Năm 1996, chiếc xe điện chạy bằng pin EV-1 của General Motors đã xuất hiện tại các phòng trưng bày của Saturn ở California và Arizona. Trong bảy năm tiếp theo, hơn 1.000 mẫu xe đã được thuê cho những người lái xe muốn đi lại mà không phải đổ xăng vào xe của họ. Tuy nhiên, GM cuối cùng đã quyết định nhu cầu của người tiêu dùng và công nghệ pin không hoàn toàn ngang bằng, và hầu hết những chiếc xe đó đã kết thúc tại một cơ sở nghiền nát.
Kể từ những năm 1990, giá nhiên liệu đã tăng chóng mặt và công nghệ pin đã tiến bộ đáng kể, vì vậy GM đã quyết định rằng đã đến lúc phải thực hiện thêm một vết nứt nữa đối với ô tô điện. Tuy nhiên, lần này, họ làm mọi thứ hơi khác một chút.
Hệ thống đẩy E-Flex là một nền tảng hoàn toàn mới của GM, dự kiến sẽ làm nền tảng cho chiếc sedan Chevrolet Volt rất được mong đợi, sẽ có mặt tại các phòng trưng bày vào cuối năm 2010. Hệ thống này đưa những gì các kỹ sư gọi là một vòng quay mang tính cách mạng trên ô tô điện - một loại được điều khiển bằng năng lượng điện nhưng có thể lái xe hàng trăm dặm với sự hỗ trợ của động cơ đốt trong.
Phát ngôn viên Dave Darovitz của GM cho biết:“[Xe E-Flex yêu cầu] không có sự hỗ trợ của động cơ khí để vận hành, không giống như động cơ hybrid, không thể hoạt động mà không có động cơ”. "Động cơ của chúng tôi không được kết nối trực tiếp với các bánh xe và chỉ hoạt động khi pin cạn kiệt, hoạt động như một máy phát điện tĩnh tại chỗ để tạo ra điện năng bổ sung để sạc lại pin và cung cấp năng lượng cho xe." Tuy nhiên, không giống như những chiếc xe hybrid như Toyota Prius - sử dụng một động cơ điện nhỏ để lái xe ở tốc độ thấp và chuyển sang động cơ đốt trong để tăng tốc và lái xe nhanh hơn - GM coi những chiếc xe được xây dựng trên nền tảng E-Flex là xe điện hơn hơn các plug-in hybrid.
Sau một đêm sạc lại (bất kỳ ổ cắm điện gia đình nào cũng vậy), bánh xe của xe chỉ được truyền động bằng năng lượng điện từ bộ pin của nó. Động cơ chạy bằng xăng chỉ được sử dụng để sạc lại pin sau khi hết điện.
Nếu mọi việc diễn ra theo đúng kế hoạch tại GM, những chiếc xe chạy bằng E-Flex có thể chạy tới 40 dặm (64 km) chỉ bằng năng lượng điện mà không cần sử dụng đến một giọt xăng. Sau 40 dặm (64 km), lượng pin ban đầu của ô tô sẽ cạn kiệt và động cơ đốt trong - được gọi là bộ mở rộng phạm vi - khởi động liên tục, vận hành máy phát điện sạc pin và giữ cho xe chạy bằng năng lượng điện.
Trong phần tiếp theo, chúng ta sẽ xem xét trọng tâm của nền tảng E-Flex - pin của nó - và số tiền bạn tiết kiệm được với một chiếc ô tô chạy bằng điện.
Nội dung
Pin E-Flex là loại pin lithium-ion tiên tiến nặng 400 pound (181 kg), tạo ra điện năng lên đến 16 kilowatt giờ.
Những tiến bộ trong công nghệ pin đã làm cho những loại thiết bị này trở nên khả thi trong những năm gần đây giải thích tại sao một chiếc ô tô chạy trên nền tảng E-Flex có thể làm được những gì nó làm được. Ví dụ, EV-1 sử dụng một bộ pin axit-chì có công suất tương đương với một chiếc xe chạy bằng E-Flex, nhưng nặng hơn khoảng 2.200 pound (998 kg).
Pin E-Flex cũng có dạng phẳng, không giống như pin lithium-ion hình trụ được sử dụng bởi hầu hết các xe cùng loại. Các tế bào phẳng chiếm ít không gian hơn các tế bào hình trụ, do đó, nhiều năng lượng hơn có thể được lưu trữ trong bộ pin của ô tô. Các tế bào này cũng dễ làm mát và điều hòa hơn, vì chất lỏng có thể dễ dàng chảy qua một bề mặt phẳng.
Không giống như các loại pin thông thường được đặt đơn giản vào khoang động cơ của ô tô, pin E-Flex lớn đến mức nó thực sự được tích hợp sẵn trong xe. Pin hình chữ T chạy qua trọng tâm của xe giữa bánh trước và bánh sau, với đầu của chữ "T" dưới ghế hành khách phía sau. Điều này giúp pin an toàn trong trường hợp xảy ra tai nạn.
Tuy nhiên, tính độc đáo của nền tảng tạo ra những thách thức mà GM phải đối mặt.
Tony Posawatz, giám đốc dòng xe của Chevrolet Volt cho biết:“Trái tim và linh hồn của [nền tảng E-Flex] là pin. Ông nói, các kỹ sư biết cách thiết kế và chế tạo các phương tiện giao thông. "Nhưng việc lắp bộ pin, hệ thống sưởi và làm mát, loại vật liệu được sử dụng ... thì không ai biết cả."
Không giống như pin nhiên liệu hydro, công nghệ này là công nghệ mà chúng ta sẽ không phải chờ đợi. Posawatz nói:“Cơ sở hạ tầng đã có sẵn cho xe điện. "Tiền điện tốn một hoặc hai xu một dặm, so với 10 xu một dặm cho xăng ngay bây giờ."
Pin E-Flex được kết nối với một động cơ điện dẫn động bánh trước của xe. Ở chế độ này, nó hoàn toàn yên tĩnh và tất cả những gì người lái xe sẽ nghe thấy là tiếng ồn của đường.
Động cơ này tạo ra công suất khoảng 120 kilowatt, tương đương với khoảng 160 mã lực trên động cơ đốt trong. Tuy nhiên, vì động cơ điện cung cấp mô-men xoắn tức thì - bạn sẽ không cần phải quay động cơ để tận hưởng hết sức mạnh của nó - Chevrolet Volt sẽ mang lại hiệu suất tốt hơn đáng kể.
Volt dự kiến sẽ đi từ 0 đến 60 dặm / giờ (97 km một giờ) trong vòng chưa đầy 9 giây. Tuy nhiên, cảm giác khởi động chiếc xe sẽ thực sự gây ấn tượng với những tay lái cuồng hiệu suất. Khả năng tăng tốc sẽ giống như của một chiếc xe thể thao với động cơ V-6 hơn là một chiếc xe hạng nhỏ. Chiếc xe cũng sử dụng phanh tái tạo , có nghĩa là ô tô đang thu thập động năng khi nó di chuyển hoặc phanh và sử dụng năng lượng này để sạc lại pin. Đặt pin ở dưới đáy xe cũng có nghĩa là trọng tâm thấp.
Pin lithium-ion được sử dụng trên xe ô tô chạy bằng E-Flex giống như loại pin vận hành điện thoại di động và máy tính xách tay, chỉ khác là lớn hơn nhiều. Để sạc pin, chỉ cần cắm xe vào bất kỳ ổ cắm 110 volt nào - bất kỳ ổ cắm tiêu chuẩn nào trong gia đình đều hoạt động. GM hy vọng hầu hết khách hàng sẽ sạc xe qua đêm trong nhà để xe của họ, một quá trình mất khoảng sáu giờ để hoàn thành. Trên mạch điện 220 vôn, người lái xe sẽ cần ba đến bốn giờ để sạc pin.
Các kỹ sư của GM đang cố gắng chế tạo một chiếc xe mà bất kỳ ai cũng có thể vận hành. Mặc dù nhiều thành phần của xe E-Flex nghe có vẻ phức tạp, nhưng Andrew Farah, kỹ sư trưởng của Volt, muốn mọi người hiểu rằng việc giữ cho xe hoạt động đơn giản như cắm một thiết bị. Volt có một phích cắm ở bên cạnh để cắm vào ổ cắm trên tường để sạc.
Đọc tiếp để tìm hiểu về vai trò của động cơ đốt trong trong Chevy Volt.
Một khi bộ pin mất lần sạc ban đầu, đã đến lúc bộ mở rộng phạm vi - tên gọi của GM cho động cơ đốt trong phía trước xe - bắt đầu hoạt động. Trên mẫu xe ý tưởng Chevrolet Volt, đó là động cơ 3 xi-lanh 1.0 lít (1.000 phân khối) được thiết kế để vận hành máy phát điện giúp sạc pin. Nó chạy bằng bình nhiên liệu 12 gallon (45 lít).
Kỹ sư Andrew Farah cho biết:“Trên một chiếc xe điện điển hình, bạn có pin và động cơ điện. "Đó là tất cả mọi thứ bạn cần cho đến khi bạn hết pin ... sau đó bạn phải đẩy nó về nhà." Với động cơ khí trên nền tảng E-Flex, đó không còn là vấn đề nữa, ông nói.
Mục đích đằng sau bộ mở rộng phạm vi chạy bằng xăng là tạo ra một chiếc ô tô điện mà người lái xe không phải liên tục nhìn chằm chằm vào đồng hồ đo để xem họ còn bao nhiêu nước trái cây trước khi phải quay đầu xe và về nhà để sạc lại.
Bất chấp hiệu quả của động cơ điện, người lái xe phải nhớ giữ cho bình xăng của họ luôn đầy. Mặc dù ô tô có thể chạy tới 40 dặm (64 km) bằng năng lượng pin, nhưng sau đó, nó cần phải có động cơ khí chạy để cung cấp năng lượng cho máy phát điện.
GM cho biết khách hàng trung bình sẽ tiết kiệm được khoảng 500 gallon (1.892 lít) nhiên liệu mỗi năm và hầu như không cần phải đi đến trạm xăng hoặc duy trì lịch trình bảo dưỡng động cơ điển hình. Công ty khuyến nghị nên cắm điện cho ô tô thường xuyên và càng lâu càng tốt để giữ cho ắc quy luôn hoạt động.
Hiện tại, các kỹ sư GM đang nghiên cứu để có bộ mở rộng phạm vi hoạt động bằng xăng cũng như hỗn hợp xăng / etanol E85. Ở châu Âu, họ cũng đang thử nghiệm với nhiên liệu diesel. Họ cũng đang nghiên cứu một biến thể pin nhiên liệu của E-Flex [nguồn:Farah]. Trên chiếc xe đó, bộ mở rộng phạm vi và máy phát điện sẽ bị loại bỏ và thay thế bằng pin nhiên liệu hydro. Trên một chiếc xe như vậy, Farah nói, "bạn hầu hết thời gian chạy pin nhiên liệu và pin không nhiều".
GM muốn nền tảng E-Flex trở thành nền tảng thân thiện với môi trường về lượng khí thải và tiết kiệm nhiên liệu. Cho đến nay, họ đang đi đúng hướng:Những chiếc xe chạy bằng E-Flex không tạo ra bất kỳ khí thải nào trong 40 dặm (64 km) đầu tiên được lái. Trong khi ô tô chạy bằng năng lượng pin, động cơ điện không loại bỏ bất kỳ hóa chất và chất gây ô nhiễm không khí nào mà ô tô chạy bằng xăng vốn đã bị sai lệch như vậy.
Khi động cơ đốt trong hoạt động, các kỹ sư GM ước tính rằng người lái xe sẽ đi được khoảng 50 dặm / gallon (21 km / lít) với bộ mở rộng phạm vi. Mẫu xe ý tưởng Chevy Volt quảng cáo có phạm vi hoạt động tổng thể hơn 600 dặm (966 km), nhưng phiên bản sản xuất có phạm vi khoảng 360 dặm (579 km) do kích thước bình xăng giảm. Các kỹ sư GM chỉ đơn giản là quyết định tăng thêm không gian thùng và trọng lượng bổ sung là không cần thiết.
Các quan chức GM nhấn mạnh rằng sự thay đổi này có ý nghĩa. "Vì mọi người hầu như không bao giờ lái xe hơn 400 dặm mà không dừng lại, tại sao lại mang theo đống nhiên liệu thừa mà bạn có thể không bao giờ sử dụng?" Darovitz hỏi. Trên thực tế, hầu hết mọi người có thể không bao giờ sử dụng xăng, vì GM ước tính rằng hơn 75% người đi làm ở Hoa Kỳ lái xe dưới 40 dặm (64 km) mỗi ngày [nguồn:Chevrolet].
Nếu mọi thứ diễn ra theo đúng kế hoạch với xe E-Flex, những người lái xe đó sẽ không bao giờ sử dụng một giọt xăng hoặc tạo ra bất kỳ khí thải độc hại nào trong quá trình đi lại hàng ngày của họ - mặc dù việc giảm kích thước của bình xăng có thể làm tăng mức tiết kiệm nhiên liệu của xe một cách mỉa mai. Nhưng trong trường hợp những người lái xe này quyết định chạy thử hệ thống truyền động mới của họ và đi trên đường rộng rãi, những chiếc xe vẫn chạy được khoảng 50 dặm một gallon (21 km / lít).
Vì vậy, khi nào bạn có thể mua Chevy Volt và với giá bao nhiêu? Người lái xe có thể tìm thấy gì khác trên nền tảng E-Flex? Tìm hiểu trên trang tiếp theo.
Ra mắt tại Triển lãm Ô tô Quốc tế Bắc Mỹ 2007 (NAIAS), Chevrolet Volt là chiếc xe đầu tiên sử dụng nền tảng E-Flex. Không giống như EV-1 hai chỗ ngồi, hai cửa, Volt là một chiếc sedan nhỏ gọn bốn cửa với bốn chỗ ngồi. Nội thất sẽ chứa một người đàn ông cao 6 foot 2 inch thoải mái ở hàng ghế trước và sau. Việc thiếu ghế trung tâm ở phía sau sẽ tạo điều kiện cho bình ắc quy của xe ở giữa xe và giữ cho mui xe thấp để có tính khí động học tốt hơn. Để có được mức tiết kiệm nhiên liệu mà GM mong muốn, Volt sẽ cực kỳ khí động học.
Nó sẽ mất một số công việc:Nhiều người đã gọi thời gian biểu phát hành của Volt là cực kỳ tham vọng. GM muốn có những chiếc xe trên đường vào cuối năm 2010 và điều đó đồng nghĩa với việc thử nghiệm rộng rãi pin và sự phát triển của chính chiếc xe.
Pin phải luôn mát. Nó phải được an toàn. Nó phải xử lý những con đường gập ghềnh và cũng phải được sản xuất hàng loạt. Các kỹ sư cũng phải có chính chiếc xe - về bản chất, mọi thứ hoạt động của pin - đã sẵn sàng hoạt động trước ngày phát hành.
Công ty đã nhắm mục tiêu 30.000 đô la là một mức giá hợp lý cho Volt, nhưng trong những tháng gần đây, các quan chức GM đã phân vân về con số đó và nói với các phóng viên rằng giá của Volt sẽ liên quan đến giá xăng khi ra mắt chiếc xe [nguồn:Blanco].
Darovitz cho biết:“Giá của Chevrolet Volt vẫn chưa được xác định. "Chúng tôi sẽ đánh giá nhiều yếu tố bao gồm tín dụng thuế của chính phủ, lợi ích và giá trị của khách hàng, các khoản trợ cấp khác, chi phí điện so với tiết kiệm xăng và sản lượng ban đầu trước khi chúng tôi quyết định giá."
Vài tháng sau khi trình làng Volt, GM đã giới thiệu người anh em họ của mình, Opel Flextreme. Là một chiếc xe E-Flex nhắm đến thị trường châu Âu, nó là một chiếc hatchback năm cửa đầy phong cách với trái tim giống như Volt. Ngoại lệ duy nhất là bộ mở rộng phạm vi của Flextreme, là động cơ turbo-diesel 1,3 lít (1.300 phân khối) chứ không phải động cơ đốt trong của Volt. Điều này làm cho Flextreme phù hợp hơn với các nước châu Âu như Đức, thị trường quê hương của Opel, nơi nhiên liệu diesel cung cấp năng lượng cho hầu hết các loại xe.
Vào tháng 1 năm 2008, chiếc Cadillac Provoq SUV đã ra mắt triển lãm ô tô. Nó sử dụng hệ thống E-Flex kết hợp với pin nhiên liệu hydro để cung cấp một chiếc xe có thể lái được 280 dặm (451 km) bằng hydro và 20 dặm (32 km) bằng năng lượng pin điện - tất cả đều không thải trừ hơi nước.
Trong khi Volt, Flextreme và Provoq đều đang trong giai đoạn ý tưởng, Farah cho biết các bộ phận của E-Flex được thiết kế để sử dụng trên nhiều loại xe. Ông nói:“Chúng ta sẽ có thể mở rộng tính khả dụng của loại công nghệ này, để đưa nó vào tất cả các loại ô tô khác nhau mà mọi người muốn.
Nguồn
Cách sạc pin ô tô
Cách hệ thống phanh của bạn hoạt động
Hệ thống sạc - Cách hoạt động, các bộ phận, sự cố
Cách hoạt động của hệ thống phun nhiên liệu