Электроавтомобили - новости, обсуждение, перспективы

[Kwispel]

VirPil, вы ломитесь в открытую дверь

Netherlands plans to build two nuclear power plants by 2035

The Netherlands is planning to build two new nuclear power plants by 2035, which should supply up to 13% of the country's total electricity production by then, the Dutch government said on Friday.

www.reuters.com

 

[dunch]

Kwispel, а завод алюминиевый где?

 

[Kit.]

Смотря что считать, тут есть разница в производстве и в запасах, но внезапно на ветряках оные элементы не произвести.

Что мешает?

Опять таки, Букинг там есть, а алюминиевых заводов нет.

Алюминиевый завод там ещё совсем недавно был, но не выдержал конкуренции с норвежским.

Именно. И все разговоры про постиндустриальную экономику - демагогия.

Не все. А только тех, кто считает, что постиндустриальная экономика - это когда мало индустрии. В то время как на самом деле это когда индустрии много, но сервиса - ещё больше.

 

[VirPil]

Пока не рванет один натриевый реактор

Росатом вроде свинцовый запускает.

вы ломитесь в открытую дверь

И что такое? Нет веры в ветряки?

Что мешает?

Малая удельная мощность и нестабильность генерации.

на самом деле это когда индустрии много

Вот, а для индустрии что надо? Правильно, мощная и стабильная генерация.

 

[Kit.]

Малая удельная мощность и нестабильность генерации.

Расскажите, как считали.

Вот, а для индустрии что надо?

В первую очередь, потребители. Больше, чем нужно, комбайнов не продашь.

Можно, конечно, делать одноразовые, как в СССР, но для этого госмонополия нужна.

 

[VirPil]

Расскажите, как считали.

Нестабильность тоже надо считать, или так поверите?

В первую очередь, потребители

Только машину можно продавать и за океаном, а вот с электричеством уже сложнее.

 

[Kit.]

Нестабильность тоже надо считать, или так поверите?

Надо, конечно.

Только машину можно продавать и за океаном, а вот с электричеством уже сложнее.

Например, вложить в тот же алюминий, его и продать.

 

[nowhow]

Можно, конечно, делать одноразовые, как в СССР,

Ведь никак нельзя не пнуть СССР по ходу обсуждения.

 

[Kit.]

Ведь никак нельзя не пнуть СССР по ходу обсуждения.

Если есть основания полагать, что у оппонента представление об индустриальном обществе заимствовано из СССР, то почему бы не пнуть для профилактики?

 

[dunch]

Росатом вроде свинцовый запускает.

Натриевый конечно

 

[tLS]

И как только вместо АЭС и ТЭС на газе возникают ветряки и солнечные батареи - алюминиевый завод сразу становится убыточным.

газ сжигать для производства алюминия - это прям жирно

 

[tLS]

Ну да, пусть папуасы травятся.

если им не нравится - пусть не травятся, колхоз дело добровольное

 

[VirPil]

Натриевый конечно

Есть и свинцовые, и свинцово-висмутные.

 

[dunch]

Есть и свинцовые, и свинцово-висмутные.

Свинцовые есть на чертежах, висмутовые - на кораблях, вряд ли они замкнутый цикл позволяют организовать

 

[Touring]

крайне ложное утверждение

Я уже писал как-то здесь.

В 1987-м в Австралии проводились гонки на электромобилях, с питанием исключительно от фотоэлементов.

Разработку машины под названием Sunraycer GM отдала специализированному стартапу из авиационной отрасли, AeroVironment, который в то время была подрядчиком NASA по беспилотным полетам. Работали в тандеме с аэрокосмической Hughes Aircraft, основная специализация которой электроника для спутников, они участники программы Apollo, лунохода, и всего в этом духе. Причина выбора аэрокосмических компаний, у таких фирм наибольший опыт работы с фотоэлементами, батареями и электропроводом, а также с повышением эффективности систем до максимума.

- фотовольтаика: 7,200 элементов / 8.4 м2, разработка и производство Hughes Aircraft,
- первый, основной вариант, GaAs модули космического класса и стоимости с 21.5% конверсии, производства Applied Solar Energy, и Mitsubishi International, отдача до 1.55 kW при солнце в зените,
- второй, запасной вариант: полукоммерческие Si модули с 16.5% конверсии, производства Hughes Spectrolab,
- теплоотражатель с внутренним покрытием из золота,

- батарейный блок на 3 кВт-ч, параметры 103В / 29А-ч, масса 27 кг (110 Вт-ч/кг), собранный из 68-ми AgZn элементов космического класса напряжением 1.5В, разработки Hughes Aircraft,

- бортовая электроника управления и заряда батареи, 98.5% эффективность преобразования, производства Hughes,
- бортовая электроника управления электромотором и солнечными панелями на MOSFET транзисторах с 97% эффективностью, производства AeroVironment,
- синхронный бесщёточный электромотор переменного тока на 3 кВт длительных и 7.5 пиковых, массой 5 кг, 92% эффективность преобразования, производства GM Research Lab,
- магниты мотора разработки GM Research Lab, на грант от Пентагона, такие же стоят в крылатых ракетах и управляемых бомбах JDAM, производства подразделения GM Delco Remy под названием Magnequench,

- пространственная рама из алюминиевых трубок, 6.5 кг, производства AeroVironment,
- внешние панели из композитного сэндвича Kevlar-Nomex-Kevlar, производства AeroVironment,
- цепной привод от мотора на одно из задних колёс, производства AeroVironment,
- подвески с пружинами и амортизаторами, специальной конструкции, производства AeroVironment,
- велосипедные колёса, шины, тормозная система специальной конструкции, производства Cherster Kyle,

- высота 1 м, ширина 2 м, длина 6 м,
- масса без батареи и мотора 143 кг, с мотором но без батареи 148 кг, полная 175 кг,
- аэросопротивление, Cd = 0.125,

- соотношение веса гонщика и полного, 85/260 кг = 0.33,
- расход энергии на скоростях 20/40/60/80 км/ч = 0.3/0.6/1.0/2.5 кВт-ч/100 км,
- Vmax = 110 км/ч.

Расчётная зависимость потребления энергии машиной от её скорости, важнейшие кроме веса параметры, сопротивление качению, и аэродинамическое.

Трансформация облика по результатам аэродинамических тестов.

Шасси и рама.

Конструкция колеса с тормозной системой, её демонстрирует автор, профессор Chester Kyle.

Передняя подвеска и тормозная система.

Задняя подвеска и цепной привод от электродвигателя.

Электродвигатель.

Руководитель проекта Alec Brooks с Alan Cocconi, разработчиком электроники зарядки батареи и управления двигателем, тогда ещё аналоговой, но уже очень эффективной.

Укладка номекс-сот в структуру кевларовых оболочек верхнего обтекателя.

Верхний обтекатель с наклеенными фотоэлементами, в цехе Hughes.

Процесс наклейки.

Теcтирование батарейных модулей в лаборатории Hughes.

7.5 kW электромотор с магнитами Magnequench, тогда уже очень эффективный.

Испытания шасси.

Аэродоводка обтекателей.

Одна из готовых машин.

 

[tLS]

В 1987-м в Австралии проводились гонки на электромобилях, с питанием исключительно от фотоэлементов.

какое это имеет отношение к технологиям нормальных электромобилей?

ничего близкого по потребительским качествам к model3 в 1990 году построить было нельзя. технологии не позволяли.

 

[Touring]

Технологии позволяли, не позволяла экономика.

Ничего весово эффективнее пространственной структуры из алюминиевых трубок и композитов с сотовой структурой с тех пор не придумали, кроме всей композитно-сотовой структуры силовой части кузова, применяемой с 80-х в Формуле 1. Но, это очень дорого.

AgZn батареи до сих пор лидер по сочетанию весовой и объёмной плотности, безотказности и безопасности, а GaAs фотоэлементы до сих пор лидер по отдаче. Но, тоже очень дорого.

Электромоторов с существенной более высоким коэффициентом преобразования с тех пор также не разработано.

В силовой аналоговой электронике прогресс есть, но не такой большой, как кажется.

Конечно, концепт кузова выше совсем не подойдёт для быта, так как есть крэш-требования, и требования к комфорту. Если им удовлетворять, то сразу вес конструкции идёт вверх в десять раз, а обтекаемость вниз, в два-три раза. Поэтому расход энергии на малых скоростях движения, где всё определяет вес и сопротивление качанию шин, вверх в 100 раз, а на трассовой скорости, где на две трети определяет аэродинамика, вверх в 10 раз.

Для массового производства такая структура кузова не подходит, варить трубки дело ручное, затратное, поэтому данная технология до сих пор основная только в автоспорте. Хотя в 1930-1950-х была распространена в заказных бытовых кузовах, в рамках технологии Superleggera их варили из тонких хром-молибденовых трубок.

GM пробовал в 90-х выпускать штучный электромобиль, в пространственной алюминиевой конструкции, штампованно-экструдированной, с алюминиевыми навесными панелями, EV1. Фольксваген пробовал в 2000-х выпускать компактный авто уже массового сегмента, на пространственной алюминиевой раме, экструдированной, с алюминиевыми навесными панелями, Ауди А2. Наконец, БМВ пробовала выпускать компактные электромобили i3 массового сегмента с нижней алюминиевой рамой, экструдированной, и с углеволоконной клееной верхней частью, и пластиковыми навесными панелями.

Фиат в 1990-2000-х пробовал выпускать Мультиплу, семейный авто, на стальной пространственной раме, со стальными и пластиковыми навесными панелями. Рено пробовал это же с ранними Эспасами, разработки аэрокосмической Matra, тоже с пластиковыми навесными панелями.

Но все в итоге отказались, так как штампованный стальной кузов со стальными навесными панелями выходит несколько дешевле в производстве, хорошо подходит для действительно массового, и даёт не такую и высокую на фоне общего веса прибавку. Да, он менее долговечен, но в экономике избыточного потребления и быстрой смены моделей это минусом не считается.

Батареи такие серебряно-цинковые до сих пор дороги, поэтому сфера их применения осталось очень узкой. В бытовой электронике с конца 80-х, и в штучных электроавто с конца 90-х применяли никель-металлгидрид, не особо опасный, поэтому с ним тяговая батарея проще, 1-2 слоя защиты и корпусировки, а не 3-4 как с литием. Никель-металлгидрид стоит и на гибридах Тойоты, до сих пор. Но литий даёт большую плотность энергии, поэтому в бытовой электронике с начала 2000-х и в электроавто с начала 2010-х он лидер. Хотя и более пожароопасен.

В погоне за более высокой плотностью энергии, нужной чтобы иметь приемлемо компактную батарею ёмкостью 80-100 кВт-ч, весящую 0.5-0.7 тонны, чтобы в свою очередь тягать 2-3 тонны общего веса электромашины хотя бы на 300 километров дистанции, все перешли на литиевые. У них напряжение ячейки принципиально выше, в силу физики и химии, 3.6 вольта, против 1.2 вольта у никель-металлгидрида, поэтому у лучших литиевых в итоге выше достижимая ёмкость, при том же весе и объёме. Поэтому все увлеклись ими, а не развитием никель-металлгидрида. За счёт огромных инвестиций и эффекта масштаба литиевые стоят сейчас уже на несколько порядков дешевле, чем в начале, на уровне никель-металлгидрида, и даже дешевле.

Магниты и моторы, электромобильные 2.5-3.5 тонны машины среднего размерного класса ездят с коэффициентом полезной нагрузки в лучшем случае равной 0.2, при пятерых взрослых в салоне, и полном багажнике. Но в основном с одним водителем, и он выходит в лучшем случае всего 0.03, что на порядок ниже чем у данного концепта. Поэтому они требуют моторов не в 7.5 кВт пиковых, а в 150-300 кВт, с соответствующим ростом веса, и моторов и редукторов. И роторы моторов уже наборные, из металлических пластин.

Ну и фотовольтаика, бытовые модули до сих пор имеют меньшую эффективность, чем те, космического класса. Бытовые за счёт эффекта масштаба и снова-таки огромных инвестиций стоят сейчас уже на несколько порядков дешевле, чем ранее. Но, она точно не повезёт тяжёлую бытовую машину, да и непрактична на кузове. И не для всякого климата. Поэтому голландский стартап Lightyear с такой машиной недавно и обанкротился.

 

[tLS]

не позволяла экономика.

цена - важнейшее потребительское качество товара.

AgZn батареи до сих пор лидер по сочетанию весовой и объёмной плотности, безотказности и безопасности

а как насчёт многолетней эксплуатации с ежедневным зарядом-разрядом?
AgZn батареи очевидно непригодны для электромобиля.

 

[Touring]

цена - важнейшее потребительское качество товара.


а как насчёт многолетней эксплуатации с ежедневным зарядом-разрядом?
AgZn батареи очевидно непригодны для электромобиля.

Цена следствие масштаба выпуска, а масштаб следствие размера инвестиций и времени. Модель 3 не была реальна в 90-м году в первую очередь потому что японской промышленности потребовалось примерно 13 лет, чтобы литий-ион дошёл от стадии первых практических конструкций ячеек пригодных к индустриализации, до массового их выпуска в Азии, с поставками в высоком количестве, но и по довольно высокой цене. И ещё 15 лет чтобы эта цена снизилась за счёт ещё большего эффекта масштаба его выпуска. Придала этот масштаб портативная электроника, спрос со стороны этой сферы. Второе (не)существенное изменение с тех пор, бортовая система развлечений, её электроника. Как и электроника модуля автопилота, который пока что, до соответствующего развития дорожной инфраструктуры, тоже в каком-то смысле развлечение.

 

[tLS]

Цена следствие масштаба выпуска

никакой масштаб выпуска в 1990 году не даст батарею сравнимую с сегодняшней батареей model3

литий с тех пор развился именно в научном и технологическом плане, а не только построили новых фабрик для отработанной конструкции

аналогично и с приводом (устройством управления током двигателя). не было в 1990 сегодняшних приводов даже близко. яркий пример - юнициклы (моноколеса). первые прототипы появились только в десятые. до этого технология не позволяла.

а привод и батарея - это 2 из 3 китов, на которых стоит электромобиль. третий - сам электродвигатель, здесь да, принципиального прогресса не было.