Många avancerade teknologier förändrar våra liv varje dag. Tillkomsten och tillväxten avElfordon (EV)är ett viktigt exempel på hur mycket dessa förändringar kan betyda för vårt affärsliv - och för våra privata liv.
Teknologiska framsteg och miljömässigt regulatoriskt tryck på fordon med förbränningsmotorer (ICE) driver det växande intresset för elbilsmarknaden. Många etablerade biltillverkare introducerar nya EV-modeller, tillsammans med nya nystartade företag som kommer in på marknaden. Med urvalet av märken och modeller som är tillgängliga idag, och många fler kommer, är möjligheten att vi alla kan köra elbilar i framtiden närmare verkligheten än någonsin.
Tekniken som driver dagens elbilar kräver många förändringar från hur traditionella fordon har tillverkats. Processen att bygga elbilar kräver nästan lika mycket designhänsyn som själva fordonets estetik. Det inkluderar en stationär linje med robotar som är speciellt designade för EV-applikationer - såväl som flexibla produktionslinjer med mobila robotar som kan flyttas in och ut vid olika punkter på linjen efter behov.
I det här numret kommer vi att undersöka vilka förändringar som behövs för att effektivt designa och tillverka elbilar idag. Vi kommer att prata om hur processer och produktionsprocedurer skiljer sig från de som används för att tillverka gasdrivna fordon.
Design, komponenter och tillverkningsprocesser
Även om utvecklingen av elbilen eftersträvades kraftfullt av forskare och tillverkare i början av 1900-talet, stannade intresset av på grund av billigare massproducerade bensindrivna fordon. Forskningen avtog från 1920 till början av 1960-talet när miljöfrågor om föroreningar och rädslan för att utarma naturresurser skapade behovet av en mer miljövänlig metod för personlig transport.
EV-laddningdesign
Dagens elbilar skiljer sig mycket från bensindrivna ICE-fordon (förbränningsmotor). Den nya rasen av elbilar har gynnats av en rad misslyckade försök att designa och bygga elfordon med traditionella produktionsmetoder som använts av tillverkare i årtionden.
Det finns många skillnader i hur elbilar tillverkas jämfört med ICE-fordon. Fokus var tidigare på att skydda motorn, men detta fokus har nu flyttats till att skydda batterierna vid tillverkning av en elbil. Fordonsdesigners och ingenjörer omprövar helt och hållet designen av elbilar, samt skapar nya produktions- och monteringsmetoder för att bygga dem. De designar nu en elbil från grunden med stor hänsyn till aerodynamik, vikt och annan energieffektivitet.
An elbilsbatteri (EVB)är standardbeteckningen för batterier som används för att driva elmotorer av alla typer av elbilar. I de flesta fall är dessa uppladdningsbara litiumjonbatterier som är speciellt utformade för en hög amperetimmars (eller kilowattimmar) kapacitet. Uppladdningsbara batterier av litiumionteknik är plasthöljen som innehåller metallanoder och katoder. Litiumjonbatterier använder polymerelektrolyt istället för flytande elektrolyt. Halvfasta (gel)polymerer med hög konduktivitet bildar denna elektrolyt.
Litium-jonEV batterierär djupgående batterier designade för att ge kraft under långa tidsperioder. Litiumjonbatterierna är mindre och lättare, de är önskvärda eftersom de minskar fordonets vikt och därför förbättrar dess prestanda.
Dessa batterier ger högre specifik energi än andra typer av litiumbatterier. De används vanligtvis i applikationer där vikten är en kritisk egenskap, såsom mobila enheter, radiostyrda flygplan och, nu, elbilar. Ett typiskt litiumjonbatteri kan lagra 150 wattimmar elektricitet i ett batteri som väger cirka 1 kilogram.
Under de senaste två decennierna har framstegen inom litiumjonbatteriteknik drivits av krav från bärbar elektronik, bärbara datorer, mobiltelefoner, elverktyg och mer. Elbilsindustrin har skördat frukterna av dessa framsteg både vad gäller prestanda och energitäthet. Till skillnad från andra batterikemier kan litiumjonbatterier laddas ur och laddas dagligen och vid vilken laddningsnivå som helst.
Det finns teknologier som stödjer skapandet av andra typer av lättare, pålitliga och kostnadseffektiva batterier – och forskning fortsätter att minska antalet batterier som behövs för dagens elbilar. Batterier som lagrar energi och driver elmotorerna har utvecklats till en egen teknik och förändras nästan varje dag.
Dragsystem
Elbilar har elmotorer, även kallade drag- eller framdrivningssystemet - och har metall- och plastdelar som aldrig behöver smörjas. Systemet omvandlar elektrisk energi från batteriet och överför den till drivlinan.
Elbilar kan utformas med två- eller fyrhjulsdrift, med antingen två respektive fyra elmotorer. Både likströmsmotorer (DC) och växelströmsmotorer (AC) används i dessa drag- eller framdrivningssystem för elbilar. AC-motorer är för närvarande mer populära, eftersom de inte använder borstar och kräver mindre underhåll.
EV-kontroller
EV-motorer inkluderar också en sofistikerad elektronikstyrenhet. Denna styrenhet innehåller elektronikpaketet som fungerar mellan batterierna och elmotorn för att kontrollera fordonets hastighet och acceleration, ungefär som en förgasare gör i ett bensindrivet fordon. Dessa inbyggda datorsystem startar inte bara bilen utan driver också dörrar, fönster, luftkonditionering, däcktrycksövervakningssystem, underhållningssystem och många andra funktioner som är gemensamma för alla bilar.
EV-bromsar
Alla typer av bromsar kan användas på elbilar, men regenerativa bromssystem är att föredra i elfordon. Regenerativ bromsning är en process genom vilken motorn används som en generator för att ladda batterierna när fordonet saktar ner. Dessa bromssystem återfångar en del av den energi som förloras under bromsning och kanaliserar den tillbaka till batterisystemet.
Under regenerativ bromsning omvandlas en del av den kinetiska energin som normalt absorberas av bromsarna och omvandlas till värme till elektricitet av styrenheten - och används för att ladda batterierna. Regenerativ bromsning ökar inte bara räckvidden för ett elfordon med 5 till 10 %, utan det har också visat sig minska bromsslitaget och minska underhållskostnaderna.
EV laddare
Två typer av laddare behövs. En laddare i full storlek för installation i ett garage behövs för att ladda elbilar över natten, samt en bärbar laddare. Bärbara laddare blir snabbt standardutrustning från många tillverkare. Dessa laddare förvaras i bagageutrymmet så att elbilarnas batterier kan laddas helt eller delvis under en lång resa eller i en nödsituation som ett strömavbrott. I ett framtida nummer kommer vi att närmare detaljera vilka typer avLaddningsstationer för elbilarsom nivå 1, nivå 2 och trådlöst.
Posttid: 2024-20-20