Πολλές προηγμένες τεχνολογίες αλλάζουν τη ζωή μας κάθε μέρα. Την έλευση και την ανάπτυξη τουΗλεκτρικό όχημα (EV)είναι ένα σημαντικό παράδειγμα του πόσο μπορούν να σημαίνουν αυτές οι αλλαγές για την επιχειρηματική μας ζωή - και για την προσωπική μας ζωή.
Οι τεχνολογικές εξελίξεις και οι περιβαλλοντικές ρυθμιστικές πιέσεις στα οχήματα της μηχανής εσωτερικής καύσης (ICE) οδηγούν το διευρυνόμενο ενδιαφέρον στην αγορά EV. Πολλοί καθιερωμένοι κατασκευαστές αυτοκινήτων εισάγουν νέα μοντέλα EV, παράλληλα με τις νέες νεοσύστατες επιχειρήσεις που εισέρχονται στην αγορά. Με την επιλογή των διαθέσιμων σημείων και μοντέλων σήμερα, και πολλά άλλα έρχονται, η πιθανότητα ότι όλοι μπορεί να οδηγήσουμε EVs στο μέλλον είναι πιο κοντά στην πραγματικότητα από ποτέ.
Η τεχνολογία που τροφοδοτεί τις σημερινές ΗΕ απαιτεί πολλές αλλαγές από τον τρόπο κατασκευής των παραδοσιακών οχημάτων. Η διαδικασία για την οικοδόμηση EVs απαιτεί σχεδόν εξίσου σχεδιαστική σκέψη με την αισθητική του ίδιου του οχήματος. Αυτό περιλαμβάνει μια σταθερή γραμμή ρομπότ ειδικά σχεδιασμένο για εφαρμογές EV - καθώς και ευέλικτες γραμμές παραγωγής με κινητά ρομπότ που μπορούν να μετακινηθούν μέσα και έξω σε διάφορα σημεία της γραμμής όπως απαιτείται.
Σε αυτό το τεύχος θα εξετάσουμε ποιες αλλαγές χρειάζονται για τον αποτελεσματικό σχεδιασμό και την κατασκευή EVs σήμερα. Θα μιλήσουμε για τον τρόπο με τον οποίο οι διαδικασίες και οι διαδικασίες παραγωγής διαφέρουν από εκείνες που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή οχημάτων με φυσικό αέριο.
Σχεδιασμός, εξαρτήματα και διαδικασίες παραγωγής
Παρόλο που η ανάπτυξη του EV επιδιώχθηκε έντονα από ερευνητές και κατασκευαστές στις αρχές του εικοστού αιώνα, το ενδιαφέρον κατέληξε λόγω φθηνότερου κόστους, οχήματα βενζίνης που παράγονται μαζικά. Η έρευνα εξαφανίστηκε από το 1920 μέχρι τις αρχές της δεκαετίας του 1960, όταν τα περιβαλλοντικά ζητήματα της ρύπανσης και ο φόβος της εξάντλησης των φυσικών πόρων δημιούργησαν την ανάγκη για μια πιο φιλική προς το περιβάλλον μέθοδο προσωπικής μεταφοράς.
Χρεώσεις EVσχέδιο
Τα σημερινά ΗΚ είναι πολύ διαφορετικά από τα οχήματα βενζίνης που τροφοδοτούνται με πάγο (εσωτερική καύση). Η νέα φυλή των ΗΕ έχουν επωφεληθεί από μια σειρά αποτυχημένων προσπαθειών σχεδιασμού και κατασκευής ηλεκτρικών οχημάτων χρησιμοποιώντας παραδοσιακές μεθόδους παραγωγής που χρησιμοποιούνται από τους κατασκευαστές για δεκαετίες.
Υπάρχουν πολυάριθμες διαφορές στον τρόπο με τον οποίο κατασκευάζονται EVs σε σύγκριση με τα οχήματα ICE. Η εστίαση ήταν στην προστασία του κινητήρα, αλλά αυτή η εστίαση έχει πλέον μετατοπιστεί στην προστασία των μπαταριών στην κατασκευή ενός EV. Οι σχεδιαστές και οι μηχανικοί αυτοκινήτων επανεξετάζουν πλήρως το σχεδιασμό των ΗΕ, καθώς και τη δημιουργία νέων μεθόδων παραγωγής και συναρμολόγησης για την κατασκευή τους. Σχεδιάζουν τώρα ένα EV από το έδαφος με έντονη προσοχή στην αεροδυναμική, το βάρος και άλλες ενεργειακές αποδοτικότητες.
An Μπαταρία ηλεκτρικού οχήματος (EVB)είναι η τυπική ονομασία για τις μπαταρίες που χρησιμοποιούνται για την τροφοδοσία ηλεκτρικών κινητήρων όλων των τύπων EVs. Στις περισσότερες περιπτώσεις, αυτές είναι επαναφορτιζόμενες μπαταρίες ιόντων λιθίου που είναι ειδικά σχεδιασμένες για χωρητικότητα υψηλής ώρας (ή κιλοβαθούς). Οι επαναφορτιζόμενες μπαταρίες της τεχνολογίας λιθίου είναι πλαστικά περιβλήματα που περιέχουν μεταλλικές ανόδους και καθόδους. Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου χρησιμοποιούν πολυμερές ηλεκτρολύτη αντί για υγρό ηλεκτρολύτη. Υψηλής αγωγιμότητας ημι -λύματα (GEL) πολυμερή σχηματίζουν αυτόν τον ηλεκτρολύτη.
Ιόν λιθίουΜπαταρίες EVείναι μπαταρίες βαθύ κύκλου που έχουν σχεδιαστεί για να παρέχουν ισχύ σε παρατεταμένες χρονικές περιόδους. Μικρότερες και ελαφρύτερες, οι μπαταρίες ιόντων λιθίου είναι επιθυμητές επειδή μειώνουν το βάρος του οχήματος και επομένως βελτιώνουν την απόδοσή του.
Αυτές οι μπαταρίες παρέχουν υψηλότερη ειδική ενέργεια από άλλους τύπους μπαταριών λιθίου. Χρησιμοποιούνται συνήθως σε εφαρμογές όπου το βάρος είναι ένα κρίσιμο χαρακτηριστικό, όπως οι κινητές συσκευές, τα ραδιοελεγχόμενα αεροσκάφη και, τώρα, οι ΗΚ. Μια τυπική μπαταρία ιόντων λιθίου μπορεί να αποθηκεύσει 150 watt ώρες ηλεκτρικής ενέργειας σε μια μπαταρία που ζυγίζει περίπου 1 κιλό.
Τις τελευταίες δύο δεκαετίες, η τεχνολογία της μπαταρίας ιόντων λιθίου έχει οδηγηθεί από απαιτήσεις από φορητά ηλεκτρονικά, φορητούς υπολογιστές, κινητά τηλέφωνα, ηλεκτρικά εργαλεία και άλλα. Η βιομηχανία EV έχει αποκομίσει τα οφέλη αυτών των προόδων τόσο στην απόδοση όσο και στην ενεργειακή πυκνότητα. Σε αντίθεση με άλλες χημικές ουσίες μπαταριών, οι μπαταρίες ιόντων λιθίου μπορούν να εκφορτωθούν και να επαναφορτιστούν καθημερινά και σε οποιοδήποτε επίπεδο φόρτισης.
Υπάρχουν τεχνολογίες που υποστηρίζουν τη δημιουργία άλλων τύπων ελαφρύτερου βάρους, αξιόπιστων, οικονομικά αποδοτικών μπαταριών - και η έρευνα συνεχίζει να μειώνει τον αριθμό των μπαταριών που απαιτούνται για τις σημερινές ΗΥ. Οι μπαταρίες που αποθηκεύουν ενέργεια και τροφοδοτούν τους ηλεκτρικούς κινητήρες έχουν εξελιχθεί σε μια δική τους τεχνολογία και αλλάζουν σχεδόν κάθε μέρα.
Σύστημα πρόσφυσης
Οι EVs έχουν ηλεκτρικούς κινητήρες, που επίσης αναφέρονται ως σύστημα έλξης ή πρόωσης - και έχουν μεταλλικά και πλαστικά μέρη που ποτέ δεν χρειάζονται λίπανση. Το σύστημα μετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια από την μπαταρία και το μεταδίδει στο τρένο κίνησης.
Τα EVs μπορούν να σχεδιαστούν με δίτροχη ή τερματική πρόωση, χρησιμοποιώντας δύο ή τέσσερις ηλεκτρικούς κινητήρες αντίστοιχα. Τόσο οι κινητήρες άμεσης ρεύματος (DC) όσο και οι κινητήρες εναλλασσόμενου ρεύματος (AC) χρησιμοποιούνται σε αυτά τα συστήματα έλξης ή πρόωσης για EVs. Οι κινητήρες AC είναι επί του παρόντος πιο δημοφιλείς, επειδή δεν χρησιμοποιούν βούρτσες και απαιτούν λιγότερη συντήρηση.
Ελεγκτής EV
Οι κινητήρες EV περιλαμβάνουν επίσης έναν εξελιγμένο ελεγκτή ηλεκτρονικών. Αυτός ο ελεγκτής φιλοξενεί το πακέτο ηλεκτρονικών ειδών που λειτουργεί μεταξύ των μπαταριών και του ηλεκτρικού κινητήρα για να ελέγξει την ταχύτητα και την επιτάχυνση του οχήματος, όπως και ένα καρμπυρατέρ σε ένα βενζίνη που τροφοδοτείται με βενζίνη. Αυτά τα συστήματα ηλεκτρονικών υπολογιστών όχι μόνο ξεκινούν το αυτοκίνητο, αλλά και λειτουργούν πόρτες, παράθυρα, κλιματισμό, σύστημα παρακολούθησης ελαστικών, σύστημα ψυχαγωγίας και πολλά άλλα χαρακτηριστικά που είναι κοινά σε όλα τα αυτοκίνητα.
EV φρένα
Οποιοσδήποτε τύπος φρένου μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε EVs, αλλά τα αναγεννητικά συστήματα πέδησης προτιμούνται στα ηλεκτρικά οχήματα. Η αναγεννητική πέδηση είναι μια διαδικασία με την οποία ο κινητήρας χρησιμοποιείται ως γεννήτρια για την επαναφόρτιση των μπαταριών όταν το όχημα επιβραδύνεται. Αυτά τα συστήματα πέδησης επαναλαμβάνουν μέρος της απώλειας ενέργειας κατά τη διάρκεια της πέδησης και το διοχετεύουν πίσω στο σύστημα της μπαταρίας.
Κατά τη διάρκεια της αναγεννητικής πέδησης, μερικές από τις κινητικές ενέργειας απορροφάται κανονικά από τα φρένα και μετατρέπονται σε θερμότητα μετατρέπονται σε ηλεκτρική ενέργεια από τον ελεγκτή-και χρησιμοποιείται για την εκ νέου επιβάρυνση των μπαταριών. Η αναγεννητική πέδηση όχι μόνο αυξάνει το εύρος ενός ηλεκτρικού οχήματος κατά 5 έως 10%, αλλά έχει επίσης αποδείξει ότι μειώνει τη φθορά των φρένων και μειώνει το κόστος συντήρησης.
Φορτιστές EV
Απαιτούνται δύο τύποι φορτιστών. Ένας φορτιστής πλήρους μεγέθους για την εγκατάσταση σε ένα γκαράζ είναι απαραίτητο για την επαναφόρτιση EVs κατά τη διάρκεια της νύχτας, καθώς και μια φορητή επαναφόρτιση. Οι φορητοί φορτιστές γίνονται γρήγορα τυποποιημένοι εξοπλισμοί από πολλούς κατασκευαστές. Αυτοί οι φορτιστές διατηρούνται στον κορμό, έτσι ώστε οι μπαταρίες των EVS να μπορούν να επαναφορτιστούν εν μέρει ή πλήρως κατά τη διάρκεια ενός μακρού ταξιδιού ή σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης σαν διακοπή ρεύματος. Σε ένα μελλοντικό τεύχος θα περιγράψουμε περαιτέρω τους τύπουςΣταθμοί φόρτισης EVόπως το επίπεδο 1, το επίπεδο 2 και το ασύρματο.
Χρόνος δημοσίευσης: Φεβ-20-2024