Test drive QUANT 48VOLT: επανάσταση στην αυτοκινητοβιομηχανία ή ...
760 h.p. και η επιτάχυνση σε 2,4 δευτερόλεπτα δείχνει τις δυνατότητες του συσσωρευτή
Χάθηκε στις σκιές του Elon Musk και του Tesla του, αλλά η τεχνολογία Nuncio La Vecchio και της ομάδας του, που χρησιμοποιείται από την ερευνητική εταιρεία nanoFlowcell, θα μπορούσε πραγματικά να φέρει επανάσταση στην αυτοκινητοβιομηχανία. Η τελευταία δημιουργία από την ελβετική εταιρεία είναι το στούντιο QUANT 48VOLT, το οποίο ακολουθεί το μικρότερο QUANTINO 48VOLT και αρκετά προηγούμενα πρωτότυπα μοντέλα όπως το QUANT F που δεν χρησιμοποιούσαν ακόμη τεχνολογία 48 volt.
Παραμένοντας στο λυκόφως της αναταραχής της αυτοκινητοβιομηχανίας τα τελευταία χρόνια, η NanoFlowcell αποφασίζει να ανακατευθύνει τις δυνατότητες ανάπτυξής της και να αναπτύξει την τεχνολογία των λεγόμενων στιγμιαίων μπαταριών, οι οποίες στη δουλειά τους δεν έχουν καμία σχέση με υδρίδιο νικελίου-μετάλλου και ιόντων λιθίου. Ωστόσο, μια πιο προσεκτική εξέταση του στούντιο QUANT 48VOLT θα αποκαλύψει μοναδικές τεχνολογικές λύσεις - όχι μόνο όσον αφορά τον προαναφερθέντα τρόπο παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, αλλά και το συνολικό κύκλωμα 48V με πολυφασικούς ηλεκτρικούς κινητήρες με πηνία αλουμινίου ενσωματωμένες στους τροχούς και συνολική ισχύς 760 ίππων. Φυσικά, προκύπτουν πολλά ερωτήματα.
Μπαταρίες ροής - τι είναι;
Ορισμένες ερευνητικές εταιρείες και ινστιτούτα, όπως η Fraunhofer στη Γερμανία, αναπτύσσουν μπαταρίες για ηλεκτρικό ρεύμα για περισσότερα από δέκα χρόνια.
Πρόκειται για μπαταρίες, ή μάλλον στοιχεία παρόμοια με τα καύσιμα, τα οποία είναι γεμάτα με υγρό, όπως το καύσιμο χύνεται σε ένα αυτοκίνητο με βενζινοκινητήρα ή πετρελαιοκινητήρα. Στην πραγματικότητα, η ιδέα μιας επαναφορτιζόμενης ή επονομαζόμενης επαναφορτιζόμενης μπαταρίας δεν είναι δύσκολη και το πρώτο δίπλωμα ευρεσιτεχνίας στον τομέα αυτό χρονολογείται από το 1949. Κάθε ένας από τους δύο χώρους κυττάρων, διαχωρισμένος από μια μεμβράνη (παρόμοια με τα στοιχεία καυσίμου), συνδέεται με μια δεξαμενή που περιέχει έναν συγκεκριμένο ηλεκτρολύτη. Λόγω της τάσης των ουσιών να αντιδρούν χημικά μεταξύ τους, τα πρωτόνια κινούνται από τον έναν ηλεκτρολύτη στον άλλο μέσω της μεμβράνης και τα ηλεκτρόνια κατευθύνονται μέσω ενός καταναλωτή ρεύματος συνδεδεμένου με τα δύο μέρη, ως αποτέλεσμα του οποίου ρέει ένα ηλεκτρικό ρεύμα. Μετά από ένα ορισμένο χρονικό διάστημα, δύο δεξαμενές αποστραγγίζονται και γεμίζονται με φρέσκο ηλεκτρολύτη και το χρησιμοποιημένο "ανακυκλώνεται" στους σταθμούς φόρτισης. Το σύστημα λειτουργεί με αντλίες.
Αν και όλα αυτά φαίνονται υπέροχα, δυστυχώς εξακολουθούν να υπάρχουν πολλά εμπόδια στην πρακτική χρήση αυτού του τύπου μπαταρίας σε αυτοκίνητα. Η ενεργειακή πυκνότητα μιας μπαταρίας οξειδοαναγωγής ηλεκτρολύτη βαναδίου κυμαίνεται από 30-50 Wh ανά λίτρο, η οποία είναι περίπου η ίδια με μια μπαταρία μολύβδου οξέος. Σε αυτήν την περίπτωση, για να αποθηκεύσετε την ίδια ποσότητα ενέργειας όπως σε μια σύγχρονη μπαταρία ιόντων λιθίου χωρητικότητας 20 kWh, στο ίδιο τεχνολογικό επίπεδο μιας μπαταρίας redox, θα απαιτηθούν 500 λίτρα ηλεκτρολύτη. Σε εργαστηριακές συνθήκες, οι λεγόμενες μπαταρίες πολυαμιδίου-βρωμιούχου βαναδίου επιτυγχάνουν ενεργειακή πυκνότητα 90 Wh ανά λίτρο.
Δεν απαιτούνται εξωτικά υλικά για την παραγωγή συσσωρευτών redox. Δεν απαιτούνται ακριβοί καταλύτες όπως πλατίνα που χρησιμοποιούνται σε κυψέλες καυσίμου ή πολυμερή όπως μπαταρίες ιόντων λιθίου. Το υψηλό κόστος των εργαστηριακών συστημάτων εξηγείται μόνο από το γεγονός ότι είναι μοναδικά και κατασκευάζονται με το χέρι. Όσον αφορά την ασφάλεια, δεν υπάρχει κίνδυνος. Όταν αναμιγνύονται δύο ηλεκτρολύτες, εμφανίζεται ένα χημικό "βραχυκύκλωμα", στο οποίο η θερμότητα απελευθερώνεται και η θερμοκρασία αυξάνεται, αλλά παραμένει σε ασφαλείς τιμές και δεν συμβαίνει τίποτα άλλο. Φυσικά, ορισμένα υγρά δεν είναι ασφαλή, αλλά και η βενζίνη και το ντίζελ.
Επαναστατική τεχνολογία nanoFlowcell
Μετά από χρόνια έρευνας, η nanoFlowcell ανέπτυξε μια τεχνολογία που δεν επαναχρησιμοποιεί τους ηλεκτρολύτες. Η εταιρεία δεν δίνει λεπτομέρειες για τις χημικές διεργασίες, αλλά το γεγονός είναι ότι η ειδική ενέργεια του συστήματος διιόντων τους φτάνει τα απίστευτα 600 W/l και έτσι καθιστά δυνατή την παροχή τέτοιας τεράστιας ισχύος στους ηλεκτροκινητήρες. Για να γίνει αυτό, έξι κυψέλες με τάση 48 βολτ συνδέονται παράλληλα, ικανές να παρέχουν ηλεκτρική ενέργεια σε ένα σύστημα χωρητικότητας 760 ίππων. Αυτή η τεχνολογία χρησιμοποιεί μια μεμβράνη που βασίζεται στη νανοτεχνολογία που αναπτύχθηκε από το nanoFlowcell για να παρέχει μια μεγάλη επιφάνεια επαφής και να επιτρέπει την αντικατάσταση μεγάλων ποσοτήτων ηλεκτρολύτη σε σύντομο χρονικό διάστημα. Στο μέλλον, αυτό θα επιτρέψει επίσης την επεξεργασία διαλυμάτων ηλεκτρολυτών με υψηλότερη συγκέντρωση ενέργειας. Δεδομένου ότι το σύστημα δεν χρησιμοποιεί υψηλή τάση όπως πριν, οι πυκνωτές buffer εξαλείφονται - τα νέα στοιχεία τροφοδοτούν απευθείας τους ηλεκτροκινητήρες και έχουν μεγάλη ισχύ εξόδου. Το QUANT διαθέτει επίσης μια αποτελεσματική λειτουργία όπου ορισμένες από τις κυψέλες είναι απενεργοποιημένες και η ισχύς μειώνεται στο όνομα της απόδοσης. Ωστόσο, όταν απαιτείται ισχύς, είναι διαθέσιμη - λόγω της τεράστιας ροπής των 2000 Nm ανά τροχό (μόνο 8000 Nm σύμφωνα με την εταιρεία), η επιτάχυνση στα 100 km/h διαρκεί 2,4 δευτερόλεπτα και η τελική ταχύτητα περιορίζεται ηλεκτρονικά στα 300 χλμ. / h Για τέτοιες παραμέτρους, είναι πολύ φυσικό να μην χρησιμοποιείτε κιβώτιο ταχυτήτων - τέσσερις ηλεκτροκινητήρες 140 kW είναι ενσωματωμένοι απευθείας στις πλήμνες των τροχών.
Επαναστατικά εκ φύσεως ηλεκτρικοί κινητήρες
Ένα μικρό θαύμα της τεχνολογίας είναι οι ίδιοι οι ηλεκτροκινητήρες. Επειδή λειτουργούν σε εξαιρετικά χαμηλή τάση 48 βολτ, δεν είναι 3φασικά, αλλά 45φασικά! Αντί για πηνία χαλκού, χρησιμοποιούν μια δομή πλέγματος αλουμινίου για να μειώσουν τον όγκο - κάτι που είναι ιδιαίτερα σημαντικό δεδομένων των τεράστιων ρευμάτων. Σύμφωνα με την απλή φυσική, με ισχύ 140 kW ανά ηλεκτροκινητήρα και τάση 48 βολτ, το ρεύμα που διαρρέει από αυτόν θα πρέπει να είναι 2900 αμπέρ. Δεν είναι τυχαίο ότι το nanoFlowcell ανακοινώνει τιμές XNUMXA για ολόκληρο το σύστημα. Από αυτή την άποψη, οι νόμοι των μεγάλων αριθμών λειτουργούν πραγματικά εδώ. Η εταιρεία δεν αποκαλύπτει ποια συστήματα χρησιμοποιούνται για τη μετάδοση τέτοιων ρευμάτων. Ωστόσο, το πλεονέκτημα της χαμηλής τάσης είναι ότι δεν απαιτούνται συστήματα προστασίας υψηλής τάσης, μειώνοντας το κόστος του προϊόντος. Επιτρέπει επίσης τη χρήση φθηνότερων MOSFET (Transistors Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors) αντί των πιο ακριβών HV IGBT (High Voltage Insulated Gate Bipolar Transistors).
Ούτε οι ηλεκτρικοί κινητήρες ούτε το σύστημα πρέπει να κινούνται αργά μετά από αρκετές δυναμικές επιταχύνσεις ψύξης.
Οι μεγάλες δεξαμενές έχουν όγκο 2 x 250 λίτρα και, σύμφωνα με το nanoFlowcell, τα κύτταρα με θερμοκρασία λειτουργίας περίπου 96 βαθμούς είναι 90% αποτελεσματικά. Είναι ενσωματωμένα στη σήραγγα στη δομή του δαπέδου και συμβάλλουν στο χαμηλό κέντρο βάρους του οχήματος. Κατά τη λειτουργία, το αυτοκίνητο εκπέμπει πιτσιλιές νερού και τα άλατα από τον εξαντλημένο ηλεκτρολύτη συλλέγονται σε ειδικό φίλτρο και διαχωρίζονται κάθε 10 χλμ. Ωστόσο, δεν είναι σαφές από το επίσημο δελτίο τύπου σε 000 σελίδες πόσο καταναλώνει το αυτοκίνητο ανά 40 χλμ., Και υπάρχουν προφανώς ασαφείς πληροφορίες. Η εταιρεία ισχυρίζεται ότι ένα λίτρο bi-ION κοστίζει 100 ευρώ. Για δεξαμενές με όγκο 0,10 x 2 λίτρα και εκτιμώμενη χιλιομετρική απόσταση 250 χιλιομέτρων, αυτό σημαίνει 1000 λίτρα ανά 50 χιλιόμετρα, κάτι που είναι και πάλι πλεονεκτικό σε σχέση με τις τιμές των καυσίμων (ένα ξεχωριστό ζήτημα βάρους). Ωστόσο, η δηλωμένη χωρητικότητα συστήματος 100 kWh, που αντιστοιχεί σε 300 kWh / l, σημαίνει κατανάλωση 600 kWh ανά 30 km, που είναι πολύ. Το μικρότερο Quantino, για παράδειγμα, έχει δεξαμενές 100 x 2 λίτρων που παραδίδουν (σύμφωνα με πληροφορίες) μόλις 95 kWh (πιθανώς 15?), Ενώ η απαιτούμενη χιλιομετρική απόσταση είναι 115 χλμ ενώ καταναλώνει 1000 kWh ανά 14 χλμ. Αυτές είναι προφανείς ασυνέπειες ...
Εκτός αυτού, τόσο η τεχνολογία κίνησης όσο και ο σχεδιασμός του αυτοκινήτου είναι εκπληκτικά, το οποίο από μόνο του είναι μοναδικό για μια νεοσύστατη εταιρεία. Το διαστημικό πλαίσιο και τα υλικά από τα οποία κατασκευάζεται το σώμα είναι επίσης υψηλής τεχνολογίας. Αλλά αυτό φαίνεται ήδη υπό όρους στο πλαίσιο ενός τέτοιου δίσκου. Εξίσου σημαντικό, το όχημα έχει πιστοποίηση TUV για οδήγηση στο γερμανικό οδικό δίκτυο και έτοιμο για σειριακή παραγωγή. Τι πρέπει να ξεκινήσει στην Ελβετία τον επόμενο χρόνο.
Κείμενο: Georgy Kolev
Σπίτι " άρθρα " Κενά » QUANT 48VOLT: επανάσταση στην αυτοκινητοβιομηχανία ή ...
