Vaqt to'g'ri va joy to'g'ri va Xitoyning barcha elektr avtomobil kompaniyalari band.Xitoy dunyodagi elektr transport vositalari sanoatining markaziga aylangan ko'rinadi.
Aslida, Germaniyada, agar sizning qurilmangiz zaryadlovchi qoziqlarni ta'minlamasa, uni o'zingiz sotib olishingiz kerak bo'lishi mumkin.ostonada.Biroq, biz har doim nega ko'plab ajoyib nemis avtomobil kompaniyalari Tesla'ni ishlab chiqara olmasligini muhokama qilamiz va hozirda sabablarni topish qiyin emas.
2014-yilda Myunxen Texnika universiteti professori Lienkamp jamiyat uchun bepul va ochiq boʻlgan “Elektrik harakatchanlik holati 2014” nomli yangi kitobini nashr etdi va shunday dedi: “Elektromobillarda turli nuqsonlar boʻlsa-da, men hech qachon bunday mashinani koʻrmaganman. allaqachon elektr harakatchanligiga ega.Mashinaning haydovchisi, an'anaviy mashinaning quchog'iga qayta kiring.Hatto eng keng tarqalgan elektromobil ham sizga haydash quvonchini olib keladi, bu benzinli mashinaga tengdir.Bunday mashina, albatta, avtomobil egasini yangilamasligi mumkin An'anaviy avtoulovlarning quchog'iga qaytib?
Hammamizga ma'lumki, elektr transport vositasining yuragi batareyadir.
Oddiy elektr transport vositasi uchun Evropa standarti sinovi bo'yicha 100 kilometrga energiya iste'moli taxminan 17 kVt / soatni, ya'ni 17 kVt / soatni tashkil qiladi.Doktor Tomas Pesce optimal konfiguratsiya ostida ixcham avtomobillarning energiya sarfini o'rgandi.Narxlarni hisobga olmagan holda, mavjud texnologiyadan foydalangan holda olingan 100 kilometr uchun optimal energiya iste'moli 15 kVt soatdan bir oz ko'proq.Bu shuni anglatadiki, qisqa muddatda avtomobilning o'zi samaradorligini optimallashtirish orqali energiya sarfini kamaytirishga harakat qilish, hatto qo'shimcha xarajatlarni hisobga olmagan holda, energiya tejash effekti nisbatan kichikdir.
Misol tariqasida Tesla’ning 85 kVt/soat quvvatga ega batareya to‘plamini olaylik.Nominal haydash masofasi 500 km.Agar energiya iste'moli turli harakatlar orqali 15 kVt / 100 km ga kamaytirilsa, haydash masofasini 560 km ga oshirish mumkin.Shu sababli, avtomobilning batareya quvvati batareyalar to'plamining quvvatiga mutanosib ekanligini va proportsional koeffitsient nisbatan aniqlanganligini aytish mumkin.Shu nuqtai nazardan qaraganda, elektr transport vositalarining ishlashini yaxshilash uchun energiya zichligi yuqori bo'lgan batareyalardan foydalanish (og'irlik birligi uchun energiya Vt / kg va birlik hajm uchun energiya Wh / L ni hisobga olish kerak) katta ahamiyatga ega. elektr transport vositalari, batareya umumiy og'irlikning katta qismini egallaydi.
Barcha turdagi lityum-ion batareyalar eng kutilgan va eng ko'p ishlatiladigan batareyalardir.Avtomobillarda ishlatiladigan lityum batareyalar asosan nikel kobalt lityum manganat uch batareyasi (NCM), nikel kobalt lityum aluminat batareyasi (NCA) va lityum temir fosfat batareyasini (LPF) o'z ichiga oladi.
1. Nikel-kobalt lityum manganat uchlik batareyasi NCMpast issiqlik ishlab chiqarish tezligi, nisbatan yaxshi barqarorligi, uzoq umr va 150-220Wh / kg energiya zichligi tufayli chet elda ko'plab elektr transport vositalari tomonidan qo'llaniladi.
2. NCA nikel-kobalt aluminat lityum batareyasi
Tesla bu batareyadan foydalanadi.Energiya zichligi yuqori, 200-260Wh/kg va tez orada 300Wh/kg ga yetishi kutilmoqda.Asosiy muammo shundaki, hozirgi vaqtda ushbu batareyani faqat Panasonic ishlab chiqarishi mumkin, narxi yuqori va xavfsizlik uchta lityum batareyalar orasida eng yomoni bo'lib, yuqori samarali issiqlik tarqalishi va batareyani boshqarish tizimini talab qiladi.
3. LPF lityum temir fosfat batareyasi Nihoyat, mahalliy elektr transport vositalarida eng ko'p ishlatiladigan LPF batareyasini ko'rib chiqaylik.Ushbu turdagi akkumulyatorlarning eng katta kamchiligi energiya zichligi juda past bo'lib, u faqat 100-120Wh / kg ga yetishi mumkin.Bundan tashqari, LPF ham yuqori o'z-o'zidan tushirish tezligiga ega.Bularning hech biri EV ishlab chiqaruvchilari tomonidan istalmagan.Xitoyda LPF ning keng tarqalgan qabul qilinishi qimmat batareyalarni boshqarish va sovutish tizimlari uchun mahalliy ishlab chiqaruvchilar tomonidan qilingan murosaga o'xshaydi - LPF batareyalari juda yuqori barqarorlik va xavfsizlikka ega va batareyani boshqarishning yomon tizimlari va batareyaning ishlash muddati uzoq bo'lsa ham barqaror ishlashni ta'minlaydi.Ushbu xususiyatning yana bir foydasi shundaki, ba'zi LPF batareyalari juda yuqori zaryadsizlanish quvvatiga ega, bu esa avtomobilning dinamik ishlashini yaxshilashi mumkin.Bunga qo'shimcha ravishda, LPF batareyalarining narxi nisbatan past, shuning uchun mahalliy elektr transport vositalarining hozirgi past darajadagi va arzon narxlardagi strategiyasiga mos keladi.Ammo u kelajakda batareya texnologiyasi sifatida jadal ishlab chiqiladimi, hali ham savol belgisi mavjud.
O'rtacha elektromobilning akkumulyatori qanchalik katta bo'lishi kerak?Bu ketma-ket va parallel ravishda minglab Tesla batareyalari bo'lgan batareya to'plamimi yoki BYD kompaniyasining bir nechta katta batareyalari bilan qurilgan batareya to'plamimi?Bu kam tadqiqot savolidir va hozircha aniq javob yo'q.Bu erda faqat katta hujayralar va kichik hujayralardan tashkil topgan batareyalar to'plamining xususiyatlari keltirilgan.
Batareya kichik bo'lsa, batareyaning umumiy issiqlik tarqalish maydoni nisbatan katta bo'ladi va yuqori haroratning tezlashishi va pasayishiga yo'l qo'ymaslik uchun batareyaning barcha to'plamining harorati oqilona issiqlik tarqalish dizayni orqali samarali boshqarilishi mumkin. batareyaning ishlash muddati.Odatda, kichikroq bitta sig'imli batareyalarning quvvati va energiya zichligi yuqori bo'ladi.Va nihoyat, va eng muhimi, umuman olganda, bitta akkumulyator qancha kam energiyaga ega bo'lsa, butun avtomobil xavfsizligi shunchalik yuqori bo'ladi.Ko'p sonli kichik hujayralardan tashkil topgan batareya to'plami, hatto bitta hujayra muvaffaqiyatsiz bo'lsa ham, bu juda ko'p muammo tug'dirmaydi.Ammo katta quvvatga ega batareyaning ichida muammo bo'lsa, xavfsizlik xavfi ancha katta.Shuning uchun katta hujayralar ko'proq himoya vositalarini talab qiladi, bu esa katta hujayralardan tashkil topgan batareyalar to'plamining energiya zichligini yanada kamaytiradi.
Biroq, Teslaning yechimi bilan kamchiliklar ham aniq.Minglab batareyalar juda murakkab batareya boshqaruv tizimini talab qiladi va qo'shimcha xarajatlarni e'tiborsiz qoldirib bo'lmaydi.Volkswagen E-Golf’da qo‘llaniladigan BMS (Batareya boshqaruv tizimi) 12 ta akkumulyatorni boshqarishga qodir bo‘lgan sub-modul 17 dollar turadi.Tesla tomonidan qo'llaniladigan batareyalar soni bo'yicha hisob-kitoblarga ko'ra, o'z-o'zidan ishlab chiqilgan BMS narxi past bo'lsa ham, Teslaning BMSga investitsiya qilish qiymati 5000 AQSh dollaridan oshadi, bu 5% dan ortig'ini tashkil qiladi. butun avtomobil.Shu nuqtai nazardan, katta batareyaning yaxshi emasligini aytish mumkin emas.Agar BMS narxi sezilarli darajada pasaymagan bo'lsa, akkumulyator batareyasining hajmi avtomobilning joylashishiga qarab aniqlanishi kerak.
Elektr transport vositalarining yana bir asosiy texnologiyasi sifatida motor ko'pincha muhokamaning o'zagiga aylanadi, ayniqsa Teslaning tarvuz o'lchamli sport avtomobili ishlashi bilan motori, bu esa yanada hayratlanarli (Model S motorining eng yuqori quvvati 300 kVt dan oshishi mumkin, maksimal moment 600 Nm ni tashkil qiladi va eng yuqori quvvat yuqori tezlikda ishlaydigan EMU ning bitta dvigatelining kuchiga yaqin).Germaniya avtomobil sanoatining ba'zi tadqiqotchilari quyidagicha izoh berishdi:
Tesla an'anaviy komponentlardan tashqari deyarli hech narsa ishlatmaydi (alyuminiy korpus,qo'zg'alish uchun asinxron motor, havo bilan an'anaviy shassi texnologiyasisuspenziya, ESP va elektr vakuum nasosli an'anaviy tormoz tizimi, noutbuk hujayralari va boshqalar).
Tesla barcha an'anaviy qismlardan, alyuminiy korpusdan, asinxron motorlardan, an'anaviy avtomobil tuzilishidan, tormoz tizimidan va noutbuk akkumulyatoridan va hokazolardan foydalanadi.
Yagona haqiqiy yangilik batareyani ulash texnologiyasidadirTesla patentlangan birlashtiruvchi simlardan foydalanadigan hujayralar, shuningdek, batareya“havoda” chaqnashi mumkin bo'lgan boshqaruv tizimi, ya'nidasturiy ta'minot yangilanishlarini olish uchun avtomobil endi ustaxonaga borishi shart emas.
Teslaning yagona daho ixtirosi bu batareya bilan ishlashda.Ular maxsus akkumulyator kabelidan va dasturiy ta'minotni yangilash uchun zavodga qaytmasdan to'g'ridan-to'g'ri simsiz tarmoqqa ulanish imkonini beruvchi BMS dan foydalanadilar.
Aslida, Teslaning yuqori quvvat zichligi asenkron motori juda yangi emas.Teslaning eng qadimgi Roadster modelida Tayvanning Tomita Electric kompaniyasining mahsulotlari qo'llaniladi va parametrlar Model S tomonidan e'lon qilingan parametrlardan unchalik farq qilmaydi. Joriy tadqiqotda mahalliy va xorijdagi olimlar arzon narxlardagi, yuqori quvvatga ega bo'lgan dizaynlarga ega. tezda ishlab chiqarishga qo'yiladigan motorlar.Shuning uchun, bu sohani ko'rib chiqayotganda, afsonaviy Tesla-dan qoching - Tesla motorlari etarlicha yaxshi, ammo ularni hech kim qura olmaydigan darajada yaxshi emas.
Ko'pgina motor turlari orasida elektr transport vositalarida keng qo'llaniladiganlar, asosan, asenkron motorlar (shuningdek, asinxron motorlar deb ataladi), tashqi qo'zg'aluvchan sinxron motorlar, doimiy magnit sinxron motorlar va gibrid sinxron motorlardir.Dastlabki uchta motorning elektr transport vositalari haqida ma'lumotga ega ekanligiga ishonadiganlar ba'zi asosiy tushunchalarga ega bo'ladilar.Asenkron motorlar past narxga va yuqori ishonchlilikka ega, doimiy magnitlangan sinxron motorlar yuqori quvvat zichligi va samaradorligi, kichik o'lchamli, lekin yuqori narx va murakkab yuqori tezlikdagi qismni boshqarishga ega..
Siz gibrid sinxron motorlar haqida kamroq eshitgan bo'lishingiz mumkin, ammo yaqinda ko'plab Evropa motor etkazib beruvchilari bunday motorlarni taqdim qila boshladilar.Quvvat zichligi va samaradorligi juda yuqori va ortiqcha yuk hajmi kuchli, lekin nazorat qilish qiyin emas, bu elektr transport vositalari uchun juda mos keladi.
Bu motorda alohida narsa yo'q.Doimiy magnit sinxron motor bilan solishtirganda, doimiy magnitlardan tashqari, rotor an'anaviy sinxron motorga o'xshash qo'zg'atuvchi o'rashni ham qo'shadi.Bunday vosita nafaqat doimiy magnit tomonidan olib kelingan yuqori quvvat zichligiga ega, balki har bir tezlik bo'limida osongina boshqarilishi mumkin bo'lgan qo'zg'atuvchi o'rash orqali magnit maydonni ehtiyojlarga qarab sozlashi mumkin.Oddiy misol - Shveytsariyada BRUSA tomonidan ishlab chiqarilgan HSM1 seriyali motor.HSM1-10.18.22 xarakterli egri chizig'i quyidagi rasmda ko'rsatilgan.Maksimal quvvat 220 kVt va maksimal moment 460 Nm, lekin uning hajmi faqat 24 L (diametri 30 sm va uzunligi 34 sm) va og'irligi taxminan 76 kg.Quvvat zichligi va moment zichligi asosan Tesla mahsulotlari bilan solishtirish mumkin.Albatta, narx arzon emas.Ushbu motor chastota konvertori bilan jihozlangan va narxi 11 000 evro atrofida.
Elektr transport vositalariga bo'lgan talab uchun motor texnologiyasining to'planishi etarlicha etuk.Hozirda bunday dvigatelni yasash texnologiyasi emas, balki elektr transport vositalari uchun maxsus ishlab chiqilgan dvigatel etishmayapti.Bozorning bosqichma-bosqich etukligi va rivojlanishi bilan yuqori quvvat zichligi bo'lgan motorlar tobora ommalashib boradi va narx odamlarga tobora yaqinroq bo'ladi, deb ishoniladi.
Elektr transport vositalariga bo'lgan talab uchun hozirda faqat elektr transport vositalari uchun mo'ljallangan motorlar etishmayapti.Bozorning bosqichma-bosqich etukligi va rivojlanishi bilan yuqori quvvat zichligi bo'lgan motorlar tobora ommalashib boradi va narx odamlarga tobora yaqinroq bo'ladi, deb ishoniladi.
Elektr transport vositalari bo'yicha tadqiqotlar mohiyatiga qaytishi kerak.Elektr transport vositalarining mohiyati mobil texnologiya laboratoriyasi emas, balki xavfsiz va arzon transportdir va u eng ilg'or va zamonaviy texnologiyalardan foydalanishi shart emas.Yakuniy tahlilda u mintaqaning ehtiyojlariga qarab rejalashtirilishi va ishlab chiqilishi kerak.
Teslaning paydo bo'lishi odamlarga kelajak elektr transport vositalariga tegishli bo'lishi kerakligini ko'rsatdi.Kelajakdagi elektr transport vositalari qanday ko'rinishga ega bo'lishi va Xitoy kelajakda elektromobil sanoatida qanday o'rinni egallashi hali noma'lum.Sanoat ishining jozibasi ham shu: tabiatshunoslikdan farqli o'laroq, hatto ijtimoiy fanlar qonunlarida ko'rsatilgan muqarrar natija ham odamlardan mashaqqatli izlanishlar va mehnatlar orqali erishishni talab qiladi!
(Muallif: Myunxen Texnik Universitetida elektromobil muhandisligi fanlari nomzodi)
Xabar berish vaqti: 24-mart-2022-yil