Bir elektrikli SUV ile birlikte yeni bir elektrikli elektrikli kamyon geliştirilme aşamasındadır. Richard Truesdell / Wikimedia Commons, CC BY-SA
Elektrikli araçlar - özellikle, Tesla Model 3 - ABD pazarına hakim olmak Premium sedanlar için, ancak en yoğun otomotiv kategorisi, Içeren SUV ve kamyonet.
Bunun en önemli nedeni ekonomidir, ancak fiziğin de yapması gereken çok şey var: Daha büyük, daha ağır, daha az aerodinamik elektrikli araçlar onları beslemek için daha büyük, daha ağır ve daha pahalı pillere ihtiyaç duyar. Araştırmamız baktı enerji gerekli otomobilleri ve kamyonları yol boyunca hareket ettirmek ve güç kullanımını etkileyen önemli faktörleri tespit etmek.
Biz geliştirdik uygulaması Bir elektrikli aracın belli bir sürüş menzili için uçağa ne kadar enerji taşıması gerektiği konusunda tahminlerde bulunabilir. Bu, tüketicilerin araçlarının ne kadar büyük bir ihtiyaç duyacağına karar vermelerini sağlar. Uygulama, salonlar, kamyonet ve SUV'ler arasındaki enerji tüketimi farkını karşılaştırabilir. Tesla'nın Model 3'i ve Model Y geçiti SUV aynı pil takımını kullanacaktırBu nedenle uygulamamız, tüketicilerin sedan ve SUV arasındaki sürüş mesafesindeki farkı karşılaştırmasını sağlıyor.
Elektrikli araçlar nasıl çalışır?
Bir arabayı düz bir yolda hareket ettirme çabasına direnen üç güç vardır: rüzgar direnci, yoldan sürtünme ve atalet. Ağırlığı, boyutları ve şekli de dahil olmak üzere bir aracın tasarımının özelliklerini kullanarak, aracın çalışmaya başlamasını ve hareket etmesini sağlamak için gereken enerjiyi hesaplayabiliriz. Oradan, aracın ne kadar süre boyunca belirli bir hızda seyahat edebileceğini belirleyebilir ve akülerini şarj etmeden önce ne kadar ileri gidebileceğini tahmin edebiliriz.
Aracın gerçek menzili, otoyolda hareket etmek veya şehir içinde sürmek gibi tam sürüş senaryosuna bağlı olarak büyük ölçüde değişebilir. ABD Çevre Koruma Ajansı, farklı koşullar için bir dizi standart sürücü profili sunar (şehir, otoyol veya bir kombinasyon gibi) Her biri arabanın hareket ettiği hızı belirtir. EPA ayrıca bir yayınlar sertifika raporu Pil paketi boyutu ve belirli bir aracın menzili dahil birçok özellik sağlar. Bu, farklı arabaları, SUV'ları ve kamyonları karşılaştırdığımız tutarlı bir veri kümesi sağlar.
Halen geliştirilmekte olan Rivian'ın SUV prototipi.
Bu tür hesaplamalar gazla çalışan araçlar için ortaktır. Elektrikli otomobillerde ayrıca şu faktörlere ek bir unsur da vardır: rejeneratif frenlemeBu, araçların yavaşlarken pillerini şarj etmelerini sağlar.
Erken bir test bizim yaklaşımımız dahil Tesla Model 3. Ne kadar enerjiye ihtiyaç duyulacağını, yolculuk boyunca ne kadar yenilenebileceğini ve ne kadar pil deposunda bulunacağını hesapladık. Otomobilin, yeniden şarj olması gerekmeden önce vaat ettiği 310-mile ürün yelpazesini yerine getirmesi için, depolamak zorunda kalacağını tahmin ettik. Batarya bankasında 80 kilowatt-saat. Bu hesaplama daha sonra tarafından yapıldı EPA sertifika raporu.
Bu ilk başarıdan bu yana, biz ve tüketicilerin enerji verimliliğini ve güç tüketimini karşılaştırmamızı ve bize unvanı kazanmamızı sağlayan çok çeşitli elektrikli araçları analiz ettik.Akü Polisi".
Elektrikli kamyonetlere
Bizim yöntemimiz sadece arabalarla sınırlı değil. Traktör römorklarını analiz etmek için kullandık uzak mesafelere taşıma. Ve incelemeye başlıyoruz pazara girerken alıcılar ve suvlar.
Kamyonlar, otomobillerden daha büyük ve çoğu zaman daha az aerodinamik olarak tasarlandı, bu da tipik olarak daha fazla rüzgar direnciyle karşılaştıkları anlamına geliyor. Ağır taşıtlarda sürtünme ve atalet artar. Bunların hepsi, bir kamyonun hareket etmek ve kalmak için daha fazla enerjiye ihtiyaç duyduğu anlamına geliyor.
Enerji miktarını öğrendikten sonra, akünün boyutunu veya sürüş aralığını hesaplayabiliriz. Pillerin fiyatı vardır önemli ölçüde düştü son on yılda.
Araç özelliklerini inceleyerek, farklı elektrikli araçların pil ihtiyaçlarını ve maliyetlerini karşılaştırmaya yardımcı olabiliriz; bu, tüketicilerin bir elektrikli otomobil, gelecekteki bir SUV veya bir elektrikli kamyonet satın almayı düşündüklerinde seçenekleri değerlendirmelerine yardımcı olabilir. Uygulama içinde, şu anda farklı araçlar seçilebilir. Farklı ortalama sürüş hızları için sürüş mesafesindeki değişim hesaplanabilir.
Ek olarak, herhangi bir akü büyüklüğüne sahip özel bir elektrikli araç tasarlanabilir ve uygulama, enerji tüketimi, menzili ve akünün toplam ağırlığı ile ilgili soruları yanıtlar. Bu, araçlar arasındaki farkları karşılaştırmak ve anlamak için kullanılabilir.
Yazar hakkında
Makine Mühendisliği Profesörü Venkat Viswanathan, Carnegie Mellon University ve Shashank Sripad, Ph.D. Makine Mühendisliğinde Aday, Carnegie Mellon University
Bu makale şu adresten yeniden yayınlandı: Konuşma Creative Commons lisansı altında. Okumak Orijinal makale.
İlgili Kitaplar
