Wiele zaawansowanych technologii zmienia nasze życie każdego dnia. Pojawienie się i rozwójPojazd elektryczny (EV)to doskonały przykład tego, jak wiele te zmiany mogą oznaczać dla naszego życia biznesowego i osobistego.
Postęp technologiczny i naciski regulacyjne dotyczące ochrony środowiska dotyczące pojazdów z silnikiem spalinowym (ICE) powodują rosnące zainteresowanie rynkiem pojazdów elektrycznych. Wielu uznanych producentów samochodów wprowadza nowe modele samochodów elektrycznych wraz z pojawieniem się na rynku nowych start-upów. Dzięki szerokiemu wyborowi dostępnych obecnie marek i modeli oraz wielu innym, które pojawią się w przyszłości, możliwość, że wszyscy będziemy jeździć pojazdami elektrycznymi w przyszłości, jest bliższa rzeczywistości niż kiedykolwiek.
Technologia, która napędza dzisiejsze pojazdy elektryczne, wymaga wielu zmian w stosunku do sposobu produkcji tradycyjnych pojazdów. Proces budowy pojazdów elektrycznych wymaga niemal tyle samo uwagi projektowej, co estetyka samego pojazdu. Obejmuje to stacjonarną linię robotów zaprojektowanych specjalnie do zastosowań w pojazdach elektrycznych, a także elastyczne linie produkcyjne z robotami mobilnymi, które w razie potrzeby można wsuwać i wysuwać w różnych punktach linii.
W tym numerze sprawdzimy, jakie zmiany są potrzebne, aby obecnie projektować i produkować pojazdy elektryczne. Porozmawiamy o tym, czym procesy i procedury produkcyjne różnią się od tych stosowanych przy produkcji pojazdów napędzanych gazem.
Projektowanie, komponenty i procesy produkcyjne
Chociaż na początku XX wieku badacze i producenci intensywnie pracowali nad rozwojem pojazdów elektrycznych, zainteresowanie nimi utknęło w martwym punkcie ze względu na tańsze, masowo produkowane pojazdy napędzane benzyną. Badania zanikły od 1920 r. do wczesnych lat 60. XX wieku, kiedy problemy środowiskowe związane z zanieczyszczeniem i obawą przed wyczerpywaniem się zasobów naturalnych stworzyły potrzebę opracowania bardziej przyjaznej dla środowiska metody transportu osobistego.
Ładowanie pojazdów elektrycznychprojekt
Dzisiejsze pojazdy elektryczne bardzo różnią się od pojazdów napędzanych benzyną z silnikiem spalinowym (ICE). Nowa generacja pojazdów elektrycznych skorzystała na serii nieudanych prób zaprojektowania i zbudowania pojazdów elektrycznych przy użyciu tradycyjnych metod produkcji stosowanych przez producentów od dziesięcioleci.
Istnieje wiele różnic w sposobie produkcji pojazdów elektrycznych w porównaniu z pojazdami ICE. Kiedyś skupiano się na ochronie silnika, ale obecnie skupiono się na ochronie akumulatorów podczas produkcji pojazdu elektrycznego. Projektanci i inżynierowie motoryzacyjni całkowicie na nowo zastanawiają się nad konstrukcją pojazdów elektrycznych, a także tworzą nowe metody ich produkcji i montażu. Obecnie projektują pojazd elektryczny od podstaw, biorąc pod uwagę aerodynamikę, wagę i inne aspekty efektywności energetycznej.
An akumulator pojazdu elektrycznego (EVB)to standardowe oznaczenie akumulatorów stosowanych do zasilania silników elektrycznych wszystkich typów pojazdów elektrycznych. W większości przypadków są to akumulatory litowo-jonowe, które zostały specjalnie zaprojektowane pod kątem dużej pojemności w amperogodzinach (lub kilowatogodzinach). Akumulatory wykonane w technologii litowo-jonowej to plastikowe obudowy zawierające metalowe anody i katody. W akumulatorach litowo-jonowych zamiast ciekłego elektrolitu stosuje się elektrolit polimerowy. Elektrolit ten tworzą półstałe (żelowe) polimery o wysokiej przewodności.
Litowo-jonowyAkumulatory pojazdów elektrycznychto akumulatory o głębokim cyklu, zaprojektowane tak, aby zapewniały moc przez dłuższy czas. Mniejsze i lżejsze akumulatory litowo-jonowe są pożądane, ponieważ zmniejszają masę pojazdu, a tym samym poprawiają jego wydajność.
Baterie te zapewniają wyższą energię właściwą niż inne typy baterii litowych. Są zwykle używane w zastosowaniach, w których waga jest cechą krytyczną, takich jak urządzenia mobilne, statki powietrzne sterowane radiowo, a obecnie pojazdy elektryczne. Typowy akumulator litowo-jonowy może przechowywać 150 watogodzin energii elektrycznej w akumulatorze ważącym około 1 kilogram.
W ciągu ostatnich dwudziestu lat postęp w technologii akumulatorów litowo-jonowych był napędzany zapotrzebowaniem ze strony przenośnych urządzeń elektronicznych, laptopów, telefonów komórkowych, elektronarzędzi i nie tylko. Branża pojazdów elektrycznych odniosła korzyści z tych postępów zarówno pod względem wydajności, jak i gęstości energii. W przeciwieństwie do innych typów akumulatorów, akumulatory litowo-jonowe można rozładowywać i ładować codziennie, przy dowolnym poziomie naładowania.
Istnieją technologie, które wspierają tworzenie innych typów lżejszych, niezawodnych i opłacalnych akumulatorów, a badania nieustannie prowadzą do zmniejszenia liczby akumulatorów potrzebnych w dzisiejszych pojazdach elektrycznych. Baterie przechowujące energię i zasilające silniki elektryczne stały się osobną technologią i zmieniają się niemal każdego dnia.
Układ trakcyjny
Pojazdy elektryczne mają silniki elektryczne, zwane także układami trakcyjnymi lub napędowymi, a także mają części metalowe i plastikowe, które nigdy nie wymagają smarowania. System przetwarza energię elektryczną z akumulatora i przekazuje ją do układu napędowego.
Pojazdy elektryczne można zaprojektować z napędem na dwa lub wszystkie koła, wykorzystując odpowiednio dwa lub cztery silniki elektryczne. W układach trakcyjnych lub napędowych pojazdów elektrycznych stosowane są zarówno silniki prądu stałego (DC), jak i silniki prądu przemiennego (AC). Silniki prądu przemiennego są obecnie bardziej popularne, ponieważ nie używają szczotek i wymagają mniej konserwacji.
Kontroler EV
Silniki EV zawierają również wyrafinowany sterownik elektroniczny. W kontrolerze tym znajduje się pakiet elektroniki, który działa pomiędzy akumulatorami a silnikiem elektrycznym i kontroluje prędkość i przyspieszenie pojazdu, podobnie jak gaźnik w pojeździe napędzanym benzyną. Te systemy komputera pokładowego nie tylko uruchamiają samochód, ale także sterują drzwiami, szybami, klimatyzacją, systemem monitorowania ciśnienia w oponach, systemem rozrywki i wieloma innymi funkcjami wspólnymi dla wszystkich samochodów.
Hamulce elektryczne
W pojazdach elektrycznych można zastosować dowolny typ hamulca, ale w pojazdach elektrycznych preferowane są układy hamulcowe z regeneracją. Hamowanie regeneracyjne to proces, w którym silnik wykorzystywany jest jako generator do ładowania akumulatorów, gdy pojazd zwalnia. Te układy hamulcowe odzyskują część energii utraconej podczas hamowania i kierują ją z powrotem do układu akumulatora.
Podczas hamowania regeneracyjnego część energii kinetycznej normalnie pochłanianej przez hamulce i zamienianej na ciepło jest przekształcana przez sterownik w energię elektryczną, która służy do ponownego ładowania akumulatorów. Hamowanie regeneracyjne nie tylko zwiększa zasięg pojazdu elektrycznego o 5 do 10%, ale także zmniejsza zużycie hamulców i zmniejsza koszty konserwacji.
Ładowarki pojazdów elektrycznych
Potrzebne są dwa rodzaje ładowarek. Do ładowania pojazdów elektrycznych w ciągu nocy potrzebna jest pełnowymiarowa ładowarka do montażu w garażu, a także przenośna ładowarka. Ładowarki przenośne szybko stają się standardowym wyposażeniem wielu producentów. Ładowarki te przechowuje się w bagażniku, dzięki czemu akumulatory pojazdów elektrycznych można częściowo lub całkowicie naładować podczas długiej podróży lub w sytuacji awaryjnej, takiej jak przerwa w dostawie prądu. W przyszłym numerze będziemy bardziej szczegółowo omawiać rodzajeStacje ładowania pojazdów elektrycznychtakie jak Poziom 1, Poziom 2 i Bezprzewodowe.
Czas publikacji: 20 lutego 2024 r