Hvordan elbillaboratorier fungerer

Med tillatelse fra Nissan USA

Global oppvarming, avhengighet av utenlandsk olje og den høye prisen på bensin har folk til å tenke på alternativt drivstoff for fremtidens biler. Selv om det er mange potensielle nye drivstoff der ute, er en av de mest undersøkte - og mest lovende - enkel strøm.

Bilprodusenter har allerede begynt å eksperimentere med elektriske kjøretøy. Elektriske kjøretøyer har tre grunnleggende deler: batterier, som er strømkilden til bilen; de motor, som konverterer kraften til brukbar energi som kan vri hjulene; og kontrolleren, som fungerer som en stor dimmerbryter for å regulere strømmen.

For å fylle bensin på et elektrisk kjøretøy (EV), trenger du bare en stikkontakt. Ethvert vanlig husholdningsuttak vil gjøre det, men et stikkontakt med høyere spenning vil gjøre jobben raskere. Noen byer, som Portland, Ore., Installerer ladeenheter på gaten slik at nåværende og fremtidige EV-er vil kunne fylle på batteriene selv mens eierne jobber eller kjører ærend.

-EV-ene som er tilgjengelige i dag kan ikke erstatte alle bensindrevne biler og lastebiler på veien ennå. EV-hastighetene er vanligvis lave, omtrent 35 kilometer i timen (56 kilometer i timen). De fleste EV-er kan reise rundt 64 kilometer per lading, noe som er omtrent samme avstand som det gjennomsnittlige amerikanske samfunnet. Bilene kan lade natten over ved et vanlig stikkontakt eller om noen timer ved et høyspenningsuttak. De har også nullutslipp.

De fleste fremskrittene som gjøres innen EVs, er innen batteriteknologi og design. Blysyre-batterier ble brukt i flere tiår - selv på begynnelsen av 1990-tallet, da EVs først ble populære. Imidlertid fører ikke blysyre-batterier folk så langt vi vil, eller så raskt. Les videre for å finne ut hvor og hvordan laboratorier jobber for å forbedre EVs for moderne forbrukere.

innhold

1. University EV Labs
2. Produsentens EV Labs
3. Eksperimentelle EV Labs

Ettersom dette speedometeret på Nissan Altima EV gjør det klart, trenger ikke elektriske kjøretøyer mye bensin for å kjøre effektivt. Kristen Hall-Geisler

Hvis det er forskning som skal gjøres og gjennombrudd som må gjøres, er det fornuftig at det ville skje på et universitetslaboratorium. Flere universiteter har batteri- og EV-laboratorier, men vi tar en titt på to som illustrerer hva som gjøres på skoler rundt om i verden..

University of Massachusetts i Lowell

universitet av Massachusetts på Lowell

På Lowell-campus ved University of Massachusetts (UMass) jobber professorer i maskin- og elektroteknikk med studenter ved Center for Electric Car and Energy Conversion (EC&EC). Det er fem laboratorier i sentrum: Renewable Energy Lab, Electric Car Lab, Battery Evaluation Lab, Power Electronics Lab og Advanced Composite Materials and Textile Research Lab.

EC&EC på UMass-Lowell dekker mange fag i disse fem laboratoriene, fra energien som brukes i batterier til krasjerbarheten til nye bilkonstruksjoner, men senteret setter et spesielt fokus på fornybar energi. For at en EV skal være et ekte nullutslippskjøretøy, bør kilden til strømmen som lader batteriene også være ren. Dette har ført til at senteret utformer forbedrede solcelleanlegg for solcellepaneler og mer effektive måter å konvertere vindenergi til elektrisitet. Resultatene fra dette arbeidet er produkter som kan brukes i ren energibransjen og studenter som har teknisk kunnskap om å jobbe og innovere i EV-feltet når de har fullført.

University of California i Davis

universitet av California på Davis

Ingeniører ved Plug-in Hybrid Electric Vehicle (PHEV) Research Center i Davis, California, jobber med utvidede rekkevidden EV. (Husk at de fleste standard EV-er bare har en rekkevidde på omtrent 64 kilometer per lading.) Programmet opererer under University of California ved Davis 'Institute of Transportation Studies, som fokuserer sin forskning på forbrukerenden av PHEV-er. Disse bilene er litt forskjellige fra rent elektriske kjøretøyer ved at de har en liten, tilleggsbensinmotor, men de kan fortsatt lade batteriene med et standard vegguttak.

Et av PHEV Research Center sine prosjekter evaluerte nye instrumenter inne i bilens instrumentpanel som kan gi sjåførene sanntidsinformasjon om energibruk, CO2-utslipp og mer. Senterets ingeniører arbeidet også med å forbedre ladeteknologiene og evaluere nye batteriteknologier, spesielt de siste innen litium-ion-celler. De arbeidet også med å etablere livssykluskostnadene for PHEV-er, inkludert utgifter til produksjon, vedlikehold og utslipp.

Les videre for å finne ut hva bilprodusentene gjør i laboratoriene sine for å bringe disse EV-teknologiene til forbrukeren.

Hvis GM kan levere sitt løfte, kan Chevy Volt bringe elbiler til massene innen 2010. Kristen Hall-Geisler

-

Mens universiteter gransker elektriske kjøretøy på jakt etter potensielle problemer, inkludert problemer med strømkilder, batterier og levetidskostnader, forsker bilprodusentene også EV-teknologi for effektivt å bygge og selge disse bilene til dagligdagsførere.

Før en EV kan introduseres for publikum, må den testes i laboratoriet og på banen. Batteriene må være pålitelige og trygge, bilen må oppfylle forbruker- og produsentstandarder, og det hele må leveres til en fornuftig pris. Det er en høy ordre, men nesten alle større produsenter jobber med det i laboratoriene sine. Faktisk har du kanskje hørt om opprettelsesprosessen for Chevrolet Volt, et utvidet elektrisk kjøretøy (E-REV). GM har strømmet all sin engineering, design og markedsføringskraft inn i denne bilen siden introduksjonen som en konseptbil på Detroit Auto Show i 2007..

De fleste av konseptbilene som får oppmerksomhet på bilutstillinger kan faktisk ikke kjøres, og få av dem kommer til produksjon. Imidlertid lovet GM å levere Chevy Volt innen 2010, som flyttet laboratoriene sine til overdrive. Først måtte de tenke ut et trygt og brukbart krafttog. Volt vil bli drevet av litium-ion-batterier og vil ha en liten bensinmotor (eller en E85-motor bygget for en etanol-bensinblanding) som vil sparke inn for å lade batteriene etter omtrent 64 miles (64 kilometer) altelektrisk kjøring.

Noen ganger, selv når selskapet er stort og produktet viktig, er det enklere, raskere og billigere å outsource produktforskning og utvikling enn å finne opp hjulet på nytt i ditt eget laboratorium. Som et eksempel bestemte GM seg for å skaffe batteriene til Volt fra et annet selskap. Etter å ha søkt i flere måneder, slo selskapet seg til litium-ion-batterier fra LG.

Andre selskaper ønsker ganske enkelt å kontrollere så mange deler som mulig og er villige til å investere i laboratoriene som trengs for å lage dem. Nissan er bare en bilprodusent som har et eget batterilaboratorium på stedet i Japan, som for tiden forsker på kraftkilder for fremtidens elektriske kjøretøyer og hybridelektriske kjøretøyer. Ingeniører jobber med mindre prototypeversjoner av litium-ion-bilbatteriene i full størrelse for å bestemme deres kapasitet til å lagre energi. De bruker disse mindre prototypene for å vurdere sikkerheten til forskjellige materialer som brukes til å skape de elektriske reaksjonene som driver bilen.

Ikke alt det innovative arbeidet med EVs blir imidlertid gjort i store universitets- eller bedriftslaboratorier. Deretter skal vi snakke om noen få av de små bedriftene og eventyrlystne entusiaster som eksperimenterer i laboratorier og garasjer.

Inni Chevrolet Volt elektriske kjøretøy. Kristen Hall-Geisler

Jim Husted reparerer elektriske gaffeltrucksmotorer i sin butikk i Redmond, Ore. Mens han gjorde reparasjonsrundene, møtte han John Wayland, som på fritiden drar løp en Datsun omgjort til elektrisk kraft. Wayland viste Husted de to modifiserte gaffeltruckmotorene som stappet under panseret på racerbilen hans, White Zombie.

Husted trodde at han kunne gjøre det bedre, så han gikk tilbake til butikken sin og fiklet med motorer til han fant en løsning for Waylands to-motoriske problem. Han gjorde noen få endringer på utstyret og koblet de to motorene sammen til ende. Motorene veide nå 11 kg mindre og var 18 centimeter kortere, noe som bidro til raskere banetid for Wayland. Det resulterende to-motoriske kjøretøyet ble malt lilla og kalt Siamese 8.

Husted har eksperimentert i butikken siden den gang. Han har produsert motorer for det opptakende KillaCycle el-motorsykkelen og har restaurert en elektrisk motor fra 1910 for en andre EV-entusiastens hundre år gamle hesteløse vognprosjekt [kilde: Hi-Torque Electric].

Noen ganger kommer oppfinnsomheten til en gründer og universitetslaboratoriet for å skape en nyttig teknologi. A123Systems, hvis litium-ion-batterier har drevet rekordinnstilte drag strip-ganger for både White Zombie og KillaCycle, brukte nanoteknologier utviklet ved Massachusetts Institute of Technology for å lage sine batterier. A123Systems har et av de største litium-ion-forsknings- og utviklingsteamene i USA. Ved hjelp av Massachusetts Institute of Technology sine nanoskala-materialer i sine egne laboratorier, utviklet forsknings- og utviklingsteamene et batteri som tåler overgrep i virkeligheten i mer enn 10 år og bruker fortsatt miljøvennlig teknologi.

Det vil ta lang tid før bensindrevne biler permanent forlater gatene våre, men laboratorier på alle nivåer jobber for å bringe trygg, pålitelig, rask og morsom elektrisk drevet transport til forbrukerne. Takket være innovasjonene som ble født på disse laboratoriene, kan det hende at din neste bil blir drevet av solcellepanelene på taket ditt.

-

Relaterte artikler

• Hvordan elbiler fungerer
• Hvordan brenselceller fungerer
• Slik fungerer solceller
• Hvordan hybridbiler fungerer
• Hvordan Hydrogenøkonomien fungerer
• Elbil Quiz

Flere gode lenker

• a123systems
• Chevy Volt offisiell side
• National Electric Drag Racing Association
• University of California i Davis - Plug-In Hybrid Electric Vehicle Research Center
• University of Massachusetts at Lowell - Center for Electric Car and Energy Conversion

kilder

• A132Systems.com. (Tilgang 26. februar 2009) http://www.a123systems.com/
• Center for Electric Car and Energy Conversion (EC&EC). University of Massachusetts i Lowell. (Åpnet 18. februar 2009) http://www.uml.edu/centers/ecec/
• Chevrolet.com. "Chevy Volt: The Future Is Electrifying." (Åpnes 26. februar 2009) http://www.chevrolet.com/electriccar/
• GM Volt. (Åpnet 18. februar 2009) http://gm-volt.com/
• Hayashi, Tatsuhiko. "Nissan viser innsiden av elektrisk bilbatteri." Tech-On. (Åpnet 18. februar 2009) http://techon.nikkeibp.co.jp/english/NEWS_EN/20080822/156726/
• Husted, Jim. Hi-Torque Electric. (Åpnet 18. februar 2009) http://www.hitorqueelectric.com/
• Kaho, Todd. "Forhåndsvisning: 2011 Chevy Volt Electric." GreenCar.com. 22. september 2008. (Tilgang 26. februar 2009) http://www.greencar.com/articles/preview-2011-chevy-volt-electric.php
• Plug-In Hybrid Vehicle Research Center. University of California i Davis. (Åpnet 18. februar 2009) http://phev.ucdavis.edu/