Batteribilar

Hur blir framtiden för fordonsindustrin? Definitivt elektrifierande, tack vare utbyggnaden av fordon med elmotorer. Om vi ​​lägger till detta allt mer avancerade autonoma körsystem, så väntar bilindustrin efter många decennier av konservativa förändringar på en teknisk revolution.

När jag sitter fast i trafiken under körning stänger jag ibland tillfälligt av lufttillförseln utifrån. Den kondenserade stanken av avgaser från avgasrören på omgivande bilar blir outhärdlig. Och även om jag tillhör gruppen förare som gillar att höra det aggressiva ljudet från förbränningsmotorn efter att ha tryckt på gaspedalen hårdare, börjar jag i just den här situationen föreställa mig hur vackert det skulle vara om det tröttsamma ljudet från motorerna byttes ut. med salig tystnad, och istället för att kväva avgaser med en träff inne i bilen frisk luft. Men för att göra detta kommer alla bilar som sitter fast i trafiken, inklusive min, att behöva gröna elmotorer under huven.

Inga fler kuriosa

Sådana visioner kan bli verklighet tidigare än vi förväntar oss. I början av 2013 körde cirka 200 personer på vägarna runt om i världen. EV- och PHEV-fordon (hybridfordon med laddningskapacitet för eluttag). Det finns för närvarande över en miljon av dem. Bara i Europa, i 2015, ökade deras försäljning med 48,6% jämfört med föregående år. Det är sant att dessa siffror i samband med global bilförsäljning ännu inte är särskilt imponerande, men Den uppåtgående trenden är tydlig och det är bara en tidsfråga innan proportionerna vänder – elfordon kommer att dominera vägarna i framtiden.

Många faktorer bidrar till deras växande popularitet. För det första ser vi ett stort tekniskt genombrott som förbättrar batterieffektiviteten och sänker deras pris. Lika viktigt är utarmningen av fossila bränsleresurser, stigande kostnader för utvinning och restriktiva regleringar som syftar till att minska koldioxidutsläppen.₂. Standarderna blir hårdare, och även de största biltillverkarna har problem med att uppfylla dem, eftersom den senaste skandalen på Volkswagen som gick så långt som att manipulera kväveoxidutsläpp var väl illustrerad. Detta så kallade mer, detta kan vara början på slutet för dieselmotorer. Vad kommer att ersätta dem? Naturligtvis ekologiska skivor. Detta erkändes indirekt av Volkswagen själv, som övergav utvecklingen av flera konstruktioner av bilar med förbränningsmotorer, och under januari-elektronikmässan i Las Vegas skröt Budd-e - en minibuss med helelektrisk drivning. Bilmässan är en bra barometer på kommande förändringar. Om elfordon fram till nyligen behandlades som en kuriosa där, kan nästan alla tillverkare idag skryta med ett fordon av denna typ.

En av ledarna för den elektriska revolutionen inom bilindustrin är japanska Nissan. Bland de miljontals förare som redan har köpt elfordon valde så många som 200 30 den elektriska Nissan Leaf. I år har koncernen utrustat den med ett nytt batteri med en kapacitet på 250 kWh, vilket enligt tillverkaren har ökat räckvidden till cirka XNUMX km. Leaf har funnits på marknaden i fem år nu, så Nissan förbereder sakta sin efterträdare. Kanske blir det ett spännande koncept som presenterades på Tokyo Motor Show som heter IDS.

Elbilar är futuristiska. Bild: Nissan IDS-koncept (Källa: Nissan)

Den är utrustad med manuella och automatiska körlägen (ratten kan döljas i hytten och ersättas av en stor display) och ett 60 kWh-batteri, som i kombination med utmärkta aerodynamiska egenskaper gör att du kan klara 400 km på en singel. avgift. Ett annat japanskt företag satsar också allt mer på elfordon. Mitsubishi har arbetat med elfordon sedan 60-talet, men precis som sina konkurrenter har man först nyligen ökat sin verksamhet inom detta område. År 2020 kommer elbilar och PHEVs att stå för 20 % av koncernens produktion.

Det universella kombinerade laddningssystemet utvecklades av de tyska företagen Audi, BMW, Daimler, Porsche och Volkswagen i nära samarbete med Ford och General Motors (källa: Audi).

2018 kommer Audis första serietillverkade elfordon baserad på Audi e-tron quattro-konceptet att komma ut på marknaden. Bilen använder kraften från tre elmotorer - en av dem driver framaxeln och de andra två driver bakaxeln. Deras totala effekt är 320 kW. Batterikapaciteten - 95 kWh - ska ge tillräckligt med energi för 500 km körning. Bilen kan laddas med både lik- och växelström, induktionsladdning är också möjlig och soliga dagar tillhandahålls elen dessutom av en solcellsinstallation monterad på taket.

Amerikanska företag kommer inte heller att täcka päronen med aska. År 2020 kommer Ford att investera ytterligare 4,5 miljarder dollar i utveckling av elfordon och introducera tretton nya elfordonsmodeller. På bilmässan i Detroit i januari visade Chevrolet upp en ny version av elbilen Bolt, vars räckvidd utökades till 320 km.

Men för att vara rättvis måste det sägas De flesta av de stora fordonsproblemen har länge närmat sig elfordon utan övertygelse, och det är bara de nya rikedomarna i fyrhjulsvärlden som Google och Tesla som har provocerat dem till handling. Särskilt den sistnämnda, skapad och ledd av Elon Musk, en visionär och uppfinnare med miljarder dollar tillgodo, bidrog till elbilsboomen. Musk är kompromisslös, ointresserad av hybridfordon och har konsekvent utvecklat elektriska enheter, som han ser som framtiden för fordonsindustrin. "Om några år kommer folk att se på förbränningsfordon som vi ser på ångmotorer. De kommer att säga med känslor: det var fantastiska tider, men de är borta och kommer aldrig tillbaka, säger hon med övertygelse. Han byggde Tesla från grunden utan extra kapacitet för stora företag. Det tog honom bara tio år att designa, tillverka och sälja relativt stabila bilar som inte bara är helt miljövänliga, utan som nästan inte på något sätt är sämre än konkurrenter med förbränningsmotorer när det gäller deras prestanda. Musks flaggskeppsprodukt, Tesla Model S, är vacker, snabb och dess batterier tar inte slut efter 100 miles, vilket gör att du kan resa mer än fyra gånger så lång. Förra året fick Model S en lillebror, men storebror är sportcrossovern Model X. I mars 2016 ska Tesla visa en prototyp av Model 3, vilket borde bli ett genombrott för märket, främst för att den kommer att bli betydligt billigare än sina föregångare. Priset, som bör börja från 35 tusen. dollar är dock fortfarande ett oöverkomligt belopp för de flesta fyrhjulingar. Och detta är det största problemet med moderna elfordon: de är ekonomiska att köra, men väldigt dyra när man tänker på inköpspriset.

Teslas senaste skapelse är Model X sportcrossover (källa: Tesla Motors).

Problem med batterier

Få människor vet att elmotorer skapades mycket tidigare än deras förbränningskonkurrenter. Enligt vissa rapporter designades den första elbilen av ungraren Anjos Jedlik redan 1828. Den holländska professorn Sibrandus Strating Groningens och den amerikanske smeden Thomas Davenports uppfinningar, som är helt oberoende av varandra, är något bättre dokumenterade i mitten av 30-talet Elektricitet. Förbränningsmotorn utvecklades inte förrän 1885, men tre decennier senare dominerade den marknaden. Batterier är akilleshälen för elektriska enheter - ineffektiva, dyra att tillverka, förhindrar snabbladdning och långväga resor. Elbilarna utrustade med dem hade ingen chans mot den billiga och oförstörbara Ford T. Det tog nästan hundra år för tekniska framsteg att pressa ut mer energi ur litiumjonbatterier.

Framstegen är stora, men fortfarande inte tillräckligt. Produktionskostnaden för ett litiumjonbatteri är fortfarande mycket hög: från 250 PLN till nästan 1 PLN. hål. för 1 kWh. Batteriet i sig kan alltså stå för upp till 50-60% av kostnaden för en bil. Som ett resultat av detta kostar elbilar fortfarande i genomsnitt 30-40 % mer än sina ICE-motsvarigheter, och i slutändan, trots lägre driftskostnader, är en elbil inte billigare än konventionella fordon.

För att göra saken värre är batterier inte bara fruktansvärt dyra, utan minskar också räckvidden för elfordon avsevärt. Visserligen har den hundra kilometer långa barriären redan övervunnits, tack vare vilken det har blivit realistiskt att övervinna korta avstånd i staden, men att resa till en längre väg med en elbil är en svår logistisk uppgift, och i regioner där det inte finns några laddstationer blir det omöjligt. Batteriets prestanda påverkas också av väderfaktorer, både värme och kraftig frost skadar dem. När bilen åldras minskar batteriets kapacitet och därmed räckvidden. Dessutom laddas litiumjonbatterier mycket långsamt. Vid användning av ett klassiskt eluttag tar detta 6-10 timmar. En CHAdeMO eller CCS Combo 2 snabbladdare skär ner detta till 30-40 minuter, men det är fortfarande en hemsk tid jämfört med att tanka bensin eller diesel.

Gröna bilar parkerar gratis

Den långa listan av problem som elfordonsanvändare möter kan vara skrämmande, även för de förare som är mycket miljömedvetna. Man bör dock komma ihåg att dessa är tekniska begränsningar och deras betydelse kommer att minska med utvecklingen av modern teknik. Vi måste successivt inse fördelarna med denna typ av körning. Och det finns en hel del av dem. Principen för driften av en elbil är mycket enkel: elektriciteten som lagras i batterierna överförs till en AC-motor som driver hjulen. En motor som en bildrift är mycket effektivare än en förbränningsmotor eftersom den når sitt högsta vridmoment nästan omedelbart, vilket leder till hög kördynamik och eliminerar kopplingen, och vanligtvis växellådan. Att ladda batterier är ojämförligt billigare än att tanka på bensinstationer. En ny Segment B-bil med dieselmotor förbrukar cirka 100 liter diesel per 5 km. Med ett bränslepris på 4 PLN per liter kommer detta att kosta oss cirka 20 PLN. Under tiden kommer en elbil att använda flera kilowattimmar energi för att klara samma sträcka, så bara 7-8 PLN kommer att finnas kvar från vår plånbok. Dessutom är kostnaden för att underhålla en elbil lägre eftersom den inte behöver byta olja, tändstift eller luftfilter med jämna mellanrum. Att köra även på längre sträckor är inte tröttsamt – bilen rör sig nästan tyst, och batterierna placerade i golvet sänker fordonets tyngdpunkt avsevärt, vilket ger föraren bättre kontroll över fordonet.

I många länder kan miljöbilsägare räkna med olika incitament och ekonomiska incitament. Till exempel i Norge är elbilar befriade från moms och vägskatt, de kan köra i bussfiler, deras ägare betalar inte för parkering, vägtullar eller färjetrafik. Som ett resultat är nästan var tredje personbil som säljs i Norge utrustad med en elektrisk drivning. Elfordon får ett försprång främst för att deras negativa miljöpåverkan är minimal, främst på grund av noll CO-utsläpp.₂, oxider av kol och kväve och sot. I detta sammanhang det är dock värt att uppmärksamma varifrån elen som driver miljöbilarna kommer. I Polen är dess främsta källa till exempel kol - som ett resultat, när vi kör en bil laddad med ett konventionellt elnät, bidrar vi fortfarande till miljöföroreningar, om än indirekt. Problemet med kassering av använda batterier förblir också olöst.

Väntar på ett genombrott

Hur som helst ser framtiden för elfordon ganska ljus ut. Detta bevisas av det växande antalet snabbladdare som dyker upp på bensinstationer, stormarknader, köpcentra och bostadskomplex. Det finns fortfarande för få av dem i förhållande till behoven, men situationen förbättras stadigt, åtminstone i de rikaste länderna (tyvärr är sådana laddare fortfarande exotiska i Polen). Till exempel finns det 10 353 CHAdeMOs som är verksamma över hela världen, varav 5960 2755 1530 är i Japan, 108 590 70 är i Europa, 38 är i Nordamerika och 5 är i andra regioner. Tesla utökar intensivt sitt nätverk av kraftfulla laddstationer, utan att se tillbaka och utan att vänta på statliga subventioner (det har redan cirka XNUMX, mestadels i USA). Elon Musk har också för avsikt att minska kostnaden för batterierna som driver hans fordon med så mycket som $XNUMX, till $XNUMX. per kilowattimme. Nyckeln till framgång måste byggas till en kostnad av XNUMX miljarder dollar. toppmodern fabrik i Nevada, den så kallade Gigafactory. Celler blir billigare, men också mer tekniskt avancerade. Tesla har för avsikt att använda en effektivare kobolt-aluminium (NCA) katod i kombination med en kiselbaserad anod och syntetisk grafen.

Ett induktionsladdningssystem för elfordon utvecklat av Volvo (källa: Volvo).

Andra företag arbetar också med att förbättra batteriegenskaperna. Det tyska företaget Kreisel Electric introducerade nyligen ett bilkraftsystem baserat på ett 85 kWh-batteri som ger en räckvidd på 300 km och laddar upp till 18 % av den nominella kapaciteten på bara 80 minuter. Induktiv laddningsteknik utvecklas också. Stanna bara bilen på den angivna platsen och batteriet börjar laddas automatiskt. En induktionsspole i en laddstation kommer att skapa ett växlande elektromagnetiskt fält, och en liknande spole i en mobil enhet kommer att ta energi från detta fält och förvandla det till en elektrisk ström som lagras i ett batteri. Enkelt och bekvämt.

Det är dock möjligt att litiumjonbatterier är en återvändsgränd, och den verkliga revolutionen börjar först när ett helt annat, innovativt material används för att producera celler, såsom grafen, ett material med utmärkta supraledande egenskaper, bestående av en ett enda lager av kolatomer. De första experimentella grafencellerna har redan utvecklats som gör att ett elbilsbatteri kan laddas helt på mindre än en minut, är biologiskt nedbrytbara och ger mycket längre livslängd och effektivitet än för närvarande tillverkade batterier!

Elfordonstävling - Hydrogen Drive (källa: Toyota).

Men om elfordon dominerar marknaden bör den tekniska utvecklingen på detta område accelerera avsevärt. De har stark konkurrens på sin sida som är lika innovativ och ekologisk, om inte mer så. Jag menar vätgasbilar, som använder bränsleceller där väte kombineras med syre. De första produktionsbilarna med en sådan drivning finns redan på våra vägar (Hyundai ix35 Fuel Cell och Toyota Mirai).

Vilken utvecklingsväg kommer fordonsföretagen så småningom att välja? Vi vet inte detta än, men vi kan vara säkra på en sak - den närmaste framtiden i världen av fyra hjul har inte lovat att bli så spännande och intressant på länge.

El att se upp för

Tesla Model S

Detta är utan tvekan en riktig stjärna bland elfordon. Karossen på Model S är stiliserad som en sportcoupé och är helt gjord av aluminium. Eftersom batteripaketet är placerat under golvet, och motorerna är placerade direkt på hjulens axlar, har bilen två bagageutrymmen (istället för den vanliga bakluckan kan två extra barnstolar placeras).

Kvaliteten på inredningsmaterial och deras överensstämmelse är den högsta billigan. Mycket imponerande är också multimediaplattan på 17 tum, placerad i mitten av instrumentbrädan, med vilken vi styr alla system som bilen är utrustad med. Den intelligenta luftfjädringen sänker höjden på fordonet vid höga hastigheter, till exempel vid motorvägskörning, och ökar därmed räckvidden. Och detta, beroende på version, sträcker sig från 370 km (70 kWh batteri) till 440 km (modell 85D). Den senaste uppgraderade versionen av P90D klarar hastigheter upp till 100 km/h. på bara 3,3 sekunder. Sådana mirakel kostar tyvärr pengar. Tesla Model S priser börjar på 54 138 och slutar på XNUMX XNUMX. dollar.

BMW i3

i3 är företagets första elbil från München. Dess silhuett är något futuristisk, liksom den rymliga och utarbetade interiören. Ett intressant faktum är avsaknaden av en B-stolpe, vilket gör att bakdörrarna öppnas i motsatt riktning än i traditionella bilar. I3:an driver en elmotor på 170 hk. och ett vridmoment på 250 Nm, vilket katapulerar bilen till hundra på bara 7 sekunder av gaspedalen. Energin som lagras i batterier med en kapacitet på 22 kWh gör att du kan resa från 130 till 160 km på en enda laddning. i3 utvärderar intelligent batterianvändning baserat på nuvarande väglag och din personliga körstil. Att ladda genom ett vanligt hushållsuttag tar cirka 10 timmar, medan vi använder CCS-kontakten bara behöver cirka 30 minuter. Pris: från 146 tusen. zloty

Nissan Leaf

Nissan Leaf är en elbilsklassiker. Även om maskinen inte är imponerande i sin skönhet är den bekväm och välgjord, och motorn på 109 hk, som det anstår en eldrift, har 254 Nm i vridmoment tillgängligt efter start. Räckvidden för en bil med 24 kWh batteri bör närma sig 190 km. Men under vinterförhållanden, när jag testade Leaf, var det bästa resultatet cirka 120 km. Ett nytt batteripaket som är tillgängligt i år med 30 kWh energi bör tillåta oss att köra ytterligare 50 km. Interiören i Leaf är snyggt och modernt utförd, ger gott om plats för förare och passagerare, sätena är uppvärmda både fram och bak, värmaren sitter även i ratten. CHAdeMO snabbladdare låter dig ladda batterier upp till 80 % på 30 minuter. – Laddning från ett vanligt 230 V-uttag tar cirka 10 timmar. Pris: från 128 tusen. zloty.

Chevrolet Bolt EV

Den tidigare Bolt-elbilen sålde runt 100 200 exemplar. kopior. Så det är inte förvånande att amerikanerna följde efter och i början av detta år visade en ny version av denna populära "elektriker". Han kan gillas på många sätt. Ögat attraheras av en smal och elegant siluett med strömlinjeformade former, vilket ger en låg luftmotståndskoefficient. En 360 hk motor som utvecklar 60 Nm vridmoment matar ett XNUMX kWh batteripaket.

Således kan den verkliga räckvidden nå 300 km, vilket är ett utmärkt resultat. Konventionella laddare fyller på batteriet på cirka 9 timmar och CCS Combo på 45-60 minuter. (upp till 80%). Inuti hittar du en stor pekskärm som kan styras med personliga widgets. Tekniska innovationer inkluderar ett miljöövervakningssystem och en backspegel som kan ersättas med en backkameradisplay. Lägg till allt detta ett attraktivt pris (ca 30-35 tusen dollar för grundversionen) och vi har ett recept på en hit "grön bil".