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 zostało zahamowane 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