Ang oras ay tama at ang lugar ay tama, at lahat ng Chinese electric vehicle companies ay okupado.Ang Tsina ay tila naging sentro ng industriya ng de-kuryenteng sasakyan sa mundo.
Sa katunayan, sa Germany, kung ang iyong unit ay hindi nagbibigay ng charging piles, maaaring kailanganin mong bumili ng isa.sa pintuan.Gayunpaman, palagi naming tinatalakay kung bakit napakaraming mahuhusay na kumpanya ng kotseng Aleman ang hindi makagawa ng Tesla, at hindi mahirap hanapin ang mga dahilan ngayon.
Noong 2014, inilathala ni Propesor Lienkamp ng Technical University of Munich ang isang bagong aklat na "Status of electrical mobility 2014", na libre at bukas sa lipunan, at sinabing: "Bagaman ang mga de-koryenteng sasakyan ay may iba't ibang mga depekto, hindi pa ako nakakita ng kotse na nagmamay-ari na ng electric mobility.Ang driver ng sasakyan, muling pumasok sa yakap ng tradisyonal na sasakyan.Kahit na ang pinakakaraniwang electric car ay nagdudulot sa iyo ng kagalakan sa pagmamaneho, na hindi mapapantayan ng isang gasolinang kotse."Ang ganitong sasakyan ay talagang makapagpapa-renew ng may-ari ng sasakyan.
Tulad ng alam nating lahat, ang puso ng isang de-kuryenteng sasakyan ay ang baterya.
Para sa isang ordinaryong de-koryenteng sasakyan, sa ilalim ng European standard na pagsubok, ang pagkonsumo ng enerhiya bawat 100 kilometro ay humigit-kumulang 17kWh, iyon ay, 17 kWh.Pinag-aralan ni Dr. Thomas Pesce ang pagkonsumo ng enerhiya ng mga compact na sasakyan sa ilalim ng pinakamainam na pagsasaayos.Nang hindi isinasaalang-alang ang gastos, ang pinakamainam na pagkonsumo ng enerhiya sa bawat 100 kilometro na nakuha sa pamamagitan ng paggamit ng umiiral na magagamit na teknolohiya ay bahagyang higit sa 15kWh.Nangangahulugan ito na sa maikling panahon, sinusubukan na bawasan ang pagkonsumo ng enerhiya sa pamamagitan ng pag-optimize ng kahusayan ng kotse mismo, kahit na hindi isinasaalang-alang ang karagdagang gastos, ang epekto ng pag-save ng enerhiya ay medyo maliit.
Kunin ang 85kWh battery pack ng Tesla bilang isang halimbawa.Ang nominal na distansya sa pagmamaneho ay 500km.Kung ang pagkonsumo ng enerhiya ay nabawasan sa 15kWh/100km sa pamamagitan ng iba't ibang pagsisikap, ang distansya sa pagmamaneho ay maaaring tumaas sa 560km.Samakatuwid, masasabi na ang buhay ng baterya ng kotse ay proporsyonal sa kapasidad ng pack ng baterya, at ang proporsyonal na koepisyent ay medyo naayos.Mula sa puntong ito, ang paggamit ng mga baterya na may mas mataas na density ng enerhiya (parehong enerhiya Wh/kg bawat yunit ng timbang at enerhiya Wh/L bawat dami ng yunit ay kailangang isaalang-alang) ay may malaking kahalagahan upang mapabuti ang pagganap ng mga de-koryenteng sasakyan, dahil sa mga de-kuryenteng sasakyan, ang baterya ay sumasakop sa malaking bahagi ng kabuuang timbang.
Ang lahat ng mga uri ng mga baterya ng lithium-ion ay ang pinaka-inaasahan at ang pinaka-malawak na ginagamit na mga baterya.Ang mga lithium batteries na ginagamit sa mga sasakyan ay pangunahing kinabibilangan ng nickel cobalt lithium manganate ternary battery (NCM), nickel cobalt lithium aluminate battery (NCA) at lithium iron phosphate battery (LPF).
1. Nickel-cobalt lithium manganate ternary battery NCMay ginagamit ng maraming de-koryenteng sasakyan sa ibang bansa dahil sa mababang rate ng produksyon ng init, medyo mahusay na katatagan, mahabang buhay, at density ng enerhiya na 150-220Wh/kg.
2. NCA nickel-cobalt aluminate lithium na baterya
Ginagamit ni Tesla ang bateryang ito.Ang density ng enerhiya ay mataas, sa 200-260Wh/kg, at inaasahang aabot sa 300Wh/kg sa lalong madaling panahon.Ang pangunahing problema ay ang Panasonic lamang ang makakagawa ng bateryang ito sa kasalukuyan, mataas ang presyo, at ang kaligtasan ang pinakamasama sa tatlong baterya ng lithium, na nangangailangan ng mataas na pagganap ng heat dissipation at sistema ng pamamahala ng baterya.
3. LPF lithium iron phosphate na baterya Panghuli, tingnan natin ang LPF na baterya na kadalasang ginagamit sa mga domestic electric vehicle.Ang pinakamalaking kawalan ng ganitong uri ng baterya ay ang density ng enerhiya ay napakababa, na maaari lamang umabot sa 100-120Wh/kg.Bilang karagdagan, ang LPF ay mayroon ding mataas na self-discharge rate.Wala sa mga ito ang ninanais ng mga gumagawa ng EV.Ang malawakang paggamit ng LPF sa China ay higit na katulad ng isang kompromiso na ginawa ng mga domestic na tagagawa para sa mamahaling pamamahala ng baterya at mga sistema ng paglamig - ang mga LPF na baterya ay may napakataas na katatagan at kaligtasan, at maaaring matiyak ang matatag na operasyon kahit na may mahinang sistema ng pamamahala ng baterya at mas mahabang buhay ng baterya.Ang isa pang benepisyong dala ng feature na ito ay ang ilang LPF na baterya ay may napakataas na discharge power density, na maaaring mapabuti ang dynamic na performance ng sasakyan.Bilang karagdagan, ang presyo ng mga baterya ng LPF ay medyo mababa, kaya angkop ito para sa kasalukuyang low-end at mababang presyo na diskarte ng mga domestic electric vehicle.Ngunit kung ito ay masiglang bubuo bilang teknolohiya ng baterya sa hinaharap, mayroon pa ring tandang pananong.
Gaano dapat kalaki ang baterya ng isang karaniwang electric car?Ito ba ay isang battery pack na may libu-libong Tesla na mga baterya sa serye at parallel, o isang battery pack na binuo gamit ang ilang malalaking baterya mula sa BYD?Ito ay isang tanong sa ilalim ng pananaliksik, at sa kasalukuyan ay walang tiyak na sagot.Tanging ang mga katangian ng battery pack na binubuo ng malalaking cell at maliliit na cell ang ipinakilala dito.
Kapag ang baterya ay maliit, ang kabuuang lugar ng pag-aalis ng init ng baterya ay magiging medyo malaki, at ang temperatura ng buong baterya pack ay maaaring epektibong kontrolin sa pamamagitan ng isang makatwirang disenyo ng pag-aalis ng init upang maiwasan ang mataas na temperatura mula sa pagbilis at pagkasira mula sa buhay ng baterya.Sa pangkalahatan, mas mataas ang power at energy density ng mga baterya na may mas maliit na single capacity.Sa wakas, at higit sa lahat, sa pangkalahatan, mas mababa ang enerhiya ng isang baterya, mas mataas ang kaligtasan ng buong sasakyan.Ang isang baterya pack na binubuo ng isang malaking bilang ng mga maliliit na mga cell, kahit na ang isang solong cell ay nabigo, hindi ito magdudulot ng masyadong maraming problema.Ngunit kung may problema sa loob ng baterya na may malaking kapasidad, mas malaki ang panganib sa kaligtasan.Samakatuwid, ang mga malalaking cell ay nangangailangan ng higit pang mga proteksyon na aparato, na higit na nagpapababa sa density ng enerhiya ng pack ng baterya na binubuo ng malalaking mga cell.
Gayunpaman, sa solusyon ni Tesla, ang mga kawalan ay halata din.Ang libu-libong mga baterya ay nangangailangan ng isang napakasalimuot na sistema ng pamamahala ng baterya, at ang karagdagang gastos ay hindi maaaring maliitin.Ang BMS (Battery Management System) na ginamit sa Volkswagen E-Golf, isang sub-module na may kakayahang pamahalaan ang 12 baterya, ay nagkakahalaga ng $17.Ayon sa pagtatantya ng bilang ng mga baterya na ginamit ng Tesla, kahit na ang halaga ng self-developed na BMS ay mababa, ang halaga ng pamumuhunan ng Tesla sa BMS ay higit sa 5,000 US dollars, na nagkakahalaga ng higit sa 5% ng halaga ng buong sasakyan.Mula sa puntong ito, hindi masasabi na ang isang malaking baterya ay hindi maganda.Sa kaso na ang presyo ng BMS ay hindi gaanong nabawasan, ang laki ng baterya pack ay dapat matukoy ayon sa pagpoposisyon ng kotse.
Bilang isa pang pangunahing teknolohiya sa mga de-koryenteng sasakyan, ang motor ay madalas na nagiging ubod ng talakayan, lalo na ang Tesla's watermelon-sized na motor na may pagganap sa sports car, na mas kahanga-hanga (ang peak power ng Model S motor ay maaaring umabot ng higit sa 300kW, Ang maximum ang torque ay 600Nm, at ang peak power ay malapit sa kapangyarihan ng isang motor ng isang high-speed EMU).Ang ilang mga mananaliksik sa industriya ng automotive ng Aleman ay nagkomento ng mga sumusunod:
Ang Tesla ay gumagamit ng halos walang anuman maliban sa maginoo na mga bahagi (aluminyo katawan,asynchronous na motor para sa propulsion, conventional chassis technology na may hanginsuspension, ESP at isang conventional brake system na may electrical vacuum pump, laptop cell atbp.)
Ginagamit ng Tesla ang lahat ng conventional parts, aluminum body, asynchronous motors, conventional car structure, brake system at laptop battery etc.
Ang tanging tunay na pagbabago ay nakasalalay sa teknolohiyang nag-uugnay sa bateryamga cell, na gumagamit ng mga bonding wire na na-patent ni Tesla, pati na rin ang bateryasistema ng pamamahala na maaaring i-flash “over the air”, ibig sabihin ay anghindi na kailangang magmaneho ng sasakyan sa isang workshop para makatanggap ng mga update sa software.
Ang tanging henyong imbensyon ni Tesla ay nasa kanilang paghawak ng baterya.Gumagamit sila ng espesyal na cable ng baterya, at isang BMS na nagbibigay-daan sa direktang wireless networking nang hindi na kailangang bumalik sa pabrika upang i-update ang software.
Sa katunayan, ang high power density asynchronous na motor ng Tesla ay hindi masyadong bago.Sa pinakaunang modelo ng Roadster ng Tesla, ang mga produkto ng Tomita Electric ng Taiwan ay ginagamit, at ang mga parameter ay hindi masyadong naiiba sa mga parameter na inihayag ng Model S. Sa kasalukuyang pananaliksik, ang mga iskolar sa bahay at sa ibang bansa ay may mga disenyo para sa mababang halaga, mataas na kapangyarihan. motor na maaaring mabilis na ilagay sa produksyon.Kaya kapag tumitingin sa larangang ito, iwasan ang gawa-gawang Tesla - sapat na ang mga motor ng Tesla, ngunit hindi napakahusay na walang ibang makakagawa sa kanila.
Kabilang sa maraming uri ng motor, ang karaniwang ginagamit sa mga de-koryenteng sasakyan ay pangunahing mga asynchronous na motor (tinatawag ding induction motors), externally excited na kasabay na mga motor, permanent magnet na kasabay na mga motor at hybrid na kasabay na mga motor.Ang mga naniniwala na ang unang tatlong motor ay may ilang kaalaman tungkol sa mga de-koryenteng sasakyan ay magkakaroon ng ilang mga pangunahing konsepto.Ang mga asynchronous na motor ay may mababang gastos at mataas na pagiging maaasahan, ang mga permanenteng magnet na magkakasabay na motor ay may mataas na density ng kapangyarihan at kahusayan, maliit na sukat ngunit mataas na presyo, at kumplikadong high-speed na kontrol sa seksyon..
Maaaring mas kaunti ang iyong narinig tungkol sa mga hybrid na kasabay na motor, ngunit kamakailan, maraming mga European na supplier ng motor ang nagsimulang magbigay ng mga naturang motor.Ang densidad ng kapangyarihan at kahusayan ay napakataas, at ang kapasidad ng labis na karga ay malakas, ngunit ang kontrol ay hindi mahirap, na napaka-angkop para sa mga de-koryenteng sasakyan.
Walang espesyal sa motor na ito.Kung ikukumpara sa permanenteng magnet na kasabay na motor, bilang karagdagan sa mga permanenteng magnet, ang rotor ay nagdaragdag din ng isang paggulong paikot-ikot na katulad ng tradisyonal na kasabay na motor.Ang nasabing motor ay hindi lamang may mataas na density ng kapangyarihan na dinala ng permanenteng magnet, ngunit maaari ring ayusin ang magnetic field ayon sa mga pangangailangan sa pamamagitan ng paggulong ng paggulo, na madaling makontrol sa bawat seksyon ng bilis.Ang isang tipikal na halimbawa ay ang HSM1 series na motor na ginawa ng BRUSA sa Switzerland.Ang kurba ng katangian ng HSM1-10.18.22 ay tulad ng ipinapakita sa figure sa ibaba.Ang maximum na kapangyarihan ay 220kW at ang maximum na torque ay 460Nm, ngunit ang volume nito ay 24L lamang (30 cm ang lapad at 34 cm ang haba) at tumitimbang ng halos 76kg.Ang power density at torque density ay karaniwang maihahambing sa mga produkto ng Tesla.Siyempre, hindi mura ang presyo.Ang motor na ito ay nilagyan ng frequency converter, at ang presyo ay humigit-kumulang 11,000 euros.
Para sa pangangailangan para sa mga de-koryenteng sasakyan, ang akumulasyon ng teknolohiya ng motor ay sapat na.Ang kulang sa kasalukuyan ay isang motor na sadyang idinisenyo para sa mga de-kuryenteng sasakyan, hindi ang teknolohiya para gumawa ng naturang motor.Ito ay pinaniniwalaan na sa unti-unting kapanahunan at pag-unlad ng merkado, ang mga motor na may mataas na densidad ng kapangyarihan ay magiging mas at mas sikat, at ang presyo ay magiging mas at mas malapit sa mga tao.
Para sa pangangailangan para sa mga de-kuryenteng sasakyan, sa kasalukuyan ay kulang lamang ang mga motor na espesyal na idinisenyo para sa mga de-kuryenteng sasakyan.Ito ay pinaniniwalaan na sa unti-unting kapanahunan at pag-unlad ng merkado, ang mga motor na may mataas na densidad ng kapangyarihan ay magiging mas at mas sikat, at ang presyo ay magiging mas at mas malapit sa mga tao.
Ang pananaliksik sa mga de-koryenteng sasakyan ay kailangang bumalik sa kakanyahan.Ang kakanyahan ng mga de-koryenteng sasakyan ay ligtas at abot-kayang transportasyon, hindi isang laboratoryo ng mobile na teknolohiya, at hindi kinakailangang gumamit ng pinaka-advanced at sunod sa moda na teknolohiya.Sa huling pagsusuri, dapat itong planuhin at idisenyo ayon sa mga pangangailangan ng rehiyon.
Ang paglitaw ng Tesla ay nagpakita sa mga tao na ang hinaharap ay dapat na pag-aari ng mga de-koryenteng sasakyan.Ano ang magiging hitsura ng mga electric vehicle sa hinaharap at kung anong posisyon ang sasakupin ng China sa industriya ng electric vehicle sa hinaharap ay hindi pa rin alam.Ito rin ang kagandahan ng gawaing pang-industriya: hindi tulad ng natural na agham, kahit na ang hindi maiiwasang resulta na ipinahiwatig ng mga batas ng agham panlipunan ay nangangailangan ng mga tao na makamit ito sa pamamagitan ng mahirap na pagsaliksik at pagsisikap!
(May-akda: PhD na kandidato sa electric vehicle engineering sa Technical University of Munich)
Oras ng post: Mar-24-2022