טכנולוגיות מתקדמות רבות משנות את חיינו מדי יום. הופעתו וצמיחתו שלרכב חשמלי (EV)הוא דוגמה מרכזית לכמה השינויים הללו יכולים להוות עבור חיי העסקים שלנו - ועבור חיינו האישיים.
התקדמות טכנולוגית ולחצים רגולטוריים סביבתיים על כלי רכב עם מנועי בעירה פנימית (ICE) מניעים את ההתעניינות המתרחבת בשוק ה-EV. יצרני רכב מבוססים רבים מציגים דגמי EV חדשים, לצד סטארט-אפים חדשים שנכנסים לשוק. עם מבחר המותגים והדגמים הזמינים היום, ורבים נוספים שיבואו, האפשרות שכולנו עשויים לנהוג ברכבי רכב חשמליים בעתיד קרובה יותר למציאות מאי פעם.
הטכנולוגיה שמניעה את רכבי החשמל של ימינו דורשת שינויים רבים מהאופן שבו יוצרו כלי רכב מסורתיים. תהליך בניית רכבי EV דורש שיקול עיצובי כמעט כמו האסתטיקה של הרכב עצמו. זה כולל קו נייח של רובוטים שתוכננו במיוחד עבור יישומי EV - כמו גם קווי ייצור גמישים עם רובוטים ניידים שניתן להזיז פנימה והחוצה בנקודות שונות של הקו לפי הצורך.
בגיליון זה נבחן אילו שינויים נדרשים לתכנון ויצור יעיל של רכבי EV כיום. נדבר על איך תהליכים ונהלי ייצור שונים מאלה המשמשים לייצור כלי רכב המונעים בגז.
עיצוב, רכיבים ותהליכי ייצור
למרות שהפיתוח של ה-EV נמשך במרץ על ידי חוקרים ויצרנים בתחילת המאה העשרים, העניין נתקע עקב עלות זולה יותר, כלי רכב מונעי בנזין בייצור המוני. המחקר דעך מ-1920 ועד תחילת שנות ה-60, כאשר סוגיות סביבתיות של זיהום וחשש מדלדול משאבי טבע יצרו את הצורך בשיטה ידידותית יותר לסביבה של תחבורה אישית.
טעינת EVלְעַצֵב
רכבי החשמל של היום שונים מאוד מכלי רכב מונעי בנזין ICE (מנוע בעירה פנימית). הגזע החדש של רכבי החשמל נהנה מסדרה של ניסיונות כושלים לתכנן ולבנות רכבים חשמליים תוך שימוש בשיטות ייצור מסורתיות המשמשות יצרנים במשך עשרות שנים.
ישנם הבדלים רבים באופן ייצור רכבי EV בהשוואה לרכבי ICE. פעם הפוקוס היה על הגנה על המנוע, אך התמקדות זו עברה כעת להגנה על הסוללות בייצור EV. מעצבי ומהנדסי רכב חושבים מחדש לחלוטין על התכנון של רכבי EV, כמו גם יוצרים שיטות ייצור והרכבה חדשות לבנייתם. כעת הם מתכננים רכב חשמלי מהיסוד תוך התחשבות רבה באווירודינמיקה, משקל ויעילות אנרגטית אחרת.
An סוללת רכב חשמלי (EVB)הוא הייעוד הסטנדרטי לסוללות המשמשות להנעת מנועים חשמליים מכל סוגי רכבי החשמל. ברוב המקרים, מדובר בסוללות ליתיום-יון נטענות שתוכננו במיוחד לקיבולת גבוהה של אמפר-שעה (או קילוואט-שעה). סוללות נטענות בטכנולוגיית ליתיום הינן בתי פלסטיק המכילים אנודות וקתודות מתכת. סוללות ליתיום-יון משתמשות באלקטרוליט פולימרי במקום באלקטרוליט נוזלי. פולימרים מוצקים למחצה (ג'ל) בעלי מוליכות גבוהה יוצרים אלקטרוליט זה.
ליתיום-יוןסוללות EVהן סוללות מחזור עמוק שנועדו לספק כוח לאורך פרקי זמן מתמשכים. סוללות הליתיום-יון קטנות וקלות יותר, רצויות מכיוון שהן מפחיתות את משקל הרכב ולכן משפרות את ביצועיו.
סוללות אלו מספקות אנרגיה ספציפית גבוהה יותר מאשר סוגי סוללות ליתיום אחרים. הם משמשים בדרך כלל ביישומים שבהם המשקל הוא תכונה קריטית, כגון מכשירים ניידים, מטוסים נשלטי רדיו וכעת, EV. סוללת ליתיום-יון טיפוסית יכולה לאחסן 150 וואט-שעה של חשמל בסוללה ששוקלת כ-1 קילוגרם.
בשני העשורים האחרונים ההתקדמות בטכנולוגיית סוללת ליתיום-יון מונעת על ידי דרישות של אלקטרוניקה ניידת, מחשבים ניידים, טלפונים ניידים, כלי עבודה חשמליים ועוד. תעשיית החשמל קטפה את היתרונות של ההתקדמות הללו הן בביצועים והן בצפיפות האנרגיה. בניגוד לכימיקלים אחרים של סוללות, ניתן לפרוק ולהטעין סוללות ליתיום-יון מדי יום ובכל רמת טעינה.
ישנן טכנולוגיות התומכות ביצירת סוגים אחרים של סוללות קלות יותר, אמינות וחסכוניות - והמחקר ממשיך להפחית את מספר הסוללות הדרושות לרכבי החשמל של היום. סוללות האוגרות אנרגיה ומניעות את המנועים החשמליים התפתחו לטכנולוגיה משלהם ומתחלפות כמעט מדי יום.
מערכת משיכה
לרכבי רכב חשמליים יש מנועים חשמליים, המכונה גם מערכת המתיחה או ההנעה - ויש להם חלקי מתכת ופלסטיק שלעולם אינם זקוקים לשימון. המערכת ממירה אנרגיה חשמלית מהסוללה ומעבירה אותה לרכבת ההינע.
ניתן לעצב רכבי EV עם הנעה דו-גלגלית או כל-גלגלית, תוך שימוש בשני או ארבעה מנועים חשמליים בהתאמה. גם מנועים זרם ישר (DC) וגם זרם חילופין (AC) נמצאים בשימוש במערכות מתיחה או הנעה אלה עבור רכבי EV. מנועי AC פופולריים יותר כיום, מכיוון שהם אינם משתמשים במברשות ודורשים פחות תחזוקה.
בקר EV
מנועי EV כוללים גם בקר אלקטרוניקה מתוחכם. בקר זה מכיל את חבילת האלקטרוניקה הפועלת בין הסוללות למנוע החשמלי כדי לשלוט במהירות הרכב ותאוצה, בדומה לקרבורטור ברכב המונע בנזין. מערכות מחשב אלו לא רק מתניעות את המכונית, אלא גם מפעילות דלתות, חלונות, מיזוג אוויר, מערכת ניטור לחץ אוויר בצמיגים, מערכת בידור ועוד תכונות רבות המשותפות לכל המכוניות.
בלמי EV
ניתן להשתמש בכל סוג של בלם ברכבי EV, אך מערכות בלימה רגנרטיביות עדיפות ברכבים חשמליים. בלימה רגנרטיבית היא תהליך שבו המנוע משמש כגנרטור לטעינת המצברים כאשר הרכב מאט. מערכות בלימה אלו לוכדות מחדש חלק מהאנרגיה שאבדה במהלך הבלימה ומתעלת אותה חזרה למערכת הסוללה.
במהלך בלימה רגנרטיבית, חלק מהאנרגיה הקינטית הנספגת בדרך כלל על ידי הבלמים והופכת לחום מומרת לחשמל על ידי הבקר - ומשמשת לטעינה מחדש של הסוללות. בלימה רגנרטיבית לא רק מגדילה את טווח הנסיעה של רכב חשמלי ב-5 עד 10%, אלא היא גם הוכיחה שהיא מפחיתה את שחיקת הבלמים ומפחיתה את עלויות התחזוקה.
מטעני EV
יש צורך בשני סוגים של מטענים. יש צורך במטען בגודל מלא להתקנה במוסך כדי להטעין רכבי EV בן לילה, כמו גם מטען נייד. מטענים ניידים הופכים במהירות לציוד סטנדרטי של יצרנים רבים. מטענים אלו נשמרים בתא המטען כך שניתן להטעין את הסוללות של רכבי החשמל באופן חלקי או מלא במהלך נסיעה ארוכה או במצב חירום כמו הפסקת חשמל. בגיליון עתידי נפרט עוד יותר את סוגיעמדות טעינה של EVכגון רמה 1, רמה 2 ו-Wireless.
זמן פרסום: 20-20-2024