Vào năm 2010, khi thế hệ ô tô điện sản xuất hàng loạt đầu tiên bắt đầu ra mắt, tôi cảm thấy rằng các nhà sản xuất ô tô đang cố tình phá hoại ô tô điện.
Vào thời điểm đó, hầu hết các nhà sản xuất ô tô cũ đã quyết định sử dụng các tế bào pin LMO có mật độ năng lượng kém và vòng đời ngắn trong ô tô điện của họ. Lợi thế lớn nhất của những tế bào pin không coban đó là giá thành thấp hơn, tuy nhiên, những chiếc xe điện đang được bán với giá cao hơn gấp ba lần so với những chiếc xe chạy bằng gas. Chỉ có Tesla mới sử dụng tế bào pin mật độ năng lượng cao, vào thời điểm đó có sẵn ở dạng tế bào hình trụ NCA - chủ yếu được sản xuất cho máy tính xách tay.
Ngày nay, các nhà sản xuất ô tô kế thừa thực sự sản xuất ra những chiếc ô tô điện tử tế, nhưng chúng đã có thể tốt hơn nhiều.
Trong bài viết này, tôi sẽ tổng hợp một số công nghệ hiện có sẽ sớm làm cho xe điện tốt hơn nữa.
Hệ thống 800 vôn
BYD e-Platform 3.0
Hệ thống 800 v - đặc biệt khi được kết hợp với điện tử công suất bán dẫn silicon-cacbua (SiC) - cải thiện đáng kể hệ thống truyền lực điện, làm cho chúng hiệu quả hơn, nhỏ hơn, nhẹ hơn và rẻ hơn.
Porsche, Hyundai và Kia đã và đang sản xuất ô tô điện với hệ thống điện 800 vôn thay vì 400 vôn thông thường. Tuy nhiên, BYD sẽ là nhà sản xuất ô tô đầu tiên cung cấp công nghệ này trên ô tô điện giá cả phải chăng với BYD EA1 sắp ra mắt.
Điều gì làm cho hệ thống 800 vôn tốt hơn 400 vôn thông thường?
Kết quả mới nhất từ nghiên cứu về xe chạy bằng pin 800 vôn cho thấy điều này có thể dẫn đến động cơ nhỏ hơn, nhẹ hơn và thân thiện với môi trường hơn . Ô tô sử dụng các hệ thống truyền động này cũng có thể được sạc nhanh hơn và đi xa hơn chỉ với một lần sạc.
Một trong những lợi thế đó là hệ thống điện 800 volt cho phép duy trì năng lượng lớn hơn, thường bị mất đi do nhiệt sinh ra trong quá trình sạc. Hệ thống điện áp cao hơn cho phép dòng điện thấp hơn được sử dụng khi sạc pin, điều này làm giảm quá nhiệt và cho phép duy trì điện năng tốt hơn trong hệ thống. Sức mạnh này có thể được sử dụng để hướng tới một phạm vi lái xe dài hơn.
Hệ thống điện áp cao hơn cũng cung cấp một số lợi thế chính về trọng lượng và tiết kiệm khối lượng. Việc giảm đồng là một trong số này. Về cấu tạo, động cơ điện đơn giản hơn nhiều so với động cơ đốt trong và ở lõi của chúng có một rôto, quay theo từ trường quay do điện từ pin tạo ra. Để đạt được điều này, các hệ thống điện thường sử dụng lượng đồng gấp bốn lần lượng đồng có trong động cơ đốt trong. Sử dụng hệ thống điện áp cao hơn có thể dẫn đến lượng đồng sử dụng trong động cơ bị cắt giảm đáng kể.
Bên cạnh việc giảm trọng lượng của động cơ, hệ thống 800 vôn còn có thêm lợi thế là giảm khối lượng của chúng. Vì điện áp cao hơn cho phép động cơ chạy ở tốc độ 20.000 vòng / phút, cao hơn gấp đôi so với người anh em 400 vôn của chúng, chúng có mật độ công suất tốt hơn. Điều này có nghĩa là chúng chuyển đổi công suất điện thành công suất cơ học với tốc độ này và mô-men xoắn không cao. Bitsche nói:“Nói chung, kích thước động cơ được xác định bởi khả năng mô-men xoắn, có nghĩa là loại bỏ mô-men xoắn khỏi phương trình cho phép động cơ nhỏ hơn nhiều. Trên thực tế, động cơ tốc độ cao nhỏ hơn có thể nặng tới 25 kg , với kết quả là chúng giảm trọng lượng tổng thể của một chiếc xe, cho phép nó đi xa hơn nhiều trong một lần sạc.
Chuyển sang hệ thống 800 vôn:Tại sao việc tăng cường công suất động cơ có thể là chìa khóa cho những chiếc ô tô điện tốt hơn
Tóm lại, với hệ thống 800 vôn, ô tô điện sẽ có hệ thống truyền động hiệu quả hơn, nhẹ hơn, nhỏ hơn và rẻ hơn.
Cực dương silicon
Kích hoạt biểu đồ sạc pin cực dương bằng silicon chiếm ưu thế
Trong vài năm gần đây, công nghệ pin chủ yếu phát triển bằng cách giới thiệu những cải tiến cho cực âm, trong khi cực dương hầu như không thay đổi. Tuy nhiên, bước tiến lớn tiếp theo trong công nghệ pin sẽ xảy ra với sự thay thế sắp tới của các cực dương bằng graphit bằng silicon.
Các tế bào pin có cực dương silicon có mật độ năng lượng và công suất cao hơn so với các tế bào than chì. Công nghệ pin này song hành với hệ thống 800 vôn, vì cả hai đều cần thiết cho ô tô điện để đạt được tốc độ sạc cực nhanh.
Hơn nữa, cực dương silicon cũng có thể được sử dụng trong các tế bào pin có cực âm không chứa coban, chẳng hạn như LFP (LiFePO4) như Guoxuan đã chứng minh.
Tóm lại, với cực dương silicon, các tế bào pin sẽ tăng dung lượng và giảm thời gian sạc.
Pin không chứa coban
So sánh hóa chất pin của Tesla
Chẳng bao lâu nữa, pin không có coban sẽ trở thành tiêu chuẩn trong ô tô điện, với cực âm LFP hoặc LNMO. Mặc dù các hóa chất hóa học có hàm lượng niken cao đắt tiền hơn, chẳng hạn như NCM 90, NCA 91 hoặc NCMA sẽ được chuyển xuống một số ngách, nơi việc đạt được phạm vi tối ưu là rất quan trọng.
Nhờ pin không có coban, xe điện cuối cùng sẽ có thể cạnh tranh với các đối tác ICE (Động cơ đốt trong) về giá cả và tính sẵn có.
Gói pin CTP
Sự phát triển của bộ pin BYD
Pin CTP (cell-to-pack) không có mô-đun và đi đôi với các tế bào pin an toàn không chứa coban, chẳng hạn như LFP (LiFePO4).
Mặc dù ở hầu hết các bộ pin, việc có các mô-đun giúp tăng độ an toàn của chúng bằng cách hoạt động như các bức tường lửa kim loại trong trường hợp một hoặc nhiều ô pin NCM / NCA bị cháy hoặc nổ, chúng không phục vụ mục đích nào khi được sử dụng với các ô pin LFP, vì những ô pin siêu an toàn này đã chiến thắng ' không bắt lửa hoặc phát nổ ngay cả khi bị thủng.
Một ví dụ về pin CTP tốt là pin BYD Blade phổ biến, có tỷ lệ VCTP (Thể tích cell-to-pack) và GCTP (Gravimetric cell-to-pack) cao. Điều này có nghĩa là trong bộ pin, vật liệu hoạt động - thực sự lưu trữ năng lượng (tế bào pin) - về khối lượng và trọng lượng cao hơn tương ứng với vật liệu thụ động, chỉ dùng để bảo vệ và lắp ráp các tế bào pin.
Bằng cách loại bỏ các mô-đun, tỷ lệ VCTP của một bộ pin có thể tăng từ 40 đến 60%. Với CTP, pin trở nên đơn giản hơn, nhẹ hơn, nhỏ hơn và rẻ hơn.
Mái nhà bằng năng lượng mặt trời
Hyundai IONIQ 5
Ô tô điện có mái che bằng năng lượng mặt trời là điều không cần bàn cãi, đặc biệt là hiện nay pin mặt trời đã trở nên hiệu quả hơn và cực kỳ rẻ.
Trong một số tình huống, một tấm pin năng lượng mặt trời 300 W lợp mái trong ô tô điện có thể bổ sung khoảng 2 kWh cho pin mỗi ngày và đủ để lái xe thêm 10-15 km.
V2G và V2L
Kia EV6 với khả năng V2L
Mái nhà năng lượng mặt trời, V2G (xe vào lưới) và V2L (xe tải) là một số công nghệ có thể sớm trở thành tiêu chuẩn trong xe điện. Thật tuyệt làm sao khi bạn có thể sử dụng ô tô điện của mình như một ngân hàng điện di động lớn có thể sạc bằng năng lượng mặt trời?
EV6 được trang bị chức năng theo xe-tải (V2L) hoạt động như một nguồn cung cấp điện di động, thuận tiện cho cuộc sống hàng ngày hoặc các hoạt động giải trí của bạn.
Nó có thể đóng vai trò như một nguồn điện khẩn cấp cho ngôi nhà của bạn. Trên thực tế, EV6 cung cấp tới 3,6kW điện và nó cũng có thể hoạt động như một máy phát điện di động khi tận hưởng các hoạt động ngoài trời.Kia EV6 ra mắt thế giới
Một số ví dụ mà các bộ dự trữ điện di động lớn có thể hữu ích:
Cải tiến khí động học
Lightyear One ở Thung lũng Chết
Chúng tôi có thể tăng phạm vi hoạt động của ô tô điện bằng cách bổ sung thêm dung lượng pin hoặc tăng hiệu suất của ô tô.
Ví dụ, Tesla gần đây đã giảm dung lượng pin của Model S và vẫn cố gắng tăng phạm vi hoạt động của nó bằng cách cải thiện hiệu suất tổng thể.
Trong khi cải thiện hệ thống truyền động hoặc giảm trọng lượng của xe là những phương pháp hợp lệ để tăng hiệu suất tổng thể của một chiếc xe điện, thì việc cải thiện khí động học có ROI (Return of Investment) cao nhất. Hệ thống truyền động điện vốn đã cực kỳ hiệu quả và nhờ phanh tái tạo, việc giảm trọng lượng không quan trọng bằng việc cải thiện tính khí động học trên ô tô điện.
Không phải tất cả các xe ô tô điện đều cần phải coi trọng tính khí động học như Lightyear One - mà chúng ta thấy trong hình ảnh ở trên - nhưng rõ ràng là hầu hết các ô tô điện vẫn còn nhiều điểm để cải thiện. Chỉ cần nhìn vào những chiếc xe điện hiện tại của Volvo để hiểu ý tôi là gì…
Bên cạnh thiết kế của chính chiếc xe, có rất nhiều cách rẻ và dễ dàng để cải thiện tính khí động học của ô tô điện. Hãy xem một số ví dụ bên dưới.
Sạc không dây
Sạc không dây không chỉ cần thiết cho xe điện tự hành mà còn giúp việc sử dụng cơ sở hạ tầng sạc công cộng an toàn và thuận tiện hơn. Không còn lo lắng về việc cổng sạc hoặc dây cáp bị phá hoại bởi một số người thượng đẳng ghét ô tô điện.
Xe điện tự lái là tương lai của phương tiện di chuyển cá nhân - nhưng không có người lái, ai sẽ cắm sạc cho xe? Câu trả lời rất rõ ràng:Không cần phích cắm, không cần dây điện. Đỗ và sạc không dây và tự động… với công nghệ WiTricity.
- Alex Gruzen, Giám đốc điều hành WiTricity
Chúng tôi đã làm xong cho ngày hôm nay, đây là một số công nghệ đã tồn tại và có tiềm năng làm cho xe điện tốt hơn nữa.
Mặc dù vẫn chưa có một chiếc ô tô điện nào có tất cả các công nghệ được liệt kê ở trên, nhưng tôi nghĩ rằng BYD EA1 sắp ra mắt minh họa cho một chiếc ô tô điện thế hệ tiếp theo sẽ như thế nào và có tiềm năng lớn nhất để trở thành kẻ thay đổi cuộc chơi. Nó sẽ có pin không chứa coban CTP và hệ thống 800 volt hiệu quả cho phép tốc độ sạc nhanh tuyệt vời mà không bị ảnh hưởng.
Bắn điệp viên BYD EA1
Tôi có quên gì không? Bạn mong đợi điều gì ở những chiếc ô tô điện thế hệ tiếp theo? Làm cách nào để ô tô điện ngày nay trở nên tốt hơn nữa?
Các loại xe điện
Tầm quan trọng của Xe điện ở Ấn Độ
Tại sao cho đến nay xe điện vẫn chưa thể có mặt trên thị trường?
Những chiếc xe điện sắp ra mắt sẽ tạo nên sự khác biệt