Jak fungují laboratoře elektrických aut

S laskavým svolením společnosti Nissan USA

Globální oteplování, závislost na zahraniční ropě a vysoká cena benzínu přimějí lidi přemýšlet o alternativních palivech pro automobily budoucnosti. I když existuje mnoho potenciálních nových paliv, jedním z nejvíce prozkoumaných - a nejslibnějších - je jednoduchá elektřina.

Výrobci automobilů již začali experimentovat s elektrickými vozidly. Elektrická vozidla mají tři základní části: baterie, které jsou zdrojem energie pro auto; motor, který přeměňuje energii na použitelnou energii, která dokáže otáčet kola; a ovladač, který funguje jako velký vypínač pro regulaci elektřiny.

K doplnění elektrického vozidla (EV) potřebujete pouze elektrickou zásuvku. Jakákoli běžná domácí zásuvka bude fungovat, ale zásuvka s vyšším napětím bude pracovat rychleji. Některá města, jako například Portland, Ore., Instalují dobíjecí jednotky, aby stávající i budoucí EV mohly samy dobít své baterie, zatímco jejich majitelé pracují nebo provozují pochůzky..

-EV, které jsou dnes k dispozici, nemohou nahradit všechny benzínové automobily a nákladní automobily na silnici. Rychlosti EV jsou obvykle nízké, asi 35 mil za hodinu (56 kilometrů za hodinu). Většina EV může cestovat asi 40 km (64 km) za poplatek, což je zhruba stejná vzdálenost jako průměrná denní americká trasa. Vozy se mohou nabíjet přes noc v běžné zásuvce nebo za několik hodin ve zásuvky s vysokým napětím. Mají také nulové emise.

Většina pokroků v EV je v technologii baterií a designu. Olověné baterie se používaly po celá desetiletí - dokonce na začátku 90. let, kdy se EV stala první populární. Olověné baterie však lidi nedostanou tak daleko, jak bychom chtěli, nebo tak rychle. Čtěte dále a zjistěte, kde a jak laboratoře pracují na zlepšení EV pro moderní spotřebitele.

Obsah

1. University EV Labs
2. Výrobce EV Labs
3. Experimentální laboratoře EV

Jak ukazuje tento rychloměr na vozidle Nissan Altima EV, elektrická vozidla nepotřebují tolik benzínu, aby fungovaly efektivně. Kristen Hall-Geisler

Pokud je třeba provést výzkum a provést průlom, má smysl, aby se to stalo v univerzitní laboratoři. Několik univerzit má baterie a EV laboratoře, ale podíváme se na dvě, které ilustrují, co se děje ve školách po celém světě..

University of Massachusetts v Lowell

Univerzita Massachusetts v Lowellu

V kampusu Lowell University of Massachusetts (UMass) pracují profesoři strojního a elektrotechnického průmyslu se studenty Centra pro převod automobilů a energie (EC&EC). Centrum obsahuje pět laboratoří: laboratoř obnovitelných zdrojů energie, laboratoř elektrických automobilů, laboratoř hodnocení baterií, laboratoř výkonové elektroniky a laboratoř pokročilého výzkumu kompozitních materiálů a textilu.

EC&EC v UMass-Lowell pokrývá mnoho témat v těchto pěti laboratořích, od energie používané v bateriích až po odolnost nových designů automobilů, ale centrum se zaměřuje na obnovitelné zdroje energie. Aby byl EV skutečným vozidlem s nulovými emisemi, měl by být také zdroj energie, který dobíjí baterie, čistý. To vedlo středisko k navrhování vylepšených fotovoltaických článků pro solární panely a účinnějších způsobů přeměny větrné energie na elektřinu. Výsledkem této práce jsou produkty, které mohou být použity v průmyslu čisté energie a studenti, kteří mají technické know-how pro práci a inovace v oboru EV, jakmile absolvují.

University of California ve Davisu

Univerzita z Kalifornie v Davisu

Inženýři ve výzkumném středisku Plug-in Hybrid Electric Vehicle (PHEV) ve Davisu v Kalifornii pracují na EV s rozšířeným dosahem. (Pamatujte, že většina standardních EV má pouze dosah přibližně 64 km) za poplatek.) Program funguje na Kalifornské univerzitě v Davisově institutu dopravních studií, který zaměřuje svůj výzkum na spotřebitelské konce PHEV. Tato auta se trochu liší od čistě elektrických vozidel v tom, že mají malý, doplňkový benzínový motor, ale stále mohou dobíjet baterie pomocí standardní zásuvky ve zdi.

Jeden z projektů výzkumného střediska PHEV hodnotil nové nástroje na palubní desce automobilu, které by mohly řidičům poskytovat informace v reálném čase o spotřebě energie, emisích CO2 a další. Inženýři střediska také pracovali na zdokonalení technologií nabíjení a hodnocení nových bateriových technologií, zejména nejnovějších v lithium-iontových článcích. Pracovali také na stanovení nákladů životního cyklu PHEV, včetně výroby, údržby a výdajů na emise.

Čtěte dále a zjistěte, co výrobci automobilů ve svých laboratořích dělají, aby tyto technologie EV přinesli spotřebitelům.

Pokud GM dokáže splnit svůj slib, mohl Chevy Volt do roku 2010 přivést na trh elektromobily. Kristen Hall-Geisler

-

Zatímco univerzity zkoumají elektrická vozidla při hledání potenciálních problémů, včetně problémů se zdroji energie, bateriemi a náklady na životnost, výrobci automobilů také zkoumají technologii EV, aby tyto automobily účinně stavěli a prodávali každodenním řidičům.

Předtím, než může být EV představen veřejnosti, musí být plně testován v laboratoři a na trati. Baterie musí být spolehlivé a bezpečné, vůz musí splňovat spotřebitelské a výrobní standardy a vše musí být dodáno za rozumnou cenu. To je vysoká objednávka, ale téměř každý hlavní výrobce na tom pracuje ve svých laboratořích. Ve skutečnosti jste možná slyšeli o procesu vytváření Chevrolet Volt, elektrického vozidla s dlouhým dosahem (E-REV). Od té doby, co byl GM představen na autosalonu Detroit 2007, GM do tohoto automobilu nalil veškerou svou inženýrskou, designovou a marketingovou sílu.

Většinu koncepčních vozů, které upoutají pozornost na autosalonech, nelze vlastně řídit, a jen málo z nich se dostává do výroby. GM však slíbil, že do roku 2010 dodá Chevy Volt, což posunulo jeho laboratoře na overdrive. Nejprve museli vymyslet bezpečnou a funkční hnací soustavu. Volt bude poháněn lithium-iontovými bateriemi a bude mít malý benzínový motor (nebo motor E85 postavený pro směs ethanolu s benzínem), který bude nabírat baterie a dobíjet baterie po přibližně 64 kilometrech od plně elektrické řízení.

Někdy, i když je společnost velká a produkt důležitý, je snazší, rychlejší a levnější zadávat výzkum a vývoj produktů externě, než znovuobjevit kolo ve vaší vlastní laboratoři. Jako příklad se GM rozhodl získat baterie pro Volt od jiné společnosti. Po hledání měsíců se společnost usadila na lithium-iontových bateriích od společnosti LG.

Ostatní společnosti prostě chtějí ovládat co nejvíce částí a jsou ochotny investovat do laboratoří potřebných k jejich vytvoření. Nissan je jen jeden výrobce automobilů, který má v Japonsku vlastní laboratoř baterií, která v současnosti zkoumá zdroje energie pro budoucí elektrická vozidla a hybridní elektrická vozidla. Inženýři pracují s menšími, prototypovými verzemi plně lithium-iontových autobaterií, aby určili jejich kapacitu pro ukládání energie. Tyto menší prototypy používají k posouzení bezpečnosti různých materiálů používaných k vytvoření elektrických reakcí, které pohánějí auto.

Ne všechny inovativní práce na EV však probíhají ve velkých univerzitních nebo firemních laboratořích. Dále si povíme o několika malých firmách a dobrodružných nadšencích experimentujících v laboratořích a garážích.

Uvnitř elektrického vozidla Chevrolet Volt. Kristen Hall-Geisler

Jim Husted opravuje elektrické vysokozdvižné motory pro bydlení ve své prodejně v Redmondu v Oru. Během opravárenských kol se setkal s Johnem Waylandem, který ve svém volném čase přetahoval závody, které Datsun přeměnil na elektrickou energii. Wayland ukázal Hustedovi dva modifikované vysokozdvižné motory napěchované pod kapotou jeho závodního automobilu, White Zombie.

Husted si myslel, že umí lépe, a tak se vrátil do svého obchodu a pohrával si s motory, dokud nenašel řešení pro Waylandův problém s dvěma motory. Udělal několik úprav zařízení a spojil oba motory dohromady. Motory nyní vážily o 25 liber (11 kg) méně a byly o 7 palců (18 centimetrů) kratší, což přispělo k rychlejšímu sledování dráhy pro Wayland. Výsledné dvoumotorové vozidlo bylo vymalováno fialově a dalo se nazvat Siamese 8.

Husted experimentuje ve svém obchodě od té doby. Vyrábí motory pro rekordní elektrický motocykl KillaCycle a obnovil elektromotor z roku 1910 pro partnerský staletý projekt bezstarostné přepravy s ostatními nadšenci EV [zdroj: Hi-Torque Electric].

Někdy se vynalézavost podnikatele a univerzitní laboratoře spojí, aby vytvořila užitečnou technologii. Systémy A123Systems, jejichž lithium-iontové baterie využívaly doby záznamu s nastavitelnou dobou proudění pro White Zombie i KillaCycle, použily k vytvoření svých baterií nanotechnologie vyvinuté v technologickém institutu Massachusetts. A123Systems má jeden z největších lithium-iontových výzkumných a vývojových týmů v USA. Výzkumné a vývojové týmy pomocí materiálů nanočástic Massachusetts Institute of Technology ve svých vlastních laboratořích vyvinuly baterii, která vydrží více než 10 let zneužívání skutečného světa a stále používají ekologickou technologii.

Bude to dlouho, než auta s benzínovým pohonem trvale opustí naše ulice, ale laboratoře na všech úrovních se snaží přinést spotřebitelům bezpečnou, spolehlivou, rychlou a zábavnou dopravu na elektrický pohon. Díky novinkám v těchto laboratořích může být vaše další auto poháněno solárními panely na vaší střeše.

-

Související články

• Jak elektrická auta fungují
• Jak fungují palivové články
• Jak fungují solární články
• Jak fungují hybridní auta
• Jak funguje ekonomika vodíku
• Elektrický vůz Kvíz

Další skvělé odkazy

• A123Systémy
• Oficiální stránka Chevy Volt
• Národní asociace elektrických závodů s tažením
• University of California v Davis - Plug-In Hybrid Electric Research Research Center
• Univerzita Massachusetts v Lowellu - centrum pro elektrický automobil a přeměnu energie

Prameny

• A132Systems.com. (Přístup k 26. února 2009) http://www.a123systems.com/
• Centrum pro převod elektrických automobilů a energie (EC&EC). University of Massachusetts v Lowell. (Přístup k 18. únoru 2009) http://www.uml.edu/centers/ecec/
• Chevrolet.com. "Chevy Volt: Budoucnost je elektrizující." (Přístup k 26. únoru 2009) http://www.chevrolet.com/electriccar/
• GM Volt. (Přístup k 18. únoru 2009) http://gm-volt.com/
• Hayashi, Tatsuhiko. "Nissan ukazuje uvnitř laboratoře pro autobaterie." Tech-On. (Přístup k 18. únoru 2009) http://techon.nikkeibp.co.jp/english/NEWS_EN/20080822/156726/
• Husted, Jim. Hi-Torque Electric. (Přístup k 18. únoru 2009) http://www.hitorqueelectric.com/
• Kaho, Todde. "Náhled: 2011 Chevy Volt Electric." GreenCar.com. 22. září 2008. (Přístup k 26. únoru 2009) http://www.greencar.com/articles/preview-2011-chevy-volt-electric.php
• Výzkumné středisko hybridních vozidel plug-in. University of California ve Davisu. (Přístup k 18. únoru 2009) http://phev.ucdavis.edu/