnteach ann an-dràsta. Chan eil ach feartan a’ phasgan bataraidh air a dhèanamh suas de cheallan mòra agus ceallan beaga air an toirt a-steach an seo.
Nuair a tha am bataraidh beag, bidh an raon sgaoilidh teas iomlan den bhataraidh gu ìre mhath mòr, agus faodar teòthachd a’ phasgan bataraidh gu lèir a riaghladh gu h-èifeachdach tro dhealbhadh sgaoilidh teas reusanta gus casg a chuir air an teòthachd àrd bho bhith a’ luathachadh agus a’ toirt air falbh an beatha bataraidh. San fharsaingeachd, bidh dùmhlachd cumhachd agus lùth bataraidhean le comas singilte nas lugha nas àirde. Mu dheireadh, agus nas cudromaiche, san fharsaingeachd, mar as lugha de lùth a tha aig bataraidh singilte, is ann as àirde sàbhailteachd a’ charbaid gu lèir. Pasgan bataraidh air a dhèanamh suas de àireamh mhòr de cheallan beaga, eadhon ged a dh’ fhailicheas aon chealla, cha adhbharaich e cus trioblaid. Ach ma tha duilgheadas taobh a-staigh bataraidh le comas mòr, tha an cunnart sàbhailteachd mòran nas motha. Mar sin, feumaidh ceallan mòra barrachd innealan dìon, a lughdaicheas dùmhlachd lùth a’ phasgan bataraidh air a dhèanamh suas de cheallan mòra.
Ach, le fuasgladh Tesla, tha na h-eas-bhuannachdan follaiseach cuideachd. Feumaidh na mìltean de bataraidhean siostam riaghlaidh bataraidh air leth iom-fhillte, agus chan urrainnear a’ chosgais a bharrachd a dhì-meas. Tha am BMS (Siostam Riaghlaidh Bataraidh) a thathar a’ cleachdadh air an Volkswagen E-Golf, fo-mhodal a tha comasach air 12 bataraidh a riaghladh, a’ cosg $17. A rèir tuairmse air an àireamh de bhataraidhean a bhios Tesla a’ cleachdadh, eadhon ged a tha cosgais BMS fèin-leasaichte ìosal, tha cosgais tasgadh Tesla ann am BMS nas àirde na 5,000 dolar na SA, a’ dèanamh suas còrr air 5% de chosgais an toraidh. carbad gu lèir. Bhon sealladh seo, chan urrainnear a ràdh nach eil bataraidh mòr math. Mura h-eil prìs BMS air a lughdachadh gu mòr, bu chòir meud a ’phacaid bataraidh a dhearbhadh a rèir suidheachadh a’ chàir.
Mar phrìomh theicneòlas eile ann an carbadan dealain, bidh an motair gu tric na chridhe deasbaid, gu sònraichte motair meud watermelon Tesla le coileanadh càr spòrs, a tha eadhon nas iongantaiche (faodaidh cumhachd stùc motair Model S ruighinn barrachd air 300kW, An ìre as àirde Is e torque 600Nm, agus tha an cumhachd as àirde faisg air cumhachd aon motair de EMU aig astar luath). Thuirt cuid de luchd-rannsachaidh ann an gnìomhachas chàraichean na Gearmailt mar a leanas:
Cha mhòr nach eil Tesla a’ cleachdadh ach co-phàirtean àbhaisteach (corp alùmanum,motair asyncronach airson gluasad, teicneòlas àbhaisteach chassis le èadharcrochaidh, ESP agus siostam breic àbhaisteach le pumpa falamh dealain, ceallan laptop msaa.)
Bidh Tesla a’ cleachdadh a h-uile pàirt àbhaisteach, bodhaig alùmanum, motaran asyncronach, structar càr àbhaisteach, siostam breic agus bataraidh laptop msaa.
Is e an aon fhìor ùr-ghnàthachadh an teicneòlas a tha a’ ceangal a’ bhataraidhceallan, a bhios a’ cleachdadh uèirichean ceangail a tha Tesla air peutant a dhèanamh, a bharrachd air bataraidhsiostam riaghlaidh a dh’ fhaodar a lasadh “thairis air an èadhar”, a’ ciallachadh gu bheil anchan fheum carbad tuilleadh draibheadh gu bùth-obrach gus ùrachadh bathar-bog fhaighinn.
Is e an aon innleachd innleachdach aig Tesla a bhith a’ làimhseachadh a’ bhataraidh. Bidh iad a’ cleachdadh càball bataraidh sònraichte, agus BMS a bheir comas do lìonrachadh gun uèir dìreach gun fheum a dhol air ais chun fhactaraidh gus am bathar-bog ùrachadh.
Gu dearbh, chan eil motair asyncronach dùmhlachd cumhachd àrd Tesla ro ùr. Anns a ’mhodail Roadster as tràithe aig Tesla, thathas a’ cleachdadh toraidhean Tomita Electric Taiwan, agus chan eil na paramadairean ro eadar-dhealaichte bho na crìochan a dh’ ainmich Model S. Anns an rannsachadh làithreach, tha dealbhadh aig sgoilearan aig an taigh agus thall thairis airson cosgais ìosal, àrd-chumhachd. motaran a dh’ fhaodar a chuir gu sgiobalta ann an cinneasachadh. Mar sin nuair a choimheadas tu air an raon seo, seachain an Tesla miotasach - tha motaran Tesla math gu leòr, ach chan eil iad cho math is nach urrainn do dhuine sam bith eile an togail.
Am measg an iomadh seòrsa motair, is e an fheadhainn a thathas a’ cleachdadh gu cumanta ann an carbadan dealain motaran asyncronach (ris an canar cuideachd motaran inntrigidh), motaran sioncronaich air an taobh a-muigh, motaran sioncronaich magnet maireannach agus motaran sioncronaich hybrid. Bidh cuid de bhun-bheachdan bunaiteach aig an fheadhainn a tha a 'creidsinn gu bheil beagan eòlais aig a' chiad trì motaran mu charbadan dealain. Tha cosgais ìosal agus earbsachd àrd aig motaran asyncronach, tha dùmhlachd cumhachd àrd agus èifeachdas aig motaran sioncronaich magnet maireannach, meud beag ach prìs àrd, agus smachd earrannan àrd-astar iom-fhillte. .
Is dòcha gu bheil thu air nas lugha a chluinntinn mu motaran sioncronaich hybrid, ach o chionn ghoirid, tha mòran de sholaraichean motair Eòrpach air tòiseachadh a ’toirt seachad motaran mar sin. Tha an dùmhlachd cumhachd agus èifeachdas glè àrd, agus tha an comas cus cuideim làidir, ach chan eil an smachd duilich, a tha gu math freagarrach airson carbadan dealain.
Chan eil dad sònraichte mun motair seo. An coimeas ris a ’motair sioncronaich magnet maireannach, a bharrachd air na magnets maireannach, bidh an rotor cuideachd a’ cuir a-steach lùbach excitation coltach ris a ’motair sioncronaich traidiseanta. Chan e a-mhàin gu bheil an leithid de motair air an dùmhlachd cumhachd àrd a bheir an magnet maireannach a-steach, ach faodaidh e cuideachd an raon magnetach atharrachadh a rèir feumalachdan tro lùbach excitation, a ghabhas smachd gu furasta aig gach roinn astar. Is e eisimpleir àbhaisteach an motair sreath HSM1 a rinn BRUSA san Eilbheis. Tha an lùb caractar HSM1-10.18.22 mar a chithear san fhigear gu h-ìosal. Is e an cumhachd as àirde 220kW agus is e an torque as àirde 460Nm, ach chan eil an tomhas-lìonaidh aige ach 24L (30 cm ann an trast-thomhas agus 34 cm de dh'fhaid) agus tha cuideam timcheall air 76kg ann. Tha an dùmhlachd cumhachd agus dùmhlachd torque gu bunaiteach an coimeas ri toraidhean Tesla. Gu dearbh, chan eil a 'phrìs saor. Tha an motair seo uidheamaichte le inneal-tionndaidh tricead, agus tha a’ phrìs timcheall air 11,000 iùro.
Airson an iarrtas airson carbadan dealain, tha cruinneachadh teicneòlas motair aibidh gu leòr. Is e an rud a tha a dhìth an-dràsta motair a chaidh a dhealbhadh gu sònraichte airson carbadan dealain, chan e an teicneòlas airson a leithid de motair a dhèanamh. Thathas a ’creidsinn, le aibidh agus leasachadh mean air mhean air a’ mhargaidh, gum fàs motaran le dùmhlachd cumhachd àrd a ’sìor fhàs mòr-chòrdte, agus bidh a’ phrìs a ’fàs barrachd is barrachd faisg air na daoine.
Airson an iarrtas airson carbadan dealain, chan eil ann an-dràsta ach gainnead motaran a chaidh a dhealbhadh gu sònraichte airson carbadan dealain. Thathas a ’creidsinn, le aibidh agus leasachadh mean air mhean air a’ mhargaidh, gum fàs motaran le dùmhlachd cumhachd àrd a ’sìor fhàs mòr-chòrdte, agus bidh a’ phrìs a ’fàs barrachd is barrachd faisg air na daoine.
Feumaidh an rannsachadh air carbadan dealain tilleadh chun bhunait. Is e brìgh charbadan dealain còmhdhail sàbhailte agus aig prìs reusanta, chan e obair-lann teicneòlas gluasadach, agus gu riatanach chan fheum e an teicneòlas as adhartaiche agus as fhasanta a chleachdadh. Anns an anailis dheireannach, bu chòir a dhealbhadh agus a dhealbhadh a rèir feumalachdan na sgìre.
Tha nochdadh Tesla air sealltainn do dhaoine gum feum an àm ri teachd buntainn ri carbadan dealain. Chan eil fios fhathast cò ris a bhios na carbadan dealain coltach agus dè an suidheachadh a bhios aig Sìona ann an gnìomhachas nan carbadan dealain san àm ri teachd. Is e seo cuideachd seun obair gnìomhachais: eu-coltach ri saidheans nàdurrach, tha eadhon an toradh do-sheachanta a tha air a chomharrachadh le laghan saidheans sòisealta ag iarraidh air daoine a choileanadh tro sgrùdadh agus oidhirp chruaidh!
(Ùghdar: tagraiche PhD ann an innleadaireachd charbadan dealain aig Oilthigh Teicnigeach Munich)
Ùine puist: Mar-24-2022