Isang bagong plug-in na electric truck ang ginagawa, kasama ang isang electric SUV. Richard Truesdell/Wikimedia Commons, CC BY-SA
Ang mga de-koryenteng sasakyan - partikular, ang Tesla Model 3 - ay nangingibabaw sa merkado ng US para sa mga premium na sedan, ngunit halos wala sa radar sa pinaka-abalang kategorya ng automotive, Na kasama ang SUV at mga pickup truck.
Ang agarang dahilan ay ekonomiya, ngunit marami rin itong kinalaman sa pisika: Ang mga mas malaki, mas mabigat, mas kaunting aerodynamic na mga de-koryenteng sasakyan ay nangangailangan ng mas malaki, mas mabigat, mas mahal na mga baterya upang mapagana ang mga ito. Ang aming pananaliksik ay tumingin sa kailangan ng enerhiya upang ilipat ang mga kotse at trak sa kahabaan ng kalsada, at natukoy ang mahahalagang salik na nakakaapekto sa paggamit ng kuryente.
Nakabuo kami ng isang applet na maaaring magbigay ng mga pagtatantya kung gaano karaming enerhiya ang kakailanganing dalhin ng isang de-koryenteng sasakyan para sa isang partikular na hanay ng pagmamaneho. Nagbibigay-daan ito sa mga consumer na matukoy kung gaano kalaki ang baterya pack na kakailanganin ng kanilang sasakyan. Ang applet ay maaaring magbigay ng paghahambing ng pagkakaiba sa pagkonsumo ng enerhiya sa mga sedan, pickup truck at SUV. Tesla's Model 3 at ang Gagamitin ng Model Y crossover SUV ang parehong battery pack, kaya hinahayaan ng aming applet ang mga consumer na ihambing ang pagkakaiba sa driving range sa pagitan ng isang sedan at SUV.
Paano gumagana ang mga de-kuryenteng sasakyan?
May tatlong pwersang lumalaban sa anumang pagsisikap na ilipat ang isang kotse sa patag na kalsada: wind resistance, friction mula sa kalsada at inertia. Gamit ang mga detalye ng disenyo ng isang sasakyan, kabilang ang bigat, sukat at hugis nito, maaari nating kalkulahin ang enerhiya na kailangan para makapagsimula at manatiling gumagalaw ang sasakyan. Mula roon, matutukoy natin kung gaano katagal makakabiyahe ang kotse sa isang tiyak na bilis, at tantiyahin kung gaano kalayo ito bago kailanganing i-recharge ang mga baterya nito.
Ang aktwal na hanay ng sasakyan ay maaaring mag-iba-iba, depende sa eksaktong senaryo sa pagmamaneho, tulad ng paglipat sa isang highway o pagmamaneho sa isang lungsod. Ang US Environmental Protection Agency ay nagbibigay ng isang set ng standardized drive profile para sa iba't ibang kundisyon (tulad ng urban, highway o kumbinasyon), ang bawat isa ay tumutukoy sa bilis ng sasakyan habang ito ay naglalakbay. Ang EPA ay naglalathala din ng a ulat ng sertipikasyon na nagbibigay ng maraming katangian, kabilang ang laki ng pack ng baterya at hanay ng isang partikular na sasakyan. Nagbibigay ito ng pare-parehong hanay ng data kung saan naghahambing kami ng iba't ibang mga kotse, SUV at trak.
Isang prototype ng SUV ni Rivian, na ginagawa pa rin.
Ang mga uri ng kalkulasyon ay karaniwan para sa mga sasakyang pinapagana ng gas. Ang mga de-koryenteng sasakyan ay mayroon ding karagdagang elemento na dapat isaalang-alang: nagbabagong-buhay na pagpepreno, na nagbibigay-daan sa mga kotse na muling magkarga ng kanilang mga baterya kapag bumagal.
Isang maagang pagsubok ng ang aming diskarte kasangkot ang Tesla Model 3. Kinakalkula namin kung gaano karaming enerhiya ang kakailanganin nito, kung gaano kalaki ang maaari nitong muling buuin habang nasa biyahe at kung gaano karaming imbakan ng baterya ang kailangang nasa board. Hinulaan namin na para matupad ng kotse ang ipinangakong 310-milya na saklaw nito bago kailangang mag-recharge, kailangan itong mag-imbak ng humigit-kumulang 80 kilowatt-hours sa bangko ng baterya nito. Ang pagkalkula na iyon ay kalaunan ay pinatunayan ng ang ulat ng sertipikasyon ng EPA.
Mula sa unang tagumpay na iyon, nasuri namin ang isang malawak na hanay ng mga de-koryenteng sasakyan, na nagbibigay-daan sa amin - at sa mga mamimili - na ihambing ang kanilang kahusayan sa enerhiya at pagkonsumo ng kuryente, at makuha sa amin ang titulong "Baterya Pulis. "
Sa mga electric pickup truck
Ang aming pamamaraan ay hindi lamang limitado sa mga kotse. Ginamit namin ito upang pag-aralan ang mga tractor-trailer na naghahatid ng kargamento sa malalayong distansya. At nagsisimula na kaming magsuri mga pickup at SUV habang papunta sila sa merkado.
Ang mga trak ay mas malaki at, kadalasan, hindi gaanong aerodynamic na idinisenyo kaysa sa mga kotse, ibig sabihin, kadalasan ay nakakaranas sila ng mas maraming wind resistance. Ang friction at inertia ay tumaas para sa mas mabibigat na sasakyan. Ang lahat ng iyon ay nangangahulugan na ang isang trak ay nangangailangan ng mas maraming enerhiya upang makakuha, at manatili, gumagalaw.
Kapag nalaman na natin ang dami ng enerhiya, maaari nating kalkulahin ang laki ng battery pack o driving range. Ang presyo ng mga pack ng baterya ay mayroon bumaba nang malaki sa nakalipas na dekada.
Sa pamamagitan ng pag-aaral ng mga katangian ng sasakyan, makakatulong kami na ihambing ang iba't ibang pangangailangan at gastos ng baterya ng mga de-koryenteng sasakyan, na makakatulong sa mga consumer na suriin ang mga opsyon kapag pinag-iisipan nilang bumili ng electric car, SUV sa hinaharap, o electric pickup truck. Sa loob ng applet, maaaring pumili ng iba't ibang sasakyan sa kasalukuyan. Maaaring kalkulahin ang pagbabago sa driving range para sa iba't ibang average na bilis ng pagmamaneho.
Bilang karagdagan, ang isang custom na de-koryenteng sasakyan na may anumang laki ng baterya pack ay maaaring idisenyo at ang applet ay sasagot sa mga tanong tungkol sa pagkonsumo ng enerhiya, saklaw at ang kabuuang bigat ng sasakyan kasama ang baterya pack. Magagamit ito upang ihambing at maunawaan ang mga pagkakaiba sa pagitan ng mga sasakyan.
Tungkol sa Ang May-akda
Venkat Viswanathan, Assistant Professor ng Mechanical Engineering, Carnegie Mellon University at Shashank Sripad, Ph.D. Kandidato sa Mechanical Engineering, Carnegie Mellon University
Ang artikulong ito ay muling nai-publish mula sa Ang pag-uusap sa ilalim ng lisensya ng Creative Commons. Basahin ang ang orihinal na artikulo.
Mga Kaugnay Books
