D'Zäit ass richteg an d'Plaz ass richteg, an all chinesesch Elektroautofirmen sinn besat. China schéngt den Zentrum vun der Welt elektresch Gefier Industrie ginn.
Tatsächlech, an Däitschland, wann Är Eenheet keng Opluedstécker ubitt, musst Dir vläicht eng selwer kafen. op der Dier. Wéi och ëmmer, mir diskutéieren ëmmer firwat sou vill exzellent däitsch Autosfirmen keng Tesla kënne maachen, an et ass net schwéier d'Grënn elo ze fannen.
Am Joer 2014 huet de Professer Lienkamp vun der Technescher Universitéit München en neit Buch "Status vun der elektrescher Mobilitéit 2014" publizéiert, dat gratis an op fir d'Gesellschaft ass, a sot: "Obwuel elektresch Gefierer verschidde Mängel hunn, hunn ech nach ni en Auto gesinn deen besëtzt schonn eng elektresch Mobilitéit. De Chauffer vum Auto, gitt erëm an den Ëmfang vum traditionellen Auto. Och dee meescht üblechen Elektroauto bréngt Iech d'Freed vum Fuere, wat vun engem Benzinauto oniwwertraff ass. Sou en Auto ka wierklech den Autobesëtzer net erneieren.
Wéi mir all wëssen, ass d'Häerz vun engem elektresche Gefier d'Batterie.
Fir en normalen elektresche Gefier, ënner dem europäesche Standardtest, ass den Energieverbrauch pro 100 Kilometer ongeféier 17kWh, also 17 kWh. Den Dr Thomas Pesce huet den Energieverbrauch vu kompakten Autoen ënner der optimaler Konfiguratioun studéiert. Ouni d'Käschte ze berücksichtegen, ass den optimalen Energieverbrauch pro 100 Kilometer kritt duerch d'Benotzung vun der existéierender verfügbarer Technologie liicht méi wéi 15kWh. Dëst bedeit datt kuerzfristeg probéiert den Energieverbrauch ze reduzéieren andeems d'Effizienz vum Auto selwer optiméiert, och ouni d'Zousätzlech Käschten ze berücksichtegen, den Energiespuereffekt relativ kleng ass.
Huelt dem Tesla säin 85kWh Batteriepack als Beispill. Déi nominell Distanz ass 500 km. Wann d'Energieverbrauch op 15kWh/100km duerch verschidden Efforten reduzéiert gëtt, kann d'Distanz op 560km erhéicht ginn. Dofir kann et gesot ginn datt d'Batteriedauer vum Auto proportional zu der Kapazitéit vum Batteriepack ass, an de proportional Koeffizient ass relativ fix. Aus dëser Siicht ass d'Benotzung vu Batterien mat enger méi héijer Energiedicht (souwuel Energie Wh/kg pro Eenheet Gewiicht an Energie Wh/L pro Eenheet Volumen musse berücksichtegt ginn) vu grousser Bedeitung fir d'Leeschtung vun elektresche Gefierer ze verbesseren, well an elektresch Gefierer, besetzt d'Batterie e groussen Deel vum Gesamtgewicht.
All Zorte vu Lithium-Ion Batterien sinn déi meescht erwaart an déi meescht benotzt Batterien. D'Lithiumbatterien, déi an Autoen benotzt ginn, enthalen haaptsächlech Nickel Kobalt Lithium Manganat ternary Batterie (NCM), Nickel Kobalt Lithium Aluminat Batterie (NCA) a Lithium Eisenphosphat Batterie (LPF).
1. Néckel-Kobalt Lithium Manganat ternary Batterie NCMgëtt vu villen elektresche Gefierer am Ausland benotzt wéinst senger gerénger Hëtztproduktiounsquote, relativ gudder Stabilitéit, laanger Liewensdauer an Energiedicht vun 150-220Wh/kg.
2. NCA Néckel-Kobalt aluminate Lithium Batterie
Tesla benotzt dës Batterie. D'Energiedicht ass héich, bei 200-260Wh/kg, a gëtt erwaart geschwënn 300Wh/kg z'erreechen. Den Haaptproblem ass datt nëmmen Panasonic dës Batterie am Moment produzéiere kann, de Präis ass héich, an d'Sécherheet ass déi schlëmmst vun den dräi Lithium-Batterien, déi héich performant Wärmevergëftung a Batteriemanagementsystem erfuerdert.
3. LPF Lithium Eisenphosphat Batterie Endlech kucke mer d'LPF Batterie am meeschte benotzt an Hauselektresch Gefierer. De gréissten Nodeel vun dëser Zort Batterie ass datt d'Energiedicht ganz niddereg ass, wat nëmmen 100-120Wh / kg erreechen kann. Zousätzlech huet de LPF och en héije Selbstentladungsquote. Keen vun dësem gëtt vun EV Hiersteller gewënscht. Déi verbreet Adoptioun vu LPF a China ass méi wéi e Kompromiss vun den Haushersteller fir deier Batteriemanagement a Killsystemer - LPF Batterien hu ganz héich Stabilitéit a Sécherheet, a kënne stabil Operatioun garantéieren och mat schlechte Batteriemanagementsystemer a méi laang Batterieliewen. En anere Virdeel, deen dës Feature bruecht huet, ass datt e puer LPF Batterien extrem héich Entladungsmuechtdicht hunn, wat d'dynamesch Leeschtung vum Gefier verbesseren kann. Zousätzlech ass de Präis vun de LPF Batterien relativ niddereg, sou datt et gëeegent ass fir déi aktuell Low-End- a Low-Präisstrategie vun Hauselektresch Gefierer. Awer ob et kräfteg als Batterietechnologie vun der Zukunft entwéckelt gëtt, gëtt et nach ëmmer e Fragezeechen.
Wéi grouss soll d'Batterie vun engem duerchschnëttleche Elektroauto sinn? Ass et e Batteriepack mat Dausende vun Tesla Batterien a Serie a parallel, oder e Batteriepack mat e puer grousse Batterien aus BYD gebaut? Dëst ass eng Ënnerfuerschungsfro, an et gëtt de Moment keng definitiv Äntwert. Nëmmen d'Charakteristiken vun der Batterie Pak besteet aus grouss Zellen a kleng Zellen sinn hei agefouert.
Wann d'Batterie kleng ass, wäert d'total Wärmevergëftungsgebitt vun der Batterie relativ grouss sinn, an d'Temperatur vum ganze Batteriepack kann effektiv kontrolléiert ginn duerch e raisonnabel Wärmevergëftungsdesign fir ze vermeiden datt déi héich Temperatur beschleunegt an ofgeet. Liewen vun der Batterie. Allgemeng wäert d'Kraaft an d'Energiedicht vu Batterien mat méi klenger eenzeger Kapazitéit méi héich sinn. Schlussendlech, a méi wichteg, allgemeng geschwat, wat manner Energie eng eenzeg Batterie huet, wat méi héich ass d'Sécherheet vum ganze Gefier. A Batterie Pak besteet aus enger grousser Zuel vu klenge Zellen, och wann eng eenzeg Zell versoen, et wäert net ze vill Problem Ursaach. Awer wann et e Problem an enger Batterie mat enger grousser Kapazitéit ass, ass d'Sécherheetsrisiko vill méi grouss. Dofir erfuerderen grouss Zellen méi Schutzgeräter, wat d'Energiedichte vum Batteriepack aus groussen Zellen weider reduzéiert.
Wéi och ëmmer, mat der Léisung vun Tesla sinn d'Nodeeler och evident. Dausende vu Batterien erfuerderen en extrem komplexe Batteriemanagementsystem, an déi zousätzlech Käschten kënnen net ënnerschat ginn. De BMS (Battery Management System) deen am Volkswagen E-Golf benotzt gëtt, en Ënnermodul deen 12 Batterien ka verwalten, kascht $17. Laut der Schätzung vun der Unzuel vun de Batterien déi Tesla benotzt, och wann d'Käschte vum selbst entwéckelte BMS niddereg sinn, sinn d'Käschte vun der Tesla Investitioun an BMS méi wéi 5.000 US Dollar, wat méi wéi 5% vun de Käschte vum BMS ausmécht. ganzt Gefier. Aus dëser Siicht kann et net gesot ginn datt eng grouss Batterie net gutt ass. Am Fall wou de Präis vum BMS net wesentlech reduzéiert gouf, sollt d'Gréisst vum Batteriepack no der Positionéierung vum Auto bestëmmt ginn.
Als eng aner Kärtechnologie an elektresche Gefierer gëtt de Motor dacks de Kär vun der Diskussioun, besonnesch dem Tesla säi Waassermeloun-Gréisst Motor mat Sportsauto Leeschtung, wat nach méi erstaunlech ass (d'Peakkraaft vum Model S Motor ka méi wéi 300kW erreechen, De Maximum Dréimoment ass 600Nm, an d'Spëtzekraaft ass no bei der Kraaft vun engem eenzege Motor vun enger Héichgeschwindegkeet EMU). E puer Fuerscher an der däitscher Autosindustrie kommentéiert wéi follegt:
Tesla benotzt bal näischt ausser konventionell Komponenten (Aluminium Kierper,asynchrone Motor fir Propulsioun, konventionell Chassis Technologie mat LoftSuspension, ESP an e konventionelle Bremssystem mat elektrescher Vakuumpompel, Laptopzellen etc.)
Tesla benotzt all konventionell Deeler, Al Kierper, asynchronous Motore, konventionell Auto Struktur, Brems- System an Laptop Batterie etc.
Déi eenzeg echt Innovatioun läit an der Technologie déi d'Batterie verbënntZellen, déi Verbindungsdrähten benotzt déi Tesla patentéiert huet, souwéi BatterieGestioun System datt "iwwer der Loft" flashed kann, Bedeitung, datt d'Gefier brauch net méi an en Atelier ze fueren fir Softwareupdates ze kréien.
Dem Tesla seng eenzeg Genie Erfindung ass an hirer Handhabung vun der Batterie. Si benotzen e spezielle Batteriekabel, an e BMS, deen direkten drahtlose Vernetzung erméiglecht ouni d'Noutwendegkeet zréck an d'Fabréck ze goen fir d'Software ze aktualiséieren.
Tatsächlech ass dem Tesla säin asynchrone Motor mat héijer Kraaftdicht net ze nei. Am fréisten Roadster Modell vum Tesla ginn d'Produkter vum Taiwan Tomita Electric benotzt, an d'Parameteren sinn net ze ënnerschiddlech vun de Parameteren, déi vum Model S ugekënnegt ginn. Motoren déi séier an d'Produktioun gesat kënne ginn. Also wann Dir dëst Feld kuckt, vermeit déi mythesch Tesla - Tesla's Motore si gutt genuch, awer net sou gutt datt keen aneren se bauen kann.
Ënnert de ville Motorarten sinn déi, déi allgemeng an elektresche Gefierer benotzt ginn, haaptsächlech asynchrone Motore (och Induktiounsmotoren genannt), extern opgereegt Synchronmotoren, Permanent Magnéit Synchronmotoren an Hybrid Synchronmotoren. Déi, déi gleewen datt déi éischt dräi Motore e puer Wëssen iwwer elektresch Gefierer hunn, hunn e puer Basiskonzepter. Asynchrone Motore hunn niddereg Käschten an héich Zouverlässegkeet, permanent Magnéit Synchron-Motore hunn héich Muecht Dicht an Effizienz, kleng Gréisst awer héich Präis, a komplex Héich-Vitesse Rubrik Kontroll. .
Dir hutt vläicht manner iwwer Hybrid Synchronmotoren héieren, awer viru kuerzem hu vill europäesch Motorleverandorer ugefaang sou Motoren ze bidden. D'Kraaftdicht an d'Effizienz si ganz héich, an d'Iwwerlaaschtkapazitéit ass staark, awer d'Kontroll ass net schwéier, wat ganz gëeegent ass fir elektresch Gefierer.
Et gëtt näischt Besonnesches iwwer dëse Motor. Am Verglach mam Permanent Magnéit Synchronmotor, zousätzlech zu de permanente Magnete, füügt de Rotor och eng Excitatiounswindung ähnlech wéi den traditionelle Synchronmotor. Sou e Motor huet net nëmmen déi héich Kraaftdichte vum permanente Magnéit bruecht, mee kann och d'Magnéitfeld no de Bedierfnesser duerch d'Excitatiounswindung upassen, déi einfach bei all Geschwindegkeetssektioun kontrolléiert ka ginn. En typescht Beispill ass den HSM1 Serie Motor produzéiert vun BRUSA an der Schwäiz. D'HSM1-10.18.22 charakteristesch Kurve ass wéi an der Figur hei ënnen gewisen. Déi maximal Kraaft ass 220kW an de maximalen Dréimoment ass 460Nm, awer säi Volumen ass nëmmen 24L (30 cm Duerchmiesser an 34 cm laang) a waacht ongeféier 76kg. D'Kraaftdicht an d'Dréimomentdicht sinn am Fong vergläichbar mat den Tesla Produkter. Natierlech ass de Präis net bëlleg. Dëse Motor ass mat engem Frequenzkonverter ausgestatt, an de Präis läit bei ronn 11.000 Euro.
Fir d'Nofro fir elektresch Gefierer ass d'Akkumulation vun der Motortechnologie reift genuch. Wat de Moment feelt ass e Motor speziell fir elektresch Gefierer entworf, net d'Technologie fir sou e Motor ze maachen. Et gëtt ugeholl datt mat der gradueller Reife an Entwécklung vum Maart Motore mat héijer Kraaftdichte méi a méi populär ginn, an de Präis wäert ëmmer méi no bei de Leit ginn.
Fir d'Nofro fir elektresch Gefierer feelt de Moment just un Motore speziell fir elektresch Gefierer entworf. Et gëtt ugeholl datt mat der gradueller Reife an Entwécklung vum Maart Motore mat héijer Kraaftdichte méi a méi populär ginn, an de Präis wäert ëmmer méi no bei de Leit ginn.
D'Fuerschung iwwer elektresch Gefierer muss op d'Essenz zréckkommen. D'Essenz vun elektresche Gefierer ass sécher a bezuelbar Transport, net e mobilen Technologielaboratoire, an et brauch net onbedéngt déi fortgeschratt a modesch Technologie ze benotzen. An der leschter Analyse soll et geplangt an entworf ginn no de Bedierfnesser vun der Regioun.
D'Entstoe vun Tesla huet de Leit gewisen datt d'Zukunft zu elektresche Gefierer gehéiere muss. Wéi déi zukünfteg elektresch Gefierer ausgesinn a wéi eng Positioun China an der Zukunft an der Elektroautoindustrie wäert besetzen, ass nach onbekannt. Dëst ass och de Charme vun der industrieller Aarbecht: Am Géigesaz zu der Naturwëssenschaft, och dat inévitabelt Resultat vun de Gesetzer vun der Sozialwëssenschaft erfuerdert d'Leit et duerch ustrengend Exploratioun an Effort z'erreechen!
(Auteur: Doktorand an Elektroautotechnik an der Technescher Universitéit München)
Post Zäit: Mar-24-2022