Është koha e duhur dhe vendi është i duhuri, dhe të gjitha kompanitë kineze të automjeteve elektrike janë të zëna. Kina duket se është bërë qendra e industrisë së automjeteve elektrike në botë.
Në fakt, në Gjermani, nëse njësia juaj nuk ofron shtylla karikimi, mund t'ju duhet ta blini vetë. në pragun e derës. Megjithatë, ne jemi gjithmonë duke diskutuar pse kaq shumë kompani të shkëlqyera gjermane të makinave nuk mund të prodhojnë Tesla dhe nuk është e vështirë të gjesh arsyet tani.
Në vitin 2014, profesori Lienkamp i Universitetit Teknik të Mynihut botoi një libër të ri "Statusi i lëvizshmërisë elektrike 2014", i cili është falas dhe i hapur për shoqërinë dhe tha: "Megjithëse automjetet elektrike kanë defekte të ndryshme, unë kurrë nuk kam parë një makinë që tashmë zotëron një lëvizje elektrike. Shoferi i makinës, futet sërish në përqafimin e makinës tradicionale. Edhe makina më e zakonshme elektrike të sjell gëzimin e vozitjes, e cila është e pakrahasueshme me një makinë me benzinë.” Një makinë e tillë mund ta bëjë vërtet pronarin e makinës të mos rinovojë Duke u hedhur sërish në krahët e makinave tradicionale?
Siç e dimë të gjithë, zemra e një automjeti elektrik është bateria.
Për një automjet të zakonshëm elektrik, sipas provës standarde evropiane, konsumi i energjisë për 100 kilometra është rreth 17 kWh, domethënë 17 kWh. Dr. Thomas Pesce studioi konsumin e energjisë të automjeteve kompakte nën konfigurimin optimal. Pa marrë parasysh koston, konsumi optimal i energjisë për 100 kilometra i përftuar duke përdorur teknologjinë ekzistuese të disponueshme është pak më shumë se 15 kWh. Kjo do të thotë që në afat të shkurtër, duke u përpjekur për të reduktuar konsumin e energjisë duke optimizuar efikasitetin e vetë makinës, edhe pa marrë parasysh koston shtesë, efekti i kursimit të energjisë është relativisht i vogël.
Merrni si shembull paketën e baterisë 85 kWh të Tesla-s. Distanca nominale e vozitjes është 500 km. Nëse konsumi i energjisë reduktohet në 15 kWh/100 km me përpjekje të ndryshme, distanca e drejtimit mund të rritet në 560 km. Prandaj, mund të thuhet se jetëgjatësia e baterisë së makinës është proporcionale me kapacitetin e paketës së baterisë, dhe koeficienti proporcional është relativisht i fiksuar. Nga ky këndvështrim, përdorimi i baterive me densitet më të lartë energjie (duhet të merren parasysh edhe energjia Wh/kg për njësi peshë dhe energjia Wh/L për njësi vëllimi) është me rëndësi të madhe për të përmirësuar performancën e automjeteve elektrike, sepse në automjetet elektrike, bateria zë një pjesë të madhe të peshës totale.
Të gjitha llojet e baterive litium-jon janë bateritë më të pritura dhe më të përdorura. Bateritë e litiumit të përdorura në automobila përfshijnë kryesisht baterinë treshe të litium-manganatit të nikelit kobalt (NCM), baterinë e aluminit të litiumit të nikelit kobalt (NCA) dhe baterinë e fosfatit të hekurit të litiumit (LPF).
1. Bateria treshe e manganat litium nikel-kobalt NCMpërdoret nga shumë automjete elektrike jashtë vendit për shkak të shkallës së ulët të prodhimit të nxehtësisë, stabilitetit relativisht të mirë, jetëgjatësisë dhe densitetit të energjisë prej 150-220 Wh/kg.
2. Bateri litium nikel-kobalt aluminit NCA
Tesla e përdor këtë bateri. Dendësia e energjisë është e lartë, në 200-260 Wh/kg dhe pritet të arrijë së shpejti 300 Wh/kg. Problemi kryesor është se vetëm Panasonic mund ta prodhojë këtë bateri për momentin, çmimi është i lartë dhe siguria është më e keqja në mesin e tre baterive të litiumit, gjë që kërkon shpërndarje të nxehtësisë me performancë të lartë dhe sistem të menaxhimit të baterive.
3. Bateria LPF litium fosfat hekuri Së fundi, le të shohim baterinë LPF më të përdorur në automjetet elektrike shtëpiake. Disavantazhi më i madh i këtij lloji të baterisë është se dendësia e energjisë është shumë e ulët, e cila mund të arrijë vetëm 100-120 Wh/kg. Përveç kësaj, LPF gjithashtu ka një shkallë të lartë vetë-shkarkimi. Asnjë nga këto nuk dëshirohet nga prodhuesit e EV. Miratimi i përhapur i LPF në Kinë është më shumë si një kompromis i bërë nga prodhuesit vendas për sistemet e shtrenjta të menaxhimit dhe ftohjes së baterive – bateritë LPF kanë stabilitet dhe siguri shumë të lartë dhe mund të sigurojnë funksionim të qëndrueshëm edhe me sisteme të dobëta të menaxhimit të baterive dhe jetëgjatësi më të gjatë të baterisë. Një përfitim tjetër i sjellë nga kjo veçori është se disa bateri LPF kanë densitet jashtëzakonisht të lartë të fuqisë së shkarkimit, gjë që mund të përmirësojë performancën dinamike të automjetit. Për më tepër, çmimi i baterive LPF është relativisht i ulët, kështu që është i përshtatshëm për strategjinë aktuale të çmimeve të ulëta dhe të ulëta të automjeteve elektrike shtëpiake. Por nëse do të zhvillohet fuqishëm si teknologjia e baterisë e së ardhmes, ka ende një pikëpyetje.
Sa e madhe duhet të jetë bateria e një makine elektrike mesatare? A është një paketë baterish me mijëra bateri Tesla në seri dhe paralele, apo një paketë baterish e ndërtuar me disa bateri të mëdha nga BYD? Kjo është një pyetje e pakthyeshme dhe aktualisht nuk ka një përgjigje të qartë. Këtu prezantohen vetëm karakteristikat e paketës së baterive të përbërë nga qeliza të mëdha dhe të vogla.
Kur bateria është e vogël, zona totale e shpërndarjes së nxehtësisë së baterisë do të jetë relativisht e madhe dhe temperatura e të gjithë paketës së baterisë mund të kontrollohet në mënyrë efektive përmes një dizajni të arsyeshëm të shpërndarjes së nxehtësisë për të parandaluar që temperatura e lartë të përshpejtohet dhe të zvogëlohet jetëgjatësia e baterisë. Në përgjithësi, fuqia dhe dendësia e energjisë e baterive me kapacitet të vetëm më të vogël do të jetë më e lartë. Së fundi, dhe më e rëndësishmja, në përgjithësi, sa më pak energji të ketë një bateri e vetme, aq më e lartë është siguria e të gjithë automjetit. Një paketë baterie e përbërë nga një numër i madh qelizash të vogla, edhe nëse një qelizë e vetme dështon, nuk do të shkaktojë shumë probleme. Por nëse ka një problem brenda një baterie me një kapacitet të madh, rreziku i sigurisë është shumë më i madh. Prandaj, qelizat e mëdha kërkojnë më shumë pajisje mbrojtëse, gjë që redukton më tej densitetin e energjisë së paketës së baterisë të përbërë nga qeliza të mëdha.
Megjithatë, me zgjidhjen e Teslës, disavantazhet janë gjithashtu të dukshme. Mijëra bateri kërkojnë një sistem jashtëzakonisht kompleks të menaxhimit të baterive dhe kostoja shtesë nuk mund të nënvlerësohet. BMS (Battery Management System) i përdorur në Volkswagen E-Golf, një nën-modul i aftë për të menaxhuar 12 bateri, kushton 17 dollarë. Sipas vlerësimit të numrit të baterive të përdorura nga Tesla, edhe nëse kostoja e BMS-ve të zhvilluara vetë është e ulët, kostoja e investimit të Teslës në BMS është më shumë se 5000 dollarë amerikanë, që përbën më shumë se 5% të kostos së automjet i tërë. Nga ky këndvështrim, nuk mund të thuhet se një bateri e madhe nuk është e mirë. Në rast se çmimi i BMS nuk është ulur ndjeshëm, madhësia e paketës së baterisë duhet të përcaktohet sipas pozicionimit të makinës.
Si një teknologji tjetër thelbësore në automjetet elektrike, motori shpesh bëhet thelbi i diskutimit, veçanërisht motori i Tesla-s me madhësi shalqiri me performancën e makinës sportive, e cila është edhe më befasuese (fuqia maksimale e motorit Model S mund të arrijë më shumë se 300 kW, maksimumi çift rrotullimi është 600 Nm, dhe fuqia maksimale është afër fuqisë së një motori të vetëm të një EMU me shpejtësi të lartë). Disa studiues në industrinë gjermane të automobilave komentuan si më poshtë:
Tesla nuk përdor pothuajse asgjë përveç komponentëve konvencionalë (trup alumini,motor asinkron për shtytje, teknologji konvencionale e shasisë me ajërpezullim, ESP dhe një sistem frenimi konvencional me pompë elektrike vakum, qeliza laptop etj.)
Tesla përdor të gjitha pjesët konvencionale, trupin e aluminit, motorët asinkron, strukturën konvencionale të makinës, sistemin e frenave dhe baterinë e laptopit etj.
E vetmja risi e vërtetë qëndron në teknologjinë që lidh baterinëqeliza, e cila përdor tela lidhës që Tesla ka patentuar, si dhe baterisistemi i menaxhimit që mund të ndizet "në ajër", që do të thotë seautomjeti nuk ka më nevojë të shkojë në një punishte për të marrë përditësime të softuerit.
Shpikja e vetme gjeniale e Teslës është në trajtimin e baterisë. Ata përdorin një kabllo të veçantë baterie dhe një BMS që mundëson lidhjen e drejtpërdrejtë me valë pa pasur nevojë të ktheheni në fabrikë për të përditësuar softuerin.
Në fakt, motori asinkron me densitet të lartë të fuqisë së Teslës nuk është shumë i ri. Në modelin më të hershëm Roadster të Tesla-s, përdoren produktet e Tomita Electric të Tajvanit dhe parametrat nuk janë shumë të ndryshëm nga parametrat e shpallur nga Model S. Në kërkimin aktual, studiuesit brenda dhe jashtë vendit kanë dizajne për kosto të ulët dhe fuqi të lartë motorë që mund të vihen shpejt në prodhim. Pra, kur shikoni këtë fushë, shmangni Teslën mitike – motorët e Teslës janë mjaft të mirë, por jo aq të mirë sa askush tjetër nuk mund t'i ndërtojë.
Midis shumë llojeve të motorëve, ato që përdoren zakonisht në automjetet elektrike janë kryesisht motorë asinkronë (të quajtur edhe motorë me induksion), motorë sinkron me ngacmim të jashtëm, motorë sinkron me magnet të përhershëm dhe motorë sinkron hibridë. Ata që besojnë se tre motorët e parë kanë disa njohuri për automjetet elektrike, do të kenë disa koncepte bazë. Motorët asinkron kanë kosto të ulët dhe besueshmëri të lartë, motorët sinkron me magnet të përhershëm kanë densitet dhe efikasitet të lartë të fuqisë, madhësi të vogël por çmim të lartë dhe kontroll kompleks të seksionit me shpejtësi të lartë. .
Mund të keni dëgjuar më pak për motorët sinkron hibridë, por kohët e fundit, shumë furnizues evropianë të motorëve kanë filluar të ofrojnë motorë të tillë. Dendësia dhe efikasiteti i fuqisë janë shumë të larta, dhe kapaciteti i mbingarkesës është i fortë, por kontrolli nuk është i vështirë, gjë që është shumë e përshtatshme për automjetet elektrike.
Nuk ka asgjë të veçantë për këtë motor. Krahasuar me motorin sinkron me magnet të përhershëm, përveç magnetëve të përhershëm, rotori shton gjithashtu një dredha-dredha ngacmuese të ngjashme me motorin sinkron tradicional. Një motor i tillë jo vetëm që ka densitetin e lartë të fuqisë të sjellë nga magneti i përhershëm, por gjithashtu mund të rregullojë fushën magnetike sipas nevojave përmes dredha-dredha ngacmuese, e cila mund të kontrollohet lehtësisht në çdo seksion shpejtësie. Një shembull tipik është motori i serisë HSM1 i prodhuar nga BRUSA në Zvicër. Kurba karakteristike HSM1-10.18.22 është siç tregohet në figurën më poshtë. Fuqia maksimale është 220 kW dhe çift rrotullimi maksimal është 460 Nm, por vëllimi i tij është vetëm 24 L (30 cm në diametër dhe 34 cm në gjatësi) dhe peshon rreth 76 kg. Dendësia e fuqisë dhe densiteti i çift rrotullues janë në thelb të krahasueshme me produktet e Tesla. Sigurisht, çmimi nuk është i lirë. Ky motor është i pajisur me konvertues frekuence, dhe çmimi është rreth 11.000 euro.
Për kërkesën për automjete elektrike, akumulimi i teknologjisë motorike është mjaft i pjekur. Ajo që mungon aktualisht është një motor i projektuar posaçërisht për automjetet elektrike, jo teknologjia për të prodhuar një motor të tillë. Besohet se me pjekurinë dhe zhvillimin gradual të tregut, motorët me densitet të lartë të fuqisë do të bëhen gjithnjë e më të popullarizuar, dhe çmimi do të bëhet gjithnjë e më afër njerëzve.
Për kërkesën për automjete elektrike, aktualisht mungojnë vetëm motorët e projektuar posaçërisht për automjetet elektrike. Besohet se me pjekurinë dhe zhvillimin gradual të tregut, motorët me densitet të lartë të fuqisë do të bëhen gjithnjë e më të popullarizuar, dhe çmimi do të bëhet gjithnjë e më afër njerëzve.
Hulumtimi për automjetet elektrike duhet të kthehet në thelb. Thelbi i automjeteve elektrike është transporti i sigurt dhe i përballueshëm, jo një laborator i teknologjisë celulare dhe nuk ka nevojë domosdoshmërisht të përdorë teknologjinë më të avancuar dhe më në modë. Në analizë përfundimtare, ai duhet të planifikohet dhe projektohet sipas nevojave të rajonit.
Shfaqja e Tesla-s u ka treguar njerëzve se e ardhmja duhet t'i përkasë automjeteve elektrike. Ende nuk dihet se si do të duken automjetet e ardhshme elektrike dhe çfarë pozicioni do të zërë Kina në industrinë e automjeteve elektrike në të ardhmen. Kjo është edhe sharmi i punës industriale: ndryshe nga shkenca natyrore, edhe rezultati i pashmangshëm i treguar nga ligjet e shkencës shoqërore kërkon që njerëzit ta arrijnë atë me kërkime dhe përpjekje të mundimshme!
(Autor: kandidat për doktoraturë në inxhinierinë e automjeteve elektrike në Universitetin Teknik të Mynihut)
Koha e postimit: Mar-24-2022