විදුලි මෝටර් රථයක් බැටරියක් සහ මෝටරයක් ​​එකලස් කිරීම තරම්ම සරල ය

කාලය හරි, තැන හරි, චීන විදුළි වාහන සමාගම් ඔක්කොම වාඩිලාගෙන ඉන්නවා. චීනය ලෝකයේ විදුලි වාහන කර්මාන්තයේ කේන්ද්‍රස්ථානය බවට පත්ව ඇති බව පෙනේ.

ඇත්ත වශයෙන්ම, ජර්මනියේ, ඔබේ ඒකකය ආරෝපණ ගොඩවල් ලබා නොදෙන්නේ නම්, ඔබට එකක් මිලදී ගැනීමට අවශ්‍ය විය හැකිය. දොරකඩ මත. කෙසේ වෙතත්, බොහෝ විශිෂ්ට ජර්මානු මෝටර් රථ සමාගම්වලට ටෙස්ලා නිෂ්පාදනය කළ නොහැක්කේ මන්දැයි අපි නිතරම සාකච්ඡා කරමින් සිටින අතර එයට හේතු සොයා ගැනීම දැන් අපහසු නැත.

2014 දී මියුනිච් හි තාක්ෂණික විශ්ව විද්‍යාලයේ මහාචාර්ය ලියන්කැම්ප් විසින් "Status of electrical mobility 2014" නව ග්‍රන්ථයක් ප්‍රකාශයට පත් කරන ලද අතර එය සමාජයට නොමිලේ සහ විවෘතව ඇති අතර එය මෙසේ පැවසීය: "විදුලි වාහනවල විවිධ දෝෂ තිබුණත්, මම කවදාවත් කාර් එකක් දැකලා නැහැ. දැනටමත් විදුලි සංචලනය හිමිය. මෝටර් රථයේ රියදුරු, සම්ප්රදායික මෝටර් රථය වැලඳ ගැනීමට නැවත ඇතුල් වන්න. වඩාත් සුලභ විදුලි මෝටර් රථයක් පවා ඔබට පැදවීමේ ප්‍රීතිය ගෙන එයි, එය පෙට්‍රල් මෝටර් රථයකට අසමසමයි. එවැනි මෝටර් රථයක් ඇත්ත වශයෙන්ම මෝටර් රථ හිමිකරු සාම්ප්‍රදායික මෝටර් රථවල අත්වලට නැවත විසි කිරීම අලුත් නොකිරීමට සැලැස්විය හැකිද?

අප කවුරුත් දන්නා පරිදි විදුළි වාහනයක හදවත වන්නේ බැටරියයි.

සාමාන්‍ය විද්‍යුත් වාහනයක් සඳහා, යුරෝපීය සම්මත පරීක්ෂණයට අනුව, කිලෝමීටර 100 කට බලශක්ති පරිභෝජනය 17kWh, එනම් 17 kWh පමණ වේ. ආචාර්ය තෝමස් පෙස් ප්‍රශස්ත වින්‍යාසය යටතේ සංයුක්ත වාහනවල බලශක්ති පරිභෝජනය අධ්‍යයනය කළේය. පිරිවැය සැලකිල්ලට නොගෙන, දැනට පවතින තාක්‍ෂණය භාවිතා කිරීමෙන් ලබා ගන්නා කිලෝමීටර 100 කට ප්‍රශස්ත බලශක්ති පරිභෝජනය 15kWh ට වඩා තරමක් වැඩි ය. මෙයින් අදහස් කරන්නේ කෙටි කාලීනව, මෝටර් රථයේම කාර්යක්ෂමතාව ප්රශස්ත කිරීම මගින් බලශක්ති පරිභෝජනය අඩු කිරීමට උත්සාහ කිරීම, අතිරේක පිරිවැය සැලකිල්ලට නොගෙන වුවද, බලශක්ති ඉතිරිකිරීමේ බලපෑම සාපේක්ෂව කුඩා වේ.

උදාහරණයක් ලෙස Tesla හි 85kWh බැටරි පැක් එක ගන්න. නාමික ධාවන දුර කිලෝමීටර 500 කි. විවිධ උත්සාහයන් හරහා බලශක්ති පරිභෝජනය 15kWh/100km දක්වා අඩු කළහොත්, ධාවන දුර කිලෝමීටර 560 දක්වා වැඩි කළ හැකිය. එබැවින්, මෝටර් රථයේ බැටරි ආයු කාලය බැටරි පැකේජයේ ධාරිතාවට සමානුපාතික වන අතර සමානුපාතික සංගුණකය සාපේක්ෂව ස්ථාවර බව පැවසිය හැකිය. මෙම දෘෂ්ටි කෝණයෙන් බලන කල, විද්‍යුත් වාහනවල ක්‍රියාකාරීත්වය වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා වැඩි ශක්ති ඝනත්වයක් ඇති බැටරි භාවිතය (ඒකකයේ බරට Wh/kg සහ ඒකක පරිමාවකට බලශක්ති Wh/L යන දෙකම සලකා බැලිය යුතුය) ඉතා වැදගත් වේ. විදුලි වාහන, බැටරිය මුළු බරෙන් විශාල කොටසක් අල්ලා ගනී.

සියලුම වර්ගවල ලිතියම්-අයන බැටරි වඩාත්ම අපේක්ෂිත සහ බහුලව භාවිතා වන බැටරි වේ. මෝටර් රථවල භාවිතා කරන ලිතියම් බැටරි අතර ප්‍රධාන වශයෙන් නිකල් කොබෝල්ට් ලිතියම් මැංගනේට් ත්‍රිත්ව බැටරි (NCM), නිකල් කොබෝල්ට් ලිතියම් ඇලුමිනේට් බැටරි (NCA) සහ ලිතියම් යකඩ පොස්පේට් බැටරි (LPF) ඇතුළත් වේ.

1. නිකල්-කොබෝල්ට් ලිතියම් මැංගනේට් ත්‍රිත්ව බැටරි NCMඅඩු තාප නිෂ්පාදන අනුපාතය, සාපේක්ෂව හොඳ ස්ථාවරත්වයක්, දිගු ආයු කාලයක් සහ 150-220Wh/kg බලශක්ති ඝනත්වය නිසා විදේශයන්හි බොහෝ විද්යුත් වාහන භාවිතා කරයි.

2. NCA නිකල්-කොබෝල්ට් ඇලුමිනේට් ලිතියම් බැටරිය

ටෙස්ලා මෙම බැටරිය භාවිතා කරයි. ශක්ති ඝනත්වය 200-260Wh/kg හි ඉහළ මට්ටමක පවතින අතර ඉක්මනින් 300Wh/kg දක්වා ළඟා වනු ඇතැයි අපේක්ෂා කෙරේ. ප්‍රධාන ගැටලුව වන්නේ දැනට මෙම බැටරිය නිපදවිය හැක්කේ Panasonic සමාගමට පමණක් වීම, මිල ඉහළ මට්ටමක පැවතීම සහ ඉහළ ක්‍රියාකාරීත්වයකින් යුත් තාප විසර්ජනය සහ බැටරි කළමනාකරණ පද්ධතිය අවශ්‍ය වන ලිතියම් බැටරි තුන අතරින් ආරක්ෂාව නරකම වීමයි.

3. LPF ලිතියම් යකඩ පොස්පේට් බැටරිය අවසාන වශයෙන්, ගෘහස්ථ විදුලි වාහනවල වැඩිපුරම භාවිතා වන LPF බැටරිය දෙස බලමු. මෙම වර්ගයේ බැටරි වල ඇති ලොකුම අවාසිය නම් බලශක්ති ඝනත්වය ඉතා අඩු වන අතර එය 100-120Wh/kg දක්වා පමණක් ළඟා විය හැකිය. මීට අමතරව, LPF ඉහළ ස්වයං-විසර්ජන අනුපාතයක් ද ඇත. මේ කිසිවක් EV නිෂ්පාදකයින්ට අවශ්‍ය නොවේ. චීනයේ LPF බහුලව භාවිතා කිරීම මිල අධික බැටරි කළමනාකරණය සහ සිසිලන පද්ධති සඳහා දේශීය නිෂ්පාදකයින් විසින් කරන ලද සම්මුතියක් වැනිය - LPF බැටරි ඉතා ඉහළ ස්ථාවරත්වයක් සහ ආරක්ෂාවක් ඇති අතර, දුර්වල බැටරි කළමනාකරණ පද්ධති සහ දිගු බැටරි ආයු කාලයකදී පවා ස්ථාවර ක්‍රියාකාරිත්වය සහතික කළ හැකිය. මෙම විශේෂාංගය මගින් ගෙන එන තවත් ප්‍රතිලාභයක් නම්, සමහර LPF බැටරිවල අතිශයින්ම ඉහල විසර්ජන බල ඝනත්වයක් ඇති අතර එමඟින් වාහන ගතික ක්‍රියාකාරිත්වය වැඩි දියුණු කළ හැක. මීට අමතරව, LPF බැටරි වල මිල සාපේක්ෂව අඩු බැවින් එය ගෘහස්ථ විදුලි වාහනවල වත්මන් අඩු-අන්ත සහ අඩු මිල උපාය මාර්ගයට සුදුසු වේ. නමුත් එය අනාගතයේ බැටරි තාක්ෂණය ලෙස ප්‍රබල ලෙස දියුණු වේද යන්න තවමත් ප්‍රශ්නාර්ථයකි.

සාමාන්‍ය විදුලි මෝටර් රථයක බැටරිය කොපමණ විශාල විය යුතුද? එය ටෙස්ලා බැටරි දහස් ගණනක් ශ්‍රේණිගතව සහ සමාන්තරව ඇති බැටරි පැක් එකක්ද, නැතිනම් BYD වෙතින් විශාල බැටරි කිහිපයකින් සාදන ලද බැටරි පැක් එකක්ද? මෙය පර්යේෂණ යට ප්‍රශ්නයක් වන අතර දැනට නිශ්චිත පිළිතුරක් නොමැත. විශාල සෛල සහ කුඩා සෛල වලින් සමන්විත බැටරි ඇසුරුමේ ලක්ෂණ පමණක් මෙහි හඳුන්වා දෙනු ලැබේ.

බැටරිය කුඩා වූ විට, බැටරියේ සම්පූර්ණ තාප විසර්ජන ප්‍රදේශය සාපේක්ෂ වශයෙන් විශාල වන අතර, ඉහළ උෂ්ණත්වය ත්වරණය සහ අඩු වීම වැළැක්වීම සඳහා සාධාරණ තාප විසර්ජන සැලසුමක් හරහා සම්පූර්ණ බැටරි ඇසුරුමේ උෂ්ණත්වය ඵලදායී ලෙස පාලනය කළ හැකිය. බැටරියේ ආයු කාලය. සාමාන්‍යයෙන් කුඩා තනි ධාරිතාවක් සහිත බැටරිවල බලය සහ ශක්ති ඝනත්වය වැඩි වේ. අවසාන වශයෙන්, සහ වඩාත් වැදගත් ලෙස, පොදුවේ කතා කරන්නේ නම්, එක් බැටරියක ශක්තිය අඩු වන තරමට, සම්පූර්ණ වාහනයේ ආරක්ෂාව වැඩි වේ. කුඩා සෛල විශාල සංඛ්‍යාවකින් සැදුම්ලත් බැටරි පැකට්ටුවක්, එක් සෛලයක් අසමත් වුවද, එය වැඩි ගැටලුවක් ඇති නොකරයි. නමුත් විශාල ධාරිතාවක් සහිත බැටරියක් ඇතුළත ගැටලුවක් තිබේ නම්, ආරක්ෂිත අවදානම බෙහෙවින් වැඩි ය. එබැවින් විශාල සෛල සඳහා වැඩි ආරක්ෂණ උපාංග අවශ්‍ය වන අතර එමඟින් විශාල සෛල වලින් සමන්විත බැටරි ඇසුරුමේ ශක්ති ඝනත්වය තවදුරටත් අඩු කරයි.

කෙසේ වෙතත්, ටෙස්ලාගේ විසඳුම සමඟ, අවාසි ද පැහැදිලි ය. බැටරි දහස් ගණනකට අතිශය සංකීර්ණ බැටරි කළමනාකරණ පද්ධතියක් අවශ්‍ය වන අතර අමතර පිරිවැය අවතක්සේරු කළ නොහැක. Volkswagen E-Golf හි භාවිතා වන BMS (Battery Management System) බැටරි 12 ක් කළමණාකරණය කළ හැකි උප මොඩියුලයක මිල ඩොලර් 17 කි. Tesla විසින් භාවිතා කරන ලද බැටරි සංඛ්‍යාවේ ඇස්තමේන්තුවට අනුව, ස්වයං-සංවර්ධිත BMS හි පිරිවැය අඩු වුවද, BMS සඳහා ටෙස්ලාගේ ආයෝජනය ඩොලර් 5,000 කට වඩා වැඩි වන අතර එය පිරිවැයෙන් 5% කට වඩා වැඩි වේ. මුළු වාහනය. මෙම දෘෂ්ටි කෝණයෙන්, විශාල බැටරියක් හොඳ නැතැයි කිව නොහැකිය. BMS හි මිල සැලකිය යුතු ලෙස අඩු කර නොමැති අවස්ථාවක, මෝටර් රථයේ ස්ථානගත කිරීම අනුව බැටරි පැකේජයේ ප්රමාණය තීරණය කළ යුතුය.

විද්‍යුත් වාහනවල තවත් ප්‍රධාන තාක්‍ෂණයක් ලෙස, මෝටරය බොහෝ විට සාකච්ඡාවේ හරය බවට පත්වේ, විශේෂයෙන් ටෙස්ලාගේ ස්පෝර්ට්ස් කාර් ක්‍රියාකාරිත්වය සහිත කොමඩු ප්‍රමාණයේ මෝටරය, එය ඊටත් වඩා විශ්මය ජනක ය (ආදර්ශ S මෝටරයේ උපරිම බලය 300kW ට වඩා වැඩි විය හැකිය, උපරිම ව්‍යවර්ථය 600Nm වන අතර, උපරිම බලය අධිවේගී EMU එකක තනි මෝටරයක බලයට ආසන්න වේ). ජර්මානු මෝටර් රථ කර්මාන්තයේ සමහර පර්යේෂකයන් පහත පරිදි අදහස් දැක්වීය.

ටෙස්ලා සාම්ප්‍රදායික සංරචක (ඇලුමිනියම් ශරීරය,) හැර අන් කිසිවක් භාවිතා නොකරයිප්‍රචාලනය සඳහා අසමමුහුර්ත මෝටරය, වාතය සමඟ සාම්ප්‍රදායික චැසි තාක්ෂණයඅත්හිටුවීම, ESP සහ විද්යුත් රික්තක පොම්පය, ලැප්ටොප් සෛල ආදිය සහිත සාම්ප්රදායික තිරිංග පද්ධතියක්.)

ටෙස්ලා සියළුම සාම්ප්‍රදායික කොටස්, ඇලුමිනියම් බොඩි, අසමමුහුර්ත මෝටර, සාම්ප්‍රදායික කාර් ව්‍යුහය, තිරිංග පද්ධතිය සහ ලැප්ටොප් බැටරි ආදිය භාවිතා කරයි.

එකම අව්‍යාජ නවෝත්පාදනය පවතින්නේ බැටරිය සම්බන්ධ කරන තාක්‍ෂණය තුළ යසෛල, ටෙස්ලා විසින් පේටන්ට් බලපත්‍ර ලබාගෙන ඇති බන්ධන වයර් මෙන්ම බැටරි ද භාවිතා කරයි"වාතය හරහා" දැල්විය හැකි කළමනාකරණ පද්ධතිය, එනම්මෘදුකාංග යාවත්කාල කිරීම් ලබා ගැනීම සඳහා වාහනය තවදුරටත් වැඩමුළුවකට ධාවනය කිරීමට අවශ්‍ය නොවේ.

ටෙස්ලාගේ එකම ප්‍රතිභාව සොයාගැනීම වන්නේ ඔවුන් බැටරිය හැසිරවීමයි. ඔවුන් විශේෂ බැටරි කේබලයක් සහ මෘදුකාංග යාවත්කාලීන කිරීම සඳහා කර්මාන්තශාලාවට ආපසු යාමකින් තොරව සෘජු රැහැන් රහිත ජාලකරණය සක්‍රීය කරන BMS භාවිතා කරයි.

ඇත්ත වශයෙන්ම, ටෙස්ලාගේ අධි බල ඝනත්ව අසමමුහුර්ත මෝටරය අලුත් දෙයක් නොවේ. Tesla හි පැරණිතම Roadster මාදිලියේ, Taiwan's Tomita Electric හි නිෂ්පාදන භාවිතා කර ඇති අතර, S Model S විසින් ප්‍රකාශයට පත් කරන ලද පරාමිතිවලට වඩා පරාමිති විශාල වශයෙන් වෙනස් නොවේ. වර්තමාන පර්යේෂණයේ දී, දේශීය හා විදේශීය විද්වතුන් අඩු වියදම්, ඉහළ බලය සඳහා මෝස්තර ඇත. ඉක්මනින් නිෂ්පාදනයට දැමිය හැකි මෝටර. එබැවින් මෙම ක්ෂේත්‍රය දෙස බලන විට, මිථ්‍යා ටෙස්ලා - ටෙස්ලාගේ මෝටර ප්‍රමාණවත් තරම් හොඳ නමුත් වෙනත් කිසිවෙකුට ඒවා ගොඩනගා ගත නොහැකි තරම් හොඳ නැත.

බොහෝ මෝටර් වර්ග අතර, විද්‍යුත් වාහනවල බහුලව භාවිතා වන ඒවා ප්‍රධාන වශයෙන් අසමමුහුර්ත මෝටර (ප්‍රේරක මෝටර ලෙසද හැඳින්වේ), බාහිරව උද්යෝගිමත් සමමුහුර්ත මෝටර, ස්ථිර චුම්බක සමමුහුර්ත මෝටර සහ දෙමුහුන් සමමුහුර්ත මෝටර වේ. මුල් මෝටර තුනට විද්‍යුත් වාහන ගැන යම් දැනුමක් ඇතැයි විශ්වාස කරන අයට මූලික සංකල්ප කිහිපයක් තිබේ. අසමමුහුර්ත මෝටර අඩු පිරිවැයක් සහ ඉහළ විශ්වසනීයත්වයක් ඇත, ස්ථිර චුම්බක සමමුහුර්ත මෝටර් රථවල ඉහළ බල ඝනත්වය සහ කාර්යක්ෂමතාව, කුඩා ප්රමාණයේ නමුත් ඉහළ මිලක් සහ සංකීර්ණ අධිවේගී අංශ පාලනයක් ඇත. .

දෙමුහුන් සමමුහුර්ත මෝටර ගැන ඔබ අඩුවෙන් අසා ඇති නමුත් මෑතක සිට බොහෝ යුරෝපීය මෝටර් රථ සැපයුම්කරුවන් එවැනි මෝටර ලබා දීමට පටන් ගෙන ඇත. බලශක්ති ඝනත්වය සහ කාර්යක්ෂමතාව ඉතා ඉහළ වන අතර, අධි බර ධාරිතාව ශක්තිමත් වේ, නමුත් පාලනය කිරීම අපහසු නැත, එය විදුළි වාහන සඳහා ඉතා යෝග්ය වේ.

මෙම මෝටරයේ විශේෂ දෙයක් නොමැත. ස්ථිර චුම්බක සමමුහුර්ත මෝටරය සමඟ සසඳන විට, ස්ථිර චුම්බක වලට අමතරව, රෝටර් සම්ප්‍රදායික සමමුහුර්ත මෝටරයට සමාන උද්දීපනයක් ද එකතු කරයි. එවැනි මෝටරයක් ​​ස්ථීර චුම්බකයෙන් ගෙන එන අධි බල ඝනත්වය පමණක් නොව, එක් එක් වේග කොටසෙහි පහසුවෙන් පාලනය කළ හැකි උත්තේජක එතීෙම් හරහා අවශ්යතා අනුව චුම්බක ක්ෂේත්රය සකස් කළ හැකිය. සාමාන්‍ය උදාහරණයක් වන්නේ ස්විට්සර්ලන්තයේ BRUSA විසින් නිෂ්පාදනය කරන ලද HSM1 ශ්‍රේණියේ මෝටරයයි. HSM1-10.18.22 ලාක්ෂණික වක්‍රය පහත රූපයේ දැක්වේ. උපරිම බලය 220kW වන අතර උපරිම ව්‍යවර්ථය 460Nm වේ, නමුත් එහි පරිමාව 24L (විෂ්කම්භය 30 cm සහ දිග සෙන්ටිමීටර 34) පමණක් වන අතර බර 76kg පමණ වේ. බල ඝනත්වය සහ ව්‍යවර්ථ ඝනත්වය මූලික වශයෙන් ටෙස්ලාගේ නිෂ්පාදන සමඟ සැසඳිය හැකිය. ඇත්ත වශයෙන්ම, මිල ලාභදායී නොවේ. මෙම මෝටරය සංඛ්යාත පරිවර්තකයකින් සමන්විත වන අතර එහි මිල යුරෝ 11,000 ක් පමණ වේ.

විදුළි වාහන සඳහා ඇති ඉල්ලුම සඳහා, මෝටර් තාක්ෂණය සමුච්චය කිරීම ප්රමාණවත් තරම් පරිණත ය. දැනට අඩුව ඇත්තේ විදුළි වාහන සඳහාම නිර්මාණය කර ඇති මෝටරයක් ​​මිස එවැනි මෝටරයක් ​​සෑදීමේ තාක්ෂණය නොවේ. වෙළඳපොලේ ක්‍රමයෙන් පරිණතභාවය හා සංවර්ධනයත් සමඟ ඉහළ බල ඝණත්වයකින් යුත් මෝටර් රථ වඩ වඩාත් ජනප්‍රිය වනු ඇති අතර මිල වැඩි වැඩියෙන් මිනිසුන්ට සමීප වනු ඇතැයි විශ්වාස කෙරේ.

විදුළි වාහන සඳහා ඇති ඉල්ලුම සඳහා දැනට ඇත්තේ විදුළි වාහන සඳහාම විෙශේෂෙයන් නිර්මාණය කර ඇති ෙමෝටර් හිඟයක් පමණි. වෙළඳපොලේ ක්‍රමයෙන් පරිණතභාවය හා සංවර්ධනයත් සමඟ ඉහළ බල ඝණත්වයකින් යුත් මෝටර් රථ වඩ වඩාත් ජනප්‍රිය වනු ඇති අතර මිල වැඩි වැඩියෙන් මිනිසුන්ට සමීප වනු ඇතැයි විශ්වාස කෙරේ.

විදුළි වාහන පිළිබඳ පර්යේෂණ සාරය වෙත ආපසු යා යුතුය. විද්‍යුත් වාහනවල සාරය ආරක්ෂිත සහ දැරිය හැකි ප්‍රවාහනය මිස ජංගම තාක්ෂණ රසායනාගාරයක් නොවන අතර එයට වඩාත්ම දියුණු හා විලාසිතාමය තාක්‍ෂණය භාවිතා කිරීම අවශ්‍ය නොවේ. අවසාන විග්රහයේ දී, එය කලාපයේ අවශ්යතා අනුව සැලසුම් කර සැලසුම් කළ යුතුය.

Tesla හි මතුවීම මිනිසුන්ට පෙන්වා දී ඇත්තේ අනාගතය විදුළි වාහනවලට අයත් විය යුතු බවයි. අනාගත විදුළි වාහන කෙබඳු වනු ඇත්ද සහ අනාගතයේ දී චීනය විද්‍යුත් වාහන කර්මාන්තයේ කුමන ස්ථානයක් ගනීද යන්න තවමත් නොදනී. කාර්මික කාර්යයේ චමත්කාරය මෙයයි: ස්වාභාවික විද්‍යාව මෙන් නොව, සමාජ විද්‍යාවේ නීති මගින් පෙන්නුම් කරන නොවැළැක්විය හැකි ප්‍රති result ලය පවා දුෂ්කර ගවේෂණයෙන් සහ උත්සාහයෙන් එය සාක්ෂාත් කර ගැනීමට මිනිසුන්ට අවශ්‍ය වේ!

(කර්තෘ: මියුනිච් හි කාර්මික විශ්ව විද්‍යාලයේ විදුලි වාහන ඉංජිනේරු විද්‍යාව පිළිබඳ ආචාර්ය උපාධි අපේක්ෂකයා)