Il-ħin huwa tajjeb u l-post huwa tajjeb, u l-kumpaniji Ċiniżi kollha tal-vetturi elettriċi huma okkupati. Iċ-Ċina tidher li saret iċ-ċentru tal-industrija tal-vetturi elettriċi tad-dinja.
Fil-fatt, fil-Ġermanja, jekk l-unità tiegħek ma tipprovdix munzelli ta 'ċċarġjar, jista' jkollok bżonn tixtri waħda lilek innifsek. fuq l-għatba. Madankollu, aħna dejjem qed niddiskutu għaliex tant kumpaniji eċċellenti tal-karozzi Ġermaniżi ma jistgħux jagħmlu Tesla, u mhux diffiċli li ssib ir-raġunijiet issa.
Fl-2014, il-Professur Lienkamp tal-Università Teknika ta’ Munich ippubblika ktieb ġdid “Status of electrical mobility 2014″, li huwa ħieles u miftuħ għas-soċjetà, u qal: “Għalkemm il-vetturi elettriċi għandhom diversi difetti, qatt ma rajt karozza li diġà għandu mobilità elettrika. Is-sewwieq tal-karozza, jerġa 'jidħol fit-tgħanniqa tal-karozza tradizzjonali. Anke l-aktar karozza elettrika komuni ġġiblek il-ferħ tas-sewqan, li mhux imqabbel minn karozza tal-gażolina.” Karozza bħal din tista 'verament tagħmel lis-sid tal-karozza ma ġġeddedx Tfigħ lura f'armi ta' karozzi tradizzjonali?
Kif nafu lkoll, il-qalba ta 'vettura elettrika hija l-batterija.
Għal vettura elettrika ordinarja, taħt it-test standard Ewropew, il-konsum tal-enerġija għal kull 100 kilometru huwa ta 'madwar 17kWh, jiġifieri, 17 kWh. Dr Thomas Pesce studja l-konsum tal-enerġija ta 'vetturi kompatti taħt l-aħjar konfigurazzjoni. Mingħajr ma titqies l-ispiża, l-aħjar konsum tal-enerġija għal kull 100 kilometru miksub bl-użu tat-teknoloġija eżistenti disponibbli huwa ftit aktar minn 15kWh. Dan ifisser li fi żmien qasir, tipprova tnaqqas il-konsum tal-enerġija billi tottimizza l-effiċjenza tal-karozza nnifisha, anke mingħajr ma tikkunsidra l-ispiża addizzjonali, l-effett tal-iffrankar tal-enerġija huwa relattivament żgħir.
Ħu l-pakkett tal-batterija ta '85kWh ta' Tesla bħala eżempju. Id-distanza nominali tas-sewqan hija 500km. Jekk il-konsum tal-enerġija jitnaqqas għal 15kWh/100km permezz ta 'diversi sforzi, id-distanza tas-sewqan tista' tiżdied għal 560km. Għalhekk, jista 'jingħad li l-ħajja tal-batterija tal-karozza hija proporzjonali għall-kapaċità tal-pakkett tal-batterija, u l-koeffiċjent proporzjonali huwa relattivament fiss. Minn dan il-lat, l-użu ta 'batteriji b'densità ta' enerġija ogħla (kemm l-enerġija Wh/kg għal kull unità ta 'piż kif ukoll l-enerġija Wh/L għal kull unità ta' volum jeħtieġ li jiġu kkunsidrati) huwa ta 'sinifikat kbir biex itejjeb il-prestazzjoni tal-vetturi elettriċi, minħabba li f' vetturi elettriċi, il-batterija tokkupa parti kbira mill-piż totali.
It-tipi kollha ta 'batteriji tal-jone tal-litju huma l-aktar batteriji antiċipati u l-aktar użati. Il-batteriji tal-litju użati fil-karozzi prinċipalment jinkludu nikil kobalt litju manganate ternary battery (NCM), nikil kobalt litju aluminate batterija (NCA) u batterija tal-litju tal-fosfat tal-ħadid (LPF).
1. Nikil-kobalt tal-litju manganate ternary batterija NCMtintuża minn ħafna vetturi elettriċi barra mill-pajjiż minħabba r-rata baxxa ta 'produzzjoni tas-sħana tagħha, stabbiltà relattivament tajba, ħajja twila, u densità ta' enerġija ta '150-220Wh/kg.
2. Batterija tal-litju aluminat tan-nikil-kobalt NCA
Tesla tuża din il-batterija. Id-densità tal-enerġija hija għolja, f'200-260Wh/kg, u hija mistennija li tilħaq 300Wh/kg dalwaqt. Il-problema ewlenija hija li Panasonic biss jista 'jipproduċi din il-batterija fil-preżent, il-prezz huwa għoli, u s-sigurtà hija l-agħar fost it-tliet batteriji tal-litju, li teħtieġ dissipazzjoni tas-sħana ta' prestazzjoni għolja u sistema ta 'ġestjoni tal-batterija.
3. Batterija tal-fosfat tal-ħadid tal-litju LPF Fl-aħħarnett, ejja nħarsu lejn il-batterija LPF l-aktar użata f'vetturi elettriċi domestiċi. L-akbar żvantaġġ ta 'dan it-tip ta' batterija huwa li d-densità tal-enerġija hija baxxa ħafna, li tista 'tilħaq biss 100-120Wh/kg. Barra minn hekk, LPF għandu wkoll rata għolja ta 'awto-kwittanza. Xejn minn dan mhu mixtieq minn dawk li jfasslu l-EV. L-adozzjoni mifruxa ta 'LPF fiċ-Ċina hija aktar bħal kompromess magħmul minn manifatturi domestiċi għal sistemi ta' ġestjoni u tkessiħ tal-batteriji għaljin - Il-batteriji LPF għandhom stabbiltà u sigurtà għolja ħafna, u jistgħu jiżguraw tħaddim stabbli anke b'sistemi ta 'ġestjoni fqira tal-batterija u ħajja itwal tal-batterija. Benefiċċju ieħor miġjub minn din il-karatteristika huwa li xi batteriji LPF għandhom densità ta 'qawwa ta' skarigu estremament għolja, li tista 'ttejjeb il-prestazzjoni dinamika tal-vettura. Barra minn hekk, il-prezz tal-batteriji LPF huwa relattivament baxx, għalhekk huwa adattat għall-istrateġija attwali ta 'livell baxx u bi prezz baxx ta' vetturi elettriċi domestiċi. Imma jekk hux se jiġi żviluppat b'mod vigoruż bħala t-teknoloġija tal-batterija tal-futur, għad hemm mistoqsija.
Kemm għandha tkun kbira l-batterija ta 'karozza elettrika medja? Huwa pakkett ta 'batteriji b'eluf ta' batteriji Tesla f'serje u parallel, jew pakkett ta 'batteriji mibni bi ftit batteriji kbar minn BYD? Din hija mistoqsija li mhix riċerkata, u bħalissa m'hemm l-ebda tweġiba definita. Hawn huma introdotti biss il-karatteristiċi tal-pakkett tal-batterija magħmul minn ċelloli kbar u ċelloli żgħar.
Meta l-batterija tkun żgħira, iż-żona totali tad-dissipazzjoni tas-sħana tal-batterija tkun relattivament kbira, u t-temperatura tal-pakkett kollu tal-batterija tista 'tiġi kkontrollata b'mod effettiv permezz ta' disinn raġonevoli tad-dissipazzjoni tas-sħana biex tevita li t-temperatura għolja taċċellera u tnaqqas mill- ħajja tal-batterija. Ġeneralment, il-qawwa u d-densità tal-enerġija tal-batteriji b'kapaċità waħda iżgħar se jkunu ogħla. Fl-aħħar nett, u aktar importanti, b'mod ġenerali, inqas ma batterija waħda jkollha enerġija, iktar tkun għolja s-sigurtà tal-vettura kollha. Pakkett ta 'batteriji magħmul minn numru kbir ta' ċelloli żgħar, anki jekk ċellula waħda tfalli, mhux se jikkawża wisq problema. Imma jekk hemm problema ġewwa batterija b'kapaċità kbira, il-periklu għas-sigurtà huwa ħafna akbar. Għalhekk, ċelloli kbar jeħtieġu aktar apparat ta 'protezzjoni, li jnaqqas aktar id-densità tal-enerġija tal-pakkett tal-batterija magħmul minn ċelloli kbar.
Madankollu, bis-soluzzjoni ta 'Tesla, l-iżvantaġġi huma wkoll ovvji. Eluf ta 'batteriji jeħtieġu sistema ta' ġestjoni tal-batterija estremament kumplessa, u l-ispiża addizzjonali ma tistax tiġi sottovalutata. Il-BMS (Battery Management System) użata fuq il-Volkswagen E-Golf, sub-modulu li kapaċi jimmaniġġja 12-il batterija, jiswa $17. Skont l-istima tan-numru ta 'batteriji użati minn Tesla, anki jekk l-ispiża tal-BMS żviluppata waħedha hija baxxa, l-ispiża tal-investiment ta' Tesla fil-BMS hija aktar minn 5,000 dollaru Amerikan, li jammonta għal aktar minn 5% tal-ispiża tal- vettura kollha. Minn dan il-lat, ma jistax jingħad li batterija kbira mhix tajba. Fil-każ li l-prezz tal-BMS ma ġiex imnaqqas b'mod sinifikanti, id-daqs tal-pakkett tal-batterija għandu jiġi determinat skont il-pożizzjoni tal-karozza.
Bħala teknoloġija ewlenija oħra fil-vetturi elettriċi, il-mutur ta 'spiss isir il-qalba tad-diskussjoni, speċjalment il-mutur tad-daqs tad-dulliegħa ta' Tesla b'rendiment ta 'karozzi sportivi, li huwa saħansitra aktar tal-għaġeb (l-ogħla qawwa tal-mutur tal-Mudell S tista' tilħaq aktar minn 300kW, Il-massimu it-torque huwa 600Nm, u l-ogħla qawwa hija qrib il-qawwa ta 'mutur wieħed ta' EMU b'veloċità għolja). Xi riċerkaturi fl-industrija tal-karozzi Ġermaniża kkummentaw kif ġej:
Tesla ma tuża kważi xejn ħlief komponenti konvenzjonali (korp tal-aluminju,Mutur mhux sinkroniku għall-propulsjoni, teknoloġija tax-chassis konvenzjonali bl-arjasospensjoni, ESP u sistema tal-brejk konvenzjonali b'pompa tal-vakwu elettrika, ċelluli laptop eċċ.)
Tesla tuża l-partijiet konvenzjonali kollha, korp tal-aluminju, muturi asinkroniċi, struttura konvenzjonali tal-karozzi, sistema tal-brejkijiet u batterija tal-laptop eċċ.
L-unika innovazzjoni ġenwina tinsab fit-teknoloġija li tgħaqqad il-batterijaċelluli, li juża wajers ta 'twaħħil li Tesla għandha privattiva, kif ukoll batterijasistema ta 'ġestjoni li jistgħu jiġu flashed "fuq l-arja", li jfisser li l-vettura m'għadhiex teħtieġ issuq għal workshop biex tirċievi aġġornamenti tas-softwer.
L-unika invenzjoni ta 'ġenju ta' Tesla hija fl-immaniġġjar tagħhom tal-batterija. Huma jużaw kejbil speċjali tal-batterija, u BMS li jippermetti netwerking mingħajr fili dirett mingħajr il-ħtieġa li jmorru lura fil-fabbrika biex taġġorna s-softwer.
Fil-fatt, il-mutur asinkroniku ta 'densità ta' qawwa għolja ta 'Tesla mhuwiex ġdid wisq. Fl-ewwel mudell Roadster ta 'Tesla, jintużaw il-prodotti ta' Tomita Electric tat-Tajwan, u l-parametri mhumiex wisq differenti mill-parametri mħabbra mill-Mudell S. Fir-riċerka attwali, studjużi fid-dar u barra għandhom disinji għal prezz baxx, qawwa għolja muturi li jistgħu jitqiegħdu fil-produzzjoni malajr. Allura meta tħares lejn dan il-qasam, evita t-Tesla mitika - il-muturi ta 'Tesla huma tajbin biżżejjed, iżda mhux daqshekk tajbin li ħaddieħor ma jista' jibnihom.
Fost il-ħafna tipi ta 'muturi, dawk komunement użati fil-vetturi elettriċi huma prinċipalment muturi asinkroniċi (imsejħa wkoll muturi ta' induzzjoni), muturi sinkroniċi eċċitati esternament, muturi sinkroniċi b'kalamita permanenti u muturi sinkroniċi ibridi. Dawk li jemmnu li l-ewwel tliet muturi għandhom xi għarfien dwar vetturi elettriċi se jkollhom xi kunċetti bażiċi. Muturi asinkroniċi għandhom spiża baxxa u affidabilità għolja, muturi sinkroniċi b'kalamita permanenti għandhom densità u effiċjenza għolja ta 'enerġija, daqs żgħir iżda prezz għoli, u kontroll kumpless ta' sezzjoni ta 'veloċità għolja. .
Jista 'jkun li smajt inqas dwar muturi sinkroniċi ibridi, iżda reċentement, ħafna fornituri Ewropej tal-muturi bdew jipprovdu muturi bħal dawn. Id-densità tal-qawwa u l-effiċjenza huma għoljin ħafna, u l-kapaċità ta 'tagħbija żejda hija b'saħħitha, iżda l-kontroll mhuwiex diffiċli, li huwa adattat ħafna għal vetturi elettriċi.
M'hemm xejn speċjali dwar dan il-mutur. Meta mqabbel mal-mutur sinkroniku ta 'kalamita permanenti, minbarra l-kalamiti permanenti, ir-rotor iżid ukoll stralċ ta' eċċitazzjoni simili għall-mutur sinkroniku tradizzjonali. Mutur bħal dan mhux biss għandu d-densità ta 'qawwa għolja miġjuba mill-kalamita permanenti, iżda wkoll jista' jaġġusta l-kamp manjetiku skont il-ħtiġijiet permezz tal-istralċ ta 'eċċitazzjoni, li jista' jiġi kkontrollat faċilment f'kull sezzjoni tal-veloċità. Eżempju tipiku huwa l-mutur tas-serje HSM1 prodott minn BRUSA fl-Isvizzera. Il-kurva karatteristika HSM1-10.18.22 hija kif muri fil-figura hawn taħt. Il-qawwa massima hija 220kW u t-torque massimu huwa 460Nm, iżda l-volum tiegħu huwa biss 24L (30 ċm fid-dijametru u 34 ċm fit-tul) u jiżen madwar 76kg. Id-densità tal-qawwa u d-densità tat-torque huma bażikament komparabbli mal-prodotti ta 'Tesla. Naturalment, il-prezz mhuwiex irħis. Dan il-mutur huwa mgħammar b'konvertitur tal-frekwenza, u l-prezz huwa madwar 11,000 ewro.
Għad-domanda għal vetturi elettriċi, l-akkumulazzjoni tat-teknoloġija tal-mutur hija matura biżżejjed. Dak li huwa nieqes bħalissa huwa mutur iddisinjat speċifikament għall-vetturi elettriċi, mhux it-teknoloġija biex tagħmel tali mutur. Huwa maħsub li bil-maturità gradwali u l-iżvilupp tas-suq, muturi b'densità ta 'qawwa għolja se jsiru aktar u aktar popolari, u l-prezz se jsir aktar u aktar qrib in-nies.
Għad-domanda għall-vetturi elettriċi, bħalissa hemm biss nuqqas ta 'muturi ddisinjati apposta għall-vetturi elettriċi. Huwa maħsub li bil-maturità gradwali u l-iżvilupp tas-suq, muturi b'densità ta 'qawwa għolja se jsiru aktar u aktar popolari, u l-prezz se jsir aktar u aktar qrib in-nies.
Ir-riċerka dwar il-vetturi elettriċi jeħtieġ li terġa 'lura għall-essenza. L-essenza tal-vetturi elettriċi hija trasport sikur u affordabbli, mhux laboratorju tat-teknoloġija mobbli, u mhux bilfors jeħtieġ li tuża l-aktar teknoloġija avvanzata u moda. Fl-aħħar analiżi, għandha tkun ippjanata u mfassla skont il-ħtiġijiet tar-reġjun.
L-emerġenza ta 'Tesla wriet lin-nies li l-futur irid jappartjeni għall-vetturi elettriċi. X'se jidhru l-vetturi elettriċi futuri u x'pożizzjoni se tokkupa ċ-Ċina fl-industrija tal-vetturi elettriċi fil-futur għadhom mhux magħrufa. Dan huwa wkoll is-seħer tax-xogħol industrijali: b'differenza mix-xjenza naturali, anke r-riżultat inevitabbli indikat mil-liġijiet tax-xjenza soċjali jeħtieġ li n-nies jiksbuh permezz ta 'esplorazzjoni u sforz iebes!
(Awtur: kandidat PhD fl-inġinerija tal-vetturi elettriċi fl-Università Teknika ta 'Munich)
Ħin tal-post: Mar-24-2022