Friday , January 22 2021

Electric Car and 2019: More Battery, Fast Charging and Gearbox

Electric Car and 2019: More Battery, Fast Charging and Gearbox

Information for such content was collected in 2018, but it was the introduction of Audi E-Tron that allowed "I" – to design some ideas, conclusions, trends. I do not guarantee that all predictions will become reality, but I can assure that we will touch important issues. So: What happened to the world of electric cars in 2019?

Electric cars – on its own platform and on her body

Everything remains the same: Electric cars should be developed as a separate unit, and not the "second version" of the general ICE model. Because this approach allows to find answers to specific electromobile issues. What are you? The main question is the location of the battery. Now the manufacturers use the battery design in the trunk, in which the lower part of the body is battery, as well as joint design (partly in the trunk, partially under the back seat). Each approach has its pros and cons.

On reviews ITC.Yua You can find different electric cars. For example – Reno Fluence Z. And Ford Focus Electric: Electric cars are reaped as a result of the ECE model being reworked, here the traction battery is installed in the trunk, so why the next net volume has been minimized. Another example is: Nissan LLF, Reno ZOE, Tesla Model 3: Basically developed as an electric car, the battery is located in the lower part of the body, causing some space to clamped the foot. The third example is: Hyundai ioniq And VW E Golf: A rare type of electric vehicles with a combined combination of batteries.

However, more and more manufacturers of electric vehicles prefer diagrams with the location of the battery in the lower part of the body – because they offer the maximum benefit: a more efficient battery, a lower center of gravity, a large useful area for a single load distribution with axes. Even if this is the right way to put an electric car together, you can get a large interior and cargo carrier – the main back part and the next one extra. For example, electric vehicles with partial battery adjustment (partly in the trunk and partially under the back seat) can still reduce the trunk and relatively large batteries can not be installed – after all, the space is limited. And the electric car with the location of the battery in the trunk and ultimately raises the above mentioned remedies. As a result, the traction battery should be at the center. But what to do with space for feet? There are two answers at the same time: Increasing the height of an electric vehicle and at the same time reduces the thickness of the traction battery.

Thus, increasing the height of the body leads to a higher landing and higher landing – and the extra "layer" of the feet is not so significant: that is, the ideal body type for the electric car is "crossover" or "minivan". And if you make the battery too thin, its performance will completely disappear. For example, the length of 2.28 meters and 1.63 meters was used in audio e-tron, but its height is only 0.34 meters – hence the location of the battery is essential in the database: make it long and wide but less. In this, add body height of 1.62 meters below the crosssource, but on the passenger car – and we get enough space in the cabin, and there is a comfortable floor, where the battery does not seem to be affected at all. At the same time, the heavy battery (700 kg in the case of Audi E-Tron) improves stability: the producer claims that the audio E-Tron gravity center is much less centimeter than the Audi SQ7 at the standard passenger model level.

She has often said it Audi E.Tron Built on a platform MLB As models Audi Q5, Audi Q.7, Audi Q8 And others – but this is not entirely true. Ultimately, the electric vehicle base is set by a centralized battery, which is integrated into the body's power structure. You can talk about using some of the components of the platform. MLB Up, Suspension. At the same time, a number of chassis tumors are still different: for example, brakes.

As a result, the first conclusion is: It is time to make goodbye from the idea of ​​"electric vehicles" as one of the "ECE model versions" – I think, starting from 2019, we will no longer make the same effort to convert ICE-Auto into an electric vehicle. Electric cars should be made as a separate model, or at the beginning of the possibility of making an electric version, the design of the family's main model should be put on stage: Examples – Hyundai Ionic and Kona, DS3 Crossback. Benefits are behind "high" models (crossover, minivan), traction batteries are located inside the wheelbase in the lower part of the body.

Increase in battery capacity: 40-60-100 kW, who is more?

Why is battery size important? Because we have not yet invented the revolutionary-capability battery, we have only one option to increase the power reserve – broad: more size, more capacity And growing capacity and power reserve are essential – this is waiting for the customer. 1.5 years ago, the electric C-Class Class 40 kW battery was large, it is approved today. In addition, electric vehicles production Chevrolet Bolt and Hyundai Kona Electric delivered the bar to 60 kWh. It in turn, affects top-models: now the battery with a capacity of about 100 kW is becoming a vague standard.

After all, the experience shows that 100 km The "ideal" usage of 10 KW per capita can be very rare: the VS-Class electric car is 100 km. Using an average of 13-15 kWs per one, a large and heavy model (Tesla model S, Audi e-tron) can consume 20-30 KWs per 100 kilometers. As a result: To get the actual mileage of 350-500 kilometers, depending on the class and size of the electric vehicle, it has to be 40-60 kW to 90-100 kW of capacity battery. In addition, with the representation of the "World" measurement cycle, the WLTPA has to indicate a power reserve figure, which is more or less compatible with reality – you will not be able to attribute more mileage for yourself, you will not be able to manage data from different scale cycles.

Five years ago, C-Class electric electric vehicles spent 20-30 kW of battery for two years ago, this rate has increased to 30-40 kW, and now we are preparing to go to the "60 kw" icon. Chevrolet Bolt to wait Nissan L.F. With 60 kWh battery. For TOP models, the battery with a capacity of about 100 kW is already becoming the norm: Jaguar IPace – This is a 90 kW battery, Audi E.Tron – 95 kW, Tesla Model S And Model X. – Up to 100 kW, this electric car can travel 400-500 km under every actual situation. Against this background, the electric car MercedesBenz ECU Already backward – only 80 kW and 450 kilometer power reserve in the measurement cycle NEDC (Which can actually turn around 350 km around). And the situation with BMW ix3 is completely unclear.

Second conclusion: We are on the threshold of the front round of the development of electric vehicles, while any model is actually 400-500 km in the reality. Can travel. It seems that year 2019 is called the year of the called birth. "300-mile electric vehicles".

Fast battery charging: Working power – 150-350 kW

More battery – more time to charge Traditional sockets can give a maximum power of 2-3 kW, which means the battery is charged at 40-60 kWh and 30-50 hours to 30-50 hours, which charges the battery at 90-100 kWs: Yes, Charging day is a reality. In this case, the possibilities of "accelerated charging" (current, one or three phases, 7-22 kW modifications) and "fast charging" (high voltage direct current, customs or special charging stations like superchargers) are becoming more and more important. The power of "Accelerated Charging" depends directly on the line brought to your home and how much is ready to receive an electric car: more – better. The level of "fast charging of 7 kW" has already passed, the next step is charging 10-20 kW power: this is suitable for today and there is a small reserve for the future. In addition, a number of electric vehicles can already work with such power.

But the faster it is the "fast charging" mode, which is important when you need fast charging: for example, during long trips or if you are always using an electric car (taxi, delivery service). Initially, the Chado connector was designed for 100 kW power and 170 DW for the CCS combo connector. But for a variety of reasons, recently, the traditional limit for the Chadmos and CCS combo was a symbol of the power of approximately 50 kW. Against this background, the Tesla Supercharger had the actual functionality of 100-120 kW "in queue." However, Audi E Tron has become the first production electric car that is ready to work with power up to 150 KW: a new record! The conventional rule "80% of battery life in 30 minutes" remains unchanged, but you should clearly specify that 80% of the battery in this case is 70-75 kW and potential +300 km. Run. However …

Here is the station where the electric car has been charged. Audi E.Tron During presentation: Thickness of charging cable (blue on right rack) and inscription "No Tight"At the nearest central rack. That's right- the cable for 150" KW "fast charging" has a coolness in the cable: when charging with maximum power, the wires heat so much that they can dissolve the insulation! According to the engineers Audi"Watershed" is located at about 100 kW: All the above things require a freezing. But there is no limit to 150 kW long: at the end of 2018, the first charging stations with 350 kw capacity were opened.

Third conclusion: In 2019 we are waiting to increase the charge. For "accelerated charging", the newly accepted standard should be 10-11 KW mark, "good" should work with power of about 20 kW. "Fast Charging" (and applies to all these charging connectors) should be dragged to 100-150 KW level and this power will be made generally accepted standard – some modern electric cars are ready to work with this power.

Electric car transit of electric cars on 800 V

The mention of charging power of 350 kW is not accidental – when the serial electric vehicles are exhibited with the operating voltage of 800 volts, this cover is taken. For the first time, Porsche announced such development, now everything is moving forward to the serial implementation of the idea on the Tiakan model. And in the past, Porsche, Audi and Volkswagen fully believed Tesla, now the "Germans" have the opportunity to move forward "Americans".

Why is this important? Because the full power grid traction battery of any electric vehicle is made based on the battery, which works with the current current (of course, there are also current inverter and inverter and electric motors that work with the current flow, but for that time we talk about batteries Doing). Today, most electric vehicles have a traction battery with operating voltage of 400 volts, and in the above case, it is promised to double the parameter. In the end, potentially, but it will double the continuous operating power, or will maintain the battery while maintaining continuous operation, or choose between the compromises between these two points. It is for a battery that requires a 350 kW charging station: it has been promised that 80% of the battery can be charged less than 15-20 minutes. Operating voltage battery of 800 volts which is difficult to evaluate the full scale of the battery, but it is already clear – we are on the edge of a small battery revolution that is now ready to give fruit, and in the foreseeable future, constantly filled with graphene batteries.

The first electric car will have an electric car of 800 volts battery Porsche TaconSoon follow it Audi E Tron GT – The introduction of a series model is scheduled for 2019, production and sale should start in 2020. By the way, the first point is to remember: Both electric cars are made on their own large premium platform P.E.E.. Also Volkswagen Recently released the MiB platform, on which compact and mid-size electric vehicles will be built – above the family V.D. I D. And small electricAudi.

Fourth Conclusion: 2019 promises us mini-revolution in the traction battery. But this is not about the Haunted Graphene battery, but about the development of existing lithium-ion battery technology.

Electric Motor and … Gearbox?

Yes, that's it. Electric cars have always been set for example of their simplicity, where a major issue was the absence of complex gear boxes. For the traditional Nissan LEL, Reno ZOE, Chevrolet Bolt, about 150 km. The maximum speed of hour / hour is not crucial, and in 8-13 seconds 0-100 km. / કલાકની પ્રવેગકતા નથી – પરિમાણો વર્ગ જરૂરિયાતોને અનુરૂપ છે. પરંતુ ઓડી ઇ-ટ્રોન અને જગુઆર આઈ-પેસ લો: ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સની કુલ શક્તિ 400 એચપીથી વધુ છે, 5-6 સેકન્ડની અંદર પ્રવેગક 0-100 કિ.મી. / કલાક છે, પરંતુ માત્ર 200 કિ.મી. / કલાક મહત્તમ ગતિ – તે છેલ્લા પરિમાણમાં પાછો ખેંચી લેવામાં આવે છે. આઇસીઇ સંબંધીઓ ખૂબ નબળા સંસ્કરણોમાં. Why? કારણ કે ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સ સિંગલ-સ્ટેજ ગિયરબોક્સ (વત્તા નીચલું મુખ્ય જોડી) સાથે કામ કરે છે – ઉદાહરણ તરીકે, ઑડી ઇ-ટ્રોન માટે, 9.205 (આગળના) અને 9.083 (પાછળના) ના ગિયર રેશિયો સાથે ગિયરબોક્સનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. તે જ સમયે – ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સ ક્રાંતિની સંખ્યામાં મર્યાદિત છે: ઓડી ઇ-ટ્રોન ઇલેક્ટ્રિક મોટર 13,300 આરપીએમ સુધી ફેરવે છે, ટેસ્લા ઇલેક્ટ્રિક મોટર 18,000 આરપીએમ સુધી ઉત્પન્ન કરી શકે છે. ડિઝાઇનર્સ પ્રવેગક અને "મહત્તમ ઝડપ" વચ્ચે સંતુલન શોધવા માટે ગિયર રેશિયો પસંદ કરવાનો પ્રયાસ કરી રહ્યા છે. જ્યારે ટેસ્લાએ રોડસ્ટર 2 રજૂ કર્યું ત્યારે, 10,000 એનએમની ટોર્ક સાથે પ્રેક્ષકોને આશ્ચર્ય થયું! પરંતુ સંદર્ભ મહત્વપૂર્ણ છે: વ્હીલ્સ પર આ ક્ષણ છે, પરંતુ ઓટોમોટિવ વિશ્વમાં તે એન્જિન શાફ્ટ પરના ક્ષણને માપવા માટે પ્રથા છે. ઉદાહરણ તરીકે, ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સ ઓડી ઇ-ટ્રોન 660 એનએમનું કુલ ટોર્ક વિકસિત કરે છે, પરંતુ વ્હીલ્સ પર – પહેલાથી 5,800 એનએમ. તે જ સમયે, ઇલેક્ટ્રિક કારની મહત્તમ ઝડપ ઓડી ઇ-ટ્રોન ફક્ત 200 કિ.મી. / કલાક સુધી પહોંચે છે: "મહત્તમ ઝડપ" કેવી રીતે વધારવી અને વ્હીલ્સ પર ઉચ્ચ ટોર્ક રાખવી?

જવાબ સ્પષ્ટ છે – ગિયરબોક્સ! આ મજાક નથી. અનુભવી વિકાસ પહેલાથી જ છે – આ અત્યંત વિશેષ ક્ષેત્રોમાં માન્ય નિષ્ણાતોમાંનું એક છે રિમાક: નાના પાયે ઇલેક્ટ્રિક રિમાક ઇલેક્ટ્રિક કાર પર, ઇલેક્ટ્રિક મોટર માટે 2 સ્પીડ ગિયરબોક્સનો ઉપયોગ થાય છે. પ્રખ્યાત ઓટોમોબાઇલ કંપનીઓના કેટલાક રિચાર્જ યોગ્ય હાઇબ્રિડ્સ અને ઇલેક્ટ્રિક વાહનોની ડિઝાઇનમાં સમાન ચેકપોઇન્ટ્સ હતા. ચાલો તે માત્ર પ્રોટોટાઇપ્સ, ખ્યાલો, નાના પાયે મોડેલ્સના રૂપમાં હોઈ શકે – પરંતુ "પ્રક્રિયા શરૂ થઈ ગઈ છે". જ્યારે ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સ માટે ગિયરબોક્સ ભારે બનશે? તે ક્ષણે, જ્યારે તે વધુ તકનીકી રીતે ન્યાયી અને આર્થિક ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સના કદમાં બાનમાં વધારો કરતા ફાયદાકારક બને છે – માત્ર પ્રશ્ન, વજન અને બાદના ભાવમાં જ પ્રશ્ન છે.

અનપેક્ષિત પ્રવાહોમાંની એક એ 2 સ્પીડ ગિયરબોક્સનો દેખાવ છે. "બૉક્સ" સાથેની નાની ઇલેક્ટ્રિક કાર પહેલેથી જ છે: નાની શ્રેણીની સ્પોર્ટસ કાર રીમાક. માર્ગ દ્વારા, તાજેતરમાં પોર્સેએ 10% રીમાકને એક કારણોસર ખરીદ્યું: રીમાક તે અન્ય ઉત્પાદકો માટે તકનીકોના વિકાસ પર, ઇલેક્ટ્રિક વાહનોના ઉત્પાદન પર એટલું વધારે કમાતું નથી – નાની ક્રોએશિયન કંપની ઇલેક્ટ્રિક કારની દુનિયામાં તકનીકી નેતાઓમાંની એક છે. ગિયરબોક્સ અને અન્ય ઉત્પાદકો સાથે ઇલેક્ટ્રિક ડ્રાઇવનો વિકાસ આ છે: ઉદાહરણ તરીકે, એક ખ્યાલ મોડ્યુલ છે જીકેન ઇટીવિન્સ્ટરએક્સજ્યાં ઇલેક્ટ્રિક મોટર, 2 સ્પીડ ગિયરબોક્સ, અને થ્રેસ્ટ વેક્ટર કંટ્રોલ સિસ્ટમ સંયુક્ત પણ છે. જોકે બાદમાં સરળ રીતે પ્રાપ્ત કરી શકાય છે: પાછળ બે ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સ (ખ્યાલ કાર ઓડી E.Tron Quattro) અથવા જમણી / ડાબી વ્હીલ્સ બ્રેકિંગ (સીરીયલ ઓડી E.Tron).

પાંચમી નિષ્કર્ષ: એવું લાગે છે કે ઇલેક્ટ્રિક વાહનો માટે ગિયરબોક્સ વાસ્તવિકતા બનશે. 2 સ્પીડ ઓટોમેટિક ટ્રાન્સમિશન ધરાવતી પ્રથમ સામૂહિક ઇલેક્ટ્રિક કાર 2019-2020 ની શરૂઆતમાં આવી શકે છે અને તે હકીકતથી દૂર છે કે બધું બે ગિયર્સ પર બંધ થશે. ભવિષ્યમાં, બૉક્સનો આગળનો ભાગ બીસી-સી વર્ગના સસ્તા ઇલેક્ટ્રિક કારો પર પણ દેખાવો જોઈએ.

મહત્વની નાની વસ્તુઓ: બ્રેક્સ અને પુનઃપ્રાપ્તિ, ઇલેક્ટ્રિક મોટર ઠંડક, વજન નિયંત્રણ

ઇલેક્ટ્રિક વાહનોનો વિકાસ અન્ય ક્ષેત્રો અને દિશાઓમાં થાય છે, તેઓ ભાગ્યેજ ધ્યાન આપે છે. ઓડી ઇ-ટ્રોન પરના એક અહેવાલમાં, મેં ઇલેક્ટ્રિક કારના ઍરોડામિનેમિક્સના વિકાસ વિશે વિગતવાર વાત કરી હતી, જેમાં 150 કેડબલ્યુથી ઝડપી ચાર્જિંગ અને સારી વિકસિત થર્મોરેગ્યુલેશન સિસ્ટમ (40 મી નોઝલ અને કૂલન્ટના 20 લિટર) નો ઉલ્લેખ કરવામાં આવ્યો હતો. જો કે, દરેક મુદ્દાનો અભ્યાસ હકીકતમાં વધારે ઊંડો છે.

ઉદાહરણ તરીકે, ઠંડક પ્રણાલી લો. હવે લિક્વિડ-કૂલ્ડ બેટરી સ્વીકૃત ધોરણ બની રહી છે – તે તમને બૅટરી આવરદાને વિસ્તૃત કરવાની મંજૂરી આપે છે. જો કે, ઇલેક્ટ્રિક વાહનના અન્ય ઘટકો, ખાસ કરીને ઇલેક્ટ્રિક મોટર, પણ પ્રવાહી ઠંડક મેળવે છે. અને જો પહેલાં તે માત્ર સ્ટેટર (બાહ્ય ભાગ) ની પ્રવાહી ઠંડક વિશે હતું, જે અમલ કરવા માટે ખૂબ સરળ છે, હવે તે રોટર (આંતરિક ભાગ, જે ફેરવે છે) ની પ્રવાહી ઠંડક વિશે પણ આવે છે. તાજેતરમાં સુધી, ફક્ત ટેસ્લા પાસે રોટરના પ્રવાહી ઠંડક માટે પેટન્ટ હતું: પ્રવાહી ઇલેક્ટ્રિક મોટરના શાફ્ટની અંદર ફેલાયેલ પ્રવાહી. જો કે, ઑડિઓ ઇ-ટ્રોન ઇલેક્ટ્રિક કારને રોટર વિસ્તારમાં પ્રવાહી ઠંડક પણ મળી: પ્રવાહી આંતરિક ભાગમાં ફેલાય છે જ્યાં રોટર શાફ્ટ સ્થિત છે, તેમજ રોટર શાફ્ટ બેરિંગ્સની નજીક છે. Why? ટર્બોઇન બેરિંગ્સ સાથે ટર્બો એન્જિન્સ અને સમસ્યા યાદ રાખો: ટર્બાઇનની અંદરનો તાપમાન ઊંચો હતો તે કારણે તેઓ બહાર નીકળી ગયા હતા, જેના કારણે એન્જિન બંધ થયા પછી લ્યુબ્રિકન્ટનું કોકિંગ થયું હતું (આ માટે ટર્બો ટાઇમરની જરૂર હતી). હવે, શક્તિશાળી મોટર્સવાળા ઇલેક્ટ્રિક વાહનો સમાન સમસ્યાનો સામનો કરી રહ્યા છે: રોટર બેરિંગ્સનો વધુ ગરમ થવાનો સંભવ છે. По словам представителей Audi, если оптимальная температура для АКБ составляет 25-35⁰ С, то в электромоторе она может достигать 180⁰ С – и это при наличии системы охлаждения, а что будет без нее?

Еще пример – тормоза. В электрокарах и гибридах используется двойная система торможения: рекуперация плюс обычные тормоза с гидравлическим приводом. Эти системы сложно увязать между собой как в логике работы, так и в ощущениях на педали тормоза для человека. Конструкторы ищут возможность решить данную проблему. Так, в Audi e-tron педаль тормоза вовсе не связана с гидравлическим контуром основных дисковых тормозов: фактически, когда вы давите на педаль тормоза – то лишь даете команду на электронный датчик «я хочу замедлиться». А далее система самостоятельно выбирает, какой метод торможения задействовать. Причем замедления интенсивностью до 0,3g достигается только за счет рекуперации (без основных тормозов), хотя для этого следует нажать педаль тормоза – инженеры Audi уверяют, что так привычнее для рядового водителя. А еще они уверяют, что такого замедления достаточно для остановки в 90% случаев: можно ездить целый день и ни разу не затормозить в реальности привычным способом – колодками и дисками. Правда тогда на дисках может образоваться налет ржавчины, а еще нужно убрать грязь и пыль: поэтому в программу управления тормозами Audi e-tron прописали правило, что электромобиль должен раз в сутки все-таки тормозить по-обычному, зажимая тормозной диск колодками. К слову, максимальная мощность в режиме рекуперации достигает 220 кВт или около 70% от максимальной мощности электромоторов – а это очень много: на моей памяти лишь несколько электромобилей подбирались к отметке 50%! И это очень хорошо: мощная рекуперация позволяет накапливать максимально-возможное количество энергии, не прибегая к привычному торможению и потере энергии в виде тепла от трения привычных тормозов.

Наконец, последний пункт – борьба с весом. Электромобиль Audi e-tron весит 2 490 кг, электрокар Mercedes EQC весит 2 425 кг – это много… К примеру, более габаритные Audi Q8 и VW Touareg оказываются легче на 200-400 кг. Причина известна: большие и тяжелые (650-700 кг) аккумуляторы. Попытки борьбы с весом уже были – можно вспомнить карбоново-алюминиевый электромобиль BMW i3 или Jaguar i-Pace, который весит 2 133 кг благодаря широкому использованию алюминия в структуре кузова. Можно не сомневаться, что конструкторы будут стараться снизить вес электромобиля разными способами – и совершенствованием, уменьшением, облегчением аккумуляторов, и применением легких материалов в конструкции электромобиля (карбон, алюминий).

Для достижения максимального результата важна каждая мелочь: тормоза и рекуперация, охлаждение аккумулятора и электромоторов. Примером борьбы с весом может быть BMW i3: алюминиевое шасси плюс карбоновый кузов – в итоге BMW i3 оказался не тяжелее обычных ДВС-автомобилей В-С-класса.

Шестой вывод: если хотите получить конкурентный электромобиль, то следует обращать внимание на каждую мелочь – аэродинамика, охлаждение, тормоза, облегчение…

Source link