Jak działają laboratoria samochodów elektrycznych

Dzięki uprzejmości Nissan USA

Globalne ocieplenie, zależność od zagranicznej ropy i wysokie ceny benzyny sprawiają, że ludzie myślą o alternatywnych paliwach do samochodów przyszłości. Chociaż istnieje wiele potencjalnych nowych paliw, jednym z najlepiej zbadanych - i najbardziej obiecujących - jest prosta energia elektryczna.

Producenci samochodów już zaczęli eksperymentować z pojazdami elektrycznymi. Pojazdy elektryczne składa się z trzech podstawowych części: baterie, które są źródłem zasilania samochodu; the silnik, który przekształca moc w użyteczną energię, która może obracać koła; i kontroler, który działa jak duży ściemniacz do regulacji prądu.

Aby zatankować pojazd elektryczny (EV), potrzebujesz tylko gniazdka elektrycznego. Każde standardowe gniazdko domowe wystarczy, ale gniazdo o wyższym napięciu wykona to zadanie szybciej. Niektóre miasta, takie jak Portland w stanie Oregon, instalują jednostki ładujące przy krawężniku, aby obecne i przyszłe pojazdy elektryczne mogły samodzielnie doładowywać akumulatory, gdy ich właściciele pracują lub załatwiają sprawunki.

-Obecnie dostępne pojazdy elektryczne nie mogą jeszcze zastąpić wszystkich samochodów osobowych i ciężarowych napędzanych benzyną na drogach. Prędkości pojazdów elektrycznych są zwykle niskie, około 35 mil na godzinę (56 kilometrów na godzinę). Większość pojazdów elektrycznych może przejechać około 40 mil (64 km) na jednym ładowaniu, czyli mniej więcej tyle samo, co przeciętna dzienna amerykańska komunikacja. Samochody można ładować przez noc w zwykłym gniazdku lub w ciągu kilku godzin w gniazdku o wyższym napięciu. Mają również zerową emisję.

Większość postępów w dziedzinie pojazdów elektrycznych dotyczy technologii i konstrukcji akumulatorów. Akumulatory kwasowo-ołowiowe były używane od dziesięcioleci - nawet na początku lat 90. XX wieku, kiedy pojazdy elektryczne stały się popularne. Jednak akumulatory kwasowo-ołowiowe nie prowadzą ludzi tak daleko, jak byśmy chcieli, ani tak szybko. Czytaj dalej, aby dowiedzieć się, gdzie i jak laboratoria pracują nad ulepszaniem pojazdów elektrycznych dla współczesnych konsumentów.

Zawartość

1. Uniwersyteckie laboratoria EV
2. Producent EV Labs
3. Eksperymentalne laboratoria EV

Jak wyjaśnia ten prędkościomierz Nissana Altima EV, pojazdy elektryczne nie potrzebują dużo benzyny, aby działać efektywnie. Kristen Hall-Geisler

Jeśli trzeba przeprowadzić badania i dokonać przełomów, sensowne jest, aby miało to miejsce w laboratorium uniwersyteckim. Kilka uniwersytetów ma laboratoria akumulatorów i pojazdów elektrycznych, ale przyjrzymy się dwóm, które ilustrują, co się dzieje w szkołach na całym świecie.

Uniwersytet Massachusetts w Lowell

Uniwersytet stanu Massachusetts w Lowell

W kampusie Lowell Uniwersytetu Massachusetts (UMass) profesorowie inżynierii mechanicznej i elektrotechnicznej pracują ze studentami w Center for Electric Car and Energy Conversion (EC&EC). W centrum znajduje się pięć laboratoriów: laboratorium energii odnawialnej, laboratorium samochodów elektrycznych, laboratorium oceny akumulatorów, laboratorium energoelektroniki oraz laboratorium zaawansowanych materiałów kompozytowych i tekstyliów.

EC&EC w UMass-Lowell obejmuje wiele tematów w tych pięciu laboratoriach, od energii używanej w akumulatorach po odporność na zderzenia nowych projektów samochodów, ale centrum kładzie szczególny nacisk na energię odnawialną. Aby pojazd elektryczny był rzeczywiście pojazdem o zerowej emisji, źródło energii, które ładuje akumulatory, również powinno być czyste. Doprowadziło to centrum do zaprojektowania ulepszonych ogniw fotowoltaicznych do paneli słonecznych i bardziej wydajnych sposobów przekształcania energii wiatru w energię elektryczną. Rezultatem tej pracy są produkty, które mogą być wykorzystywane w branży czystej energii oraz studenci, którzy po ukończeniu studiów mają wiedzę techniczną do pracy i innowacji w dziedzinie pojazdów elektrycznych.

Uniwersytet Kalifornijski w Davis

Uniwersytet Kalifornii w Davis

Inżynierowie z ośrodka badawczego Plug-in Hybrid Electric Vehicle (PHEV) w Davis w Kalifornii pracują nad pojazdami elektrycznymi o zwiększonym zasięgu. (Pamiętaj, większość standardowych pojazdów elektrycznych ma zasięg tylko około 40 mil (64 km) na jednym ładowaniu). Program działa w ramach Uniwersytetu Kalifornijskiego w Davis's Institute of Transportation Studies, który koncentruje swoje badania na użytkowniku PHEV. Te samochody różnią się nieco od pojazdów czysto elektrycznych tym, że mają mały, dodatkowy silnik benzynowy, ale nadal mogą ładować akumulatory za pomocą standardowego gniazdka ściennego.

W jednym z projektów Centrum Badawczego PHEV oceniono nowe instrumenty na desce rozdzielczej samochodu, które mogą dostarczać kierowcom w czasie rzeczywistym informacji na temat zużycia energii, emisji CO2 i nie tylko. Inżynierowie z centrum pracowali również nad udoskonaleniem technologii ładowania i oceną nowych technologii akumulatorów, zwłaszcza najnowszych ogniw litowo-jonowych. Pracowali również nad ustaleniem kosztów cyklu życia pojazdów PHEV, w tym kosztów produkcji, konserwacji i emisji.

Czytaj dalej, aby dowiedzieć się, co producenci samochodów robią w swoich laboratoriach, aby zapewnić konsumentom te technologie pojazdów elektrycznych.

Jeśli GM zdoła dotrzymać obietnicy, Chevy Volt może przynieść masom samochody elektryczne do 2010 roku. Kristen Hall-Geisler

-

Podczas gdy uniwersytety badają pojazdy elektryczne w poszukiwaniu potencjalnych problemów, w tym problemów ze źródłami zasilania, akumulatorami i kosztami eksploatacji, producenci samochodów badają również technologię EV, aby skutecznie budować i sprzedawać te samochody codziennym kierowcom..

Zanim pojazd elektryczny zostanie zaprezentowany publicznie, musi zostać w pełni przetestowany w laboratorium i na torze. Akumulatory muszą być niezawodne i bezpieczne, samochód musi spełniać standardy konsumentów i producentów, a to wszystko musi być dostarczone za rozsądną cenę. To trudne zadanie, ale prawie każdy większy producent pracuje nad tym w swoich laboratoriach. Być może słyszałeś o procesie tworzenia Chevroleta Volta, elektrycznego pojazdu o zwiększonym zasięgu (E-REV). GM włożył całą swoją moc inżynierską, projektową i marketingową w ten samochód od czasu jego wprowadzenia jako samochodu koncepcyjnego na Salonie Samochodowym w Detroit 2007.

Większość samochodów koncepcyjnych, które przyciągają uwagę na pokazach samochodowych, w rzeczywistości nie może być napędzana, a niewiele z nich trafia do produkcji. Jednak GM obiecał dostarczyć Chevy Volt do 2010 roku, co przestawiło jego laboratoria na nadbieg. Najpierw musieli opracować bezpieczny i działający układ napędowy. Volt będzie zasilany akumulatorami litowo-jonowymi i będzie miał mały silnik benzynowy (lub silnik E85 zbudowany dla mieszanki etanolu i benzyny), który uruchomi się, aby naładować akumulatory po około 40 milach (64 kilometrach) całkowicie elektrycznego napędowy.

Czasami, nawet gdy firma jest duża, a produkt jest ważny, łatwiej, szybciej i taniej jest zlecić badania i rozwój produktu na zewnątrz niż wynaleźć koło na nowo we własnym laboratorium. Na przykład GM zdecydował się kupić akumulatory do Volta od innej firmy. Po miesiącach poszukiwań firma zdecydowała się na akumulatory litowo-jonowe od LG.

Inne firmy chcą po prostu kontrolować jak najwięcej części i są skłonne zainwestować w laboratoria potrzebne do ich wytworzenia. Nissan to tylko jeden producent samochodów, który ma własne laboratorium akumulatorów w Japonii, które obecnie bada źródła zasilania dla przyszłych pojazdów elektrycznych i hybrydowo-elektrycznych. Inżynierowie pracują z mniejszymi, prototypowymi wersjami pełnowymiarowych akumulatorów litowo-jonowych do samochodów, aby określić ich zdolność magazynowania energii. Korzystają z tych mniejszych prototypów, aby ocenić bezpieczeństwo różnych materiałów używanych do wywoływania reakcji elektrycznych, które napędzają samochód.

Jednak nie wszystkie innowacyjne prace nad pojazdami elektrycznymi są wykonywane w dużych laboratoriach uniwersyteckich lub korporacyjnych. Następnie porozmawiamy o kilku małych firmach i odważnych entuzjastach eksperymentujących w laboratoriach i garażach.

Wewnątrz pojazdu elektrycznego Chevrolet Volt. Kristen Hall-Geisler

Jim Husted naprawia silniki elektryczne do wózków widłowych, aby utrzymać się w swoim sklepie w Redmond w stanie Oregon. Podczas rund naprawowych spotkał Johna Waylanda, który w wolnym czasie ściga Datsuna przerobionego na energię elektryczną. Wayland pokazał Hustedowi dwa zmodyfikowane silniki do wózków widłowych stłoczone pod maską jego samochodu wyścigowego, Białego Zombie.

Pomyślał, że da radę lepiej, więc wrócił do swojego sklepu i majstrował przy silnikach, aż znalazł rozwiązanie problemu dwóch silników Waylanda. Dokonał kilku modyfikacji w sprzęcie i połączył oba silniki od końca do końca. Silniki ważyły ​​teraz o 25 funtów (11 kg) mniej i były o 7 cali (18 centymetrów) krótsze, co przekładało się na krótsze czasy przejazdu dla Waylanda. Powstały dwusilnikowy pojazd został pomalowany na fioletowo i nazwany Siamese 8.

Od tego czasu Husted eksperymentuje w swoim sklepie. Wyprodukował silniki do rekordowego motocykla elektrycznego KillaCycle i odrestaurował silnik elektryczny z 1910 r. W ramach stuletniego projektu powozu bezkonnego innego entuzjasty EV [źródło: Hi-Torque Electric].

Czasami pomysłowość przedsiębiorcy i laboratorium uniwersyteckiego łączą się, aby stworzyć użyteczną technologię. A123Systems, którego akumulatory litowo-jonowe zasilały rekordowe czasy przeciągania zarówno dla White Zombie, jak i KillaCycle, wykorzystało nanotechnologie opracowane w Massachusetts Institute of Technology do stworzenia swoich akumulatorów. A123Systems ma jeden z największych zespołów badawczo-rozwojowych litowo-jonowych w USA. Korzystając z nanoskalowych materiałów Massachusetts Institute of Technology we własnych laboratoriach, zespoły badawczo-rozwojowe opracowały baterię, która może wytrzymać rzeczywiste nadużycia przez ponad 10 lat i nadal używaj technologii przyjaznej dla środowiska.

Minie dużo czasu, zanim samochody benzynowe na stałe opuszczą nasze ulice, ale laboratoria na wszystkich poziomach pracują nad zapewnieniem konsumentom bezpiecznego, niezawodnego, szybkiego i przyjemnego transportu elektrycznego. Dzięki innowacjom narodzonym w tych laboratoriach Twój następny samochód może być zasilany przez panele słoneczne na Twoim dachu.

-

Powiązane artykuły

• Jak działają samochody elektryczne
• Jak działają ogniwa paliwowe
• Jak działają ogniwa słoneczne
• Jak działają samochody hybrydowe
• Jak działa gospodarka wodorowa
• Quiz na samochód elektryczny

Więcej świetnych linków

• A123Systems
• Oficjalna strona Chevy Volt
• National Electric Drag Racing Association
• University of California at Davis - Plug-In Hybrid Electric Vehicle Research Center
• University of Massachusetts w Lowell - Center for Electric Car and Energy Conversion

Źródła

• A132Systems.com. (Dostęp 26 lutego 2009) http://www.a123systems.com/
• Centrum samochodów elektrycznych i konwersji energii (EC&EC). Uniwersytet Massachusetts w Lowell. (Dostęp 18 lutego 2009) http://www.uml.edu/centers/ecec/
• Chevrolet.com. „Chevy Volt: Przyszłość jest elektryzująca”. (Dostęp 26 lutego 2009) http://www.chevrolet.com/electriccar/
• GM Volt. (Dostęp 18 lutego 2009) http://gm-volt.com/
• Hayashi, Tatsuhiko. „Nissan prezentuje laboratorium akumulatorów samochodów elektrycznych”. Tech-On. (Dostęp 18 lutego 2009) http://techon.nikkeibp.co.jp/english/NEWS_EN/20080822/156726/
• Oszukany, Jim. Hi-Torque Electric. (Dostęp 18 lutego 2009) http://www.hitorqueelectric.com/
• Kaho, Todd. „Preview: 2011 Chevy Volt Electric”. GreenCar.com. 22 września 2008. (Dostęp 26 lutego 2009) http://www.greencar.com/articles/preview-2011-chevy-volt-electric.php
• Centrum badań pojazdów hybrydowych typu plug-in. Uniwersytet Kalifornijski w Davis. (Dostęp 18 lutego 2009) http://phev.ucdavis.edu/