Waktosna pas sareng tempatna pas, sareng sadaya perusahaan kendaraan listrik Cina dijajah. Cina sigana geus jadi puseur industri kandaraan listrik di dunya.
Nyatana, di Jerman, upami unit anjeun henteu nyayogikeun tumpukan muatan, anjeun panginten kedah mésér nyalira. dina lawang panto. Nanging, urang sok ngabahas naha seueur perusahaan mobil Jerman anu saé henteu tiasa ngadamel Tesla, sareng henteu sesah milarian alesan ayeuna.
Taun 2014, Profesor Lienkamp ti Universitas Téknis Munich nyebarkeun buku énggal "Status of Electrical Mobility 2014", anu gratis sareng kabuka pikeun masarakat, sareng nyarios: "Sanaos kendaraan listrik ngagaduhan rupa-rupa cacad, kuring henteu kantos ningali mobil anu. geus boga mobilitas listrik. Supir mobil, asup deui kana rangkulan mobil tradisional. Malah mobil listrik anu paling umum masihan anjeun kabagjaan nyetir, anu teu aya tandingna ku mobil béngsin. Mobil sapertos kitu tiasa leres-leres ngajantenkeun anu gaduh mobil henteu renew Ngalungkeun deui kana panangan mobil tradisional?
Sakumaha urang terang, jantung kendaraan listrik nyaéta batré.
Pikeun kendaraan listrik biasa, dina tés standar Éropa, konsumsi énergi per 100 kilométer sakitar 17kWh, nyaéta 17 kWh. Dr Thomas Pesce diajar konsumsi énergi kendaraan kompak dina konfigurasi optimal. Tanpa nimbangkeun biaya, konsumsi énergi anu optimal per 100 kilométer anu dicandak ku ngagunakeun téknologi anu tos aya rada langkung ti 15kWh. Ieu ngandung harti yén dina jangka pondok, nyoba ngurangan pamakean énérgi ku optimizing efisiensi mobil sorangan, sanajan tanpa tempo biaya tambahan, éfék hemat energi relatif leutik.
Candak pak batré 85kWh Tesla urang salaku conto. Jarak nyetir nominal nyaéta 500km. Lamun konsumsi énergi diréduksi jadi 15kWh/100km ngaliwatan rupa-rupa usaha, jarak nyetir bisa ngaronjat nepi ka 560km. Ku alatan éta, bisa disebutkeun yen umur batré mobil téh sabanding jeung kapasitas pak batré, sarta koefisien proporsional relatif tetep. Ti sudut pandang ieu, pamakéan batré jeung dénsitas énergi nu leuwih luhur (duanana énergi Wh/kg per unit beurat jeung énergi Wh/L per volume unit perlu dianggap) penting pisan pikeun ngaronjatkeun kinerja kandaraan listrik, sabab dina kandaraan listrik, batréna nempatan bagian badag tina total beurat.
Sadaya jinis batré litium-ion mangrupikeun batré anu paling diantisipasi sareng paling seueur dianggo. Batré litium anu dianggo dina mobil utamina kalebet batré nikel kobalt litium manganat ternary (NCM), batré nikel kobalt litium aluminate (NCA) sareng batré litium beusi fosfat (LPF).
1. Nikel-kobalt litium manganat batré terner NCMdipaké ku loba kandaraan listrik mancanagara kusabab laju produksi panas low na, stabilitas rélatif alus, umur panjang, sarta dénsitas énergi 150-220Wh / kg.
2. NCA nikel-kobalt aluminate batré litium
Tesla ngagunakeun batré ieu. Kapadetan énergi anu luhur, dina 200-260Wh / kg, sareng diperkirakeun ngahontal 300Wh / kg pas. Masalah utama nyaéta ngan Panasonic anu tiasa ngahasilkeun batré ieu ayeuna, hargana luhur, sareng kaamanan anu paling parah diantara tilu batré litium, anu peryogi dissipation panas kinerja tinggi sareng sistem manajemén batré.
3. LPF batré litium beusi fosfat Tungtungna, hayu urang nempo batré LPF paling dipaké dina kandaraan listrik domestik. The disadvantage pangbadagna ti tipe batré ieu téh dénsitas énergi pisan low, nu ngan bisa ngahontal 100-120Wh / kg. Sajaba ti éta, LPF ogé boga laju timer ngurangan. Henteu aya anu dipikahoyong ku produsén EV. The nyoko nyebar tina LPF di Cina leuwih kawas kompromi dijieun ku pabrik domestik pikeun manajemén batré mahal jeung sistem cooling - batré LPF boga stabilitas jeung kaamanan pisan tinggi, sarta bisa mastikeun operasi stabil sanajan kalawan sistem manajemen batré goréng jeung umur batre leuwih panjang. Kauntungan sejen anu dibawa ku fitur ieu nyaéta sababaraha batré LPF gaduh kapadetan kakuatan anu luhur pisan, anu tiasa ningkatkeun kinerja dinamis kendaraan. Salaku tambahan, harga batré LPF rélatif rendah, janten cocog pikeun strategi low-end sareng low-harga kendaraan listrik domestik ayeuna. Tapi naha éta bakal vigorously dimekarkeun salaku téhnologi batré tina mangsa nu bakal datang, masih aya tanda tanya.
Sabaraha ageung batré mobil listrik rata-rata? Éta pak batré jeung rébuan batré Tesla dina runtuyan jeung paralel, atawa pak batré diwangun ku sababaraha accu badag ti BYD? Ieu mangrupikeun patarosan anu ditalungtik, sareng ayeuna teu aya jawaban anu pasti. Ngan karakteristik pak batré anu diwangun ku sél gedé sareng sél leutik anu diwanohkeun di dieu.
Nalika batréna leutik, total aréa dissipation panas batréna bakal rélatif badag, sarta suhu sakabéh pak batré bisa éféktif dikawasa ngaliwatan desain dissipation panas lumrah pikeun nyegah suhu luhur ti accelerating na detracting ti hirup batré. Sacara umum, kakuatan sareng énergi dénsitas batré kalayan kapasitas tunggal anu langkung alit bakal langkung luhur. Tungtungna, sareng anu langkung penting, umumna nyarios, kirang énergi batré tunggal, langkung luhur kasalametan sadaya kendaraan. A pak batré diwangun ku sajumlah badag sél leutik, sanajan hiji sél tunggal gagal, éta moal ngabalukarkeun teuing masalah. Tapi lamun aya masalah di jero batré jeung kapasitas badag, bahya kaamanan leuwih gede. Ku alatan éta, sél badag merlukeun alat panyalindungan leuwih, nu salajengna ngurangan dénsitas énergi tina pak batré diwangun ku sél badag.
Nanging, kalayan solusi Tesla, kalemahanna ogé écés. Rébuan batré butuh sistem manajemén batré anu rumit pisan, sareng biaya tambahan henteu tiasa diémutan. BMS (Sistem Manajemén Batré) anu dianggo dina Volkswagen E-Golf, sub-modul anu tiasa ngatur 12 batré, hargana $17. Numutkeun perkiraan jumlah batré anu dianggo ku Tesla, sanaos biaya BMS anu dikembangkeun nyalira rendah, biaya investasi Tesla dina BMS langkung ti 5,000 dolar AS, ngitung langkung ti 5% tina biaya éta. sakabeh kandaraan. Ti sudut pandang ieu, teu bisa disebutkeun yen batré badag teu alus. Upami harga BMS henteu dikirangan sacara signifikan, ukuran batréna kedah ditangtukeun dumasar kana posisi mobil.
Salaku téhnologi inti sejen dina kandaraan listrik, motor mindeng jadi inti diskusi, utamana motor Tesla ukuran samangka kalayan kinerja mobil sport, nu malah leuwih pikaheraneun (kakuatan puncak motor Modél S bisa ngahontal leuwih ti 300kW, The maksimum). torsi nyaéta 600Nm, sarta kakuatan puncak deukeut jeung kakuatan motor tunggal EMU-speed tinggi). Sababaraha peneliti di industri otomotif Jerman commented kieu:
Tesla ngagunakeun ampir euweuh iwal komponén konvensional (awak aluminium,motor Asynchronous pikeun propulsion, téhnologi chassis konvensional kalawan hawagantung, ESP sareng sistem rem konvensional sareng pompa vakum listrik, sél laptop jsb.)
Tesla ngagunakeun sadaya bagian konvensional, awak aluminium, motor Asynchronous, struktur mobil konvensional, sistem marake jeung batré laptop jsb.
Hiji-hijina inovasi asli aya dina téknologi anu nyambungkeun batrénasél, nu ngagunakeun kawat beungkeutan nu Tesla geus dipaténkeun, kitu ogé batrésistem manajemen nu bisa flashed "leuwih hawa", hartina étakandaraan henteu kedah deui nyetir ka bengkel pikeun nampi apdet parangkat lunak.
Hiji-hijina penemuan genius Tesla aya dina nanganan batréna. Aranjeunna nganggo kabel batré khusus, sareng BMS anu ngamungkinkeun jaringan nirkabel langsung tanpa kedah uih deui ka pabrik pikeun ngapdet parangkat lunak.
Nyatana, motor Asynchronous dénsitas kakuatan tinggi Tesla henteu énggal teuing. Dina modél Roadster pangheubeulna Tesla urang, produk tina Taiwan urang Tomita Electric dipaké, sarta parameter henteu béda teuing ti parameter ngumumkeun ku Modél S. Dina panalungtikan ayeuna, sarjana di imah jeung di mancanagara boga desain pikeun low-ongkos, kakuatan tinggi. motor nu bisa gancang nempatkeun kana produksi. Janten nalika ningali widang ieu, ulah aya Tesla mitos - motor Tesla cukup saé, tapi henteu saé dugi ka teu aya anu tiasa ngawangun.
Di antara seueur jinis motor, anu biasa dianggo dina kendaraan listrik utamina motor asinkron (disebut ogé motor induksi), motor sinkron éksténsif, motor sinkron magnet permanén sareng motor sinkron hibrida. Jalma anu yakin yén tilu motor munggaran gaduh sababaraha pangaweruh ngeunaan kandaraan listrik bakal boga sababaraha konsep dasar. Motor Asynchronous gaduh béaya rendah sareng réliabilitas anu luhur, motor sinkron magnét permanén gaduh kapadetan kakuatan sareng efisiensi anu luhur, ukuranana alit tapi hargana luhur, sareng kontrol bagian-speed tinggi anu kompleks. .
Anjeun meureun geus uninga kirang ngeunaan motor sinkron hibrid, tapi anyar, loba suppliers motor Éropa geus dimimitian nyadiakeun motor misalna. Kapadetan kakuatan sareng efisiensi pisan tinggi, sareng kapasitas kaleuleuwihan kuat, tapi kontrolna henteu sesah, anu cocog pisan pikeun kendaraan listrik.
Aya nanaon husus ngeunaan motor ieu. Dibandingkeun sareng motor sinkron magnet permanén, salian ti magnet permanén, rotor ogé nambihan puteran éksitasi anu sami sareng motor sinkron tradisional. Motor sapertos kitu henteu ngan ukur gaduh dénsitas kakuatan anu luhur anu dibawa ku magnet permanén, tapi ogé tiasa nyaluyukeun médan magnét dumasar kana kabutuhan ngalangkungan puteran éksitasi, anu tiasa gampang dikontrol dina unggal bagian laju. Conto has nyaéta motor séri HSM1 anu diproduksi ku BRUSA di Swiss. Kurva karakteristik HSM1-10.18.22 nyaéta ditémbongkeun saperti dina gambar di handap ieu. Daya maksimum nyaéta 220kW sareng torsi maksimum nyaéta 460Nm, tapi volumena ngan ukur 24L (diaméterna 30 cm sareng panjangna 34 cm) sareng beuratna sakitar 76kg. Kapadetan kakuatan sareng dénsitas torsi dasarna tiasa dibandingkeun sareng produk Tesla. Tangtosna, hargana henteu mirah. Motor ieu dilengkepan konvérsi frékuénsi, sareng hargana sakitar 11,000 euro.
Pikeun paménta pikeun kendaraan listrik, akumulasi téknologi motor cukup dewasa. Anu kurang ayeuna nyaéta motor anu dirarancang khusus pikeun kendaraan listrik, sanés téknologi pikeun ngadamel motor sapertos kitu. Hal ieu dipercaya yén ku kematangan bertahap sareng pamekaran pasar, motor kalayan kapadetan kakuatan anu luhur bakal langkung populer, sareng hargana bakal langkung caket sareng masarakat.
Pikeun paménta kendaraan listrik, ayeuna ngan aya kakurangan motor anu dirarancang khusus pikeun kendaraan listrik. Hal ieu dipercaya yén ku kematangan bertahap sareng pamekaran pasar, motor kalayan kapadetan kakuatan anu luhur bakal langkung populer, sareng hargana bakal langkung caket sareng masarakat.
Panaliti ngeunaan kendaraan listrik kedah uih deui kana hakekatna. Intina kendaraan listrik nyaéta transportasi anu aman sareng terjangkau, sanés laboratorium téknologi sélulér, sareng éta henteu kedah nganggo téknologi anu paling maju sareng modis. Dina analisis ahir, éta kudu direncanakeun jeung dirancang luyu jeung kabutuhan wewengkon.
Mecenghulna Tesla geus nembongkeun jalma nu mangsa nu bakal datang kudu milik kandaraan listrik. Naon rupa kandaraan listrik anu bakal datang sareng posisi naon anu bakal diduduki China dina industri kendaraan listrik di masa depan masih teu dipikanyaho. Ieu oge pesona karya industri: teu kawas elmu alam, malah hasil dilawan dituduhkeun ku hukum elmu sosial merlukeun jalma pikeun ngahontal eta ngaliwatan eksplorasi arduous jeung usaha!
(Panulis: Calon PhD dina rékayasa kendaraan listrik di Universitas Téknis Munich)
waktos pos: Mar-24-2022