Sådan fungerer elbillaboratorier

Høflighed af Nissan USA

Global opvarmning, afhængighed af udenlandsk olie og den høje pris på benzin får folk til at tænke på alternative brændstoffer til fremtidens biler. Mens der er mange potentielle nye brændstoffer derude, er en af ​​de mest undersøgte - og mest lovende - simpel elektricitet.

Bilproducenter er allerede begyndt at eksperimentere med elektriske køretøjer. Elektriske køretøjer har tre grundlæggende dele: batterier, som er strømkilden til bilen; det motor, som omdanner kraften til brugbar energi, der kan dreje hjulene; og controller, der fungerer som en stor lysdæmperafbryder for at regulere elektricitet.

For at tanke et elektrisk køretøj (EV) er alt hvad du behøver en stikkontakt. Ethvert almindeligt husholdningsudløb gør det, men et stikkontakt med højere spænding gør arbejdet hurtigere. Nogle byer, som Portland, Ore., Installerer opladningsenheder på gaden, så nuværende og fremtidige EV'er vil være i stand til at fylde deres batterier selv, mens deres ejere arbejder eller kører ærinder.

-EVs, der er tilgængelige i dag, kan endnu ikke erstatte alle de benzindrevne biler og lastbiler på vejen. EV-hastigheder er normalt lave, cirka 35 mil i timen (56 kilometer i timen). De fleste EV'er kan rejse cirka 64 kilometer pr. Afgift, hvilket er nogenlunde den samme afstand som det gennemsnitlige daglige amerikanske marked. Bilerne kan oplades natten over ved en almindelig stikkontakt eller om få timer ved en højspændingsudgang. De har også nul-emissioner.

De fleste af de fremskridt, der gøres inden for EVs, er inden for batteriteknologi og design. Blysyrebatterier blev brugt i årtier - selv i de tidlige 1990'ere, hvor EVs først blev populære. Imidlertid får blybatterier ikke folk så langt, som vi ønsker, eller så hurtigt. Læs videre for at finde ud af, hvor og hvordan laboratorier arbejder for at forbedre EVs for moderne forbrugere.

Indhold

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

Da dette speedometer på Nissan Altima EV gør det klart, har elektriske køretøjer ikke brug for meget benzin for at køre effektivt. Kristen Hall-Geisler

Hvis der skal foretages forskning og gennembrud, er det fornuftigt, at det ville ske i et universitetslaboratorium. Flere universiteter har batteri- og EV-laboratorier, men vi tager et kig på to, der illustrerer hvad der foregår på skoler rundt om i verden.

University of Massachusetts i Lowell

Universitet af Massachusetts på Lowell

På Lowell-campus ved University of Massachusetts (UMass) arbejder professorer i mekanik og elektroteknik med studerende ved Center for Electric Car and Energy Conversion (EC&EC). Der er fem labs indeholdt i centrum: 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 dækker mange emner i disse fem laboratorier, fra den energi, der bruges i batterier til nedbrud af nye bilkonstruktioner, men centret lægger et specielt fokus på vedvarende energi. For at en EV skal være et ægte nul-emissionskøretøj, skal kilden til strøm, der genoplader batterierne også være ren. Dette har ført til, at centret har designet forbedrede fotovoltaiske celler til solcellepaneler og mere effektive måder at konvertere vindenergi til elektricitet. Resultaterne af dette arbejde er produkter, der kan bruges i ren energiindustrien og studerende, der har den tekniske know-how til at arbejde og innovere inden for EV-området, når de først er færdige.

University of California i Davis

Universitet af Californien i Davis

Ingeniører ved Plug-in Hybrid Electric Vehicle (PHEV) Research Center i Davis, Californien, arbejder på EVs med udvidet rækkevidde. (Husk, at de fleste standard-EV'er kun har en rækkevidde på omkring 64 km / km). Programmet fungerer under University of California i Davis 'Institute of Transportation Studies, som fokuserer sin forskning på forbrugernes ende af PHEV'er. Disse biler adskiller sig lidt fra rent elektriske køretøjer, idet de har en lille, supplerende benzinmotor, men de kan stadig oplade deres batterier med en almindelig stikkontakt.

Et af PHEV Research Center's projekter evaluerede nye instrumenter inde i bilens instrumentbræt, der kunne give chauffører realtidsinformation om energiforbrug, CO2-emissioner og mere. Centrets ingeniører arbejdede også med at forbedre opladningsteknologier og evaluere nye batteriteknologier, især de nyeste inden for lithium-ion-celler. De arbejdede også med at fastlægge livscyklusomkostningerne for PHEV'er, herunder udgifter til fremstilling, vedligeholdelse og emissioner.

Læs videre for at finde ud af, hvad bilfabrikanter laver i deres laboratorier for at bringe disse EV-teknologier til forbrugeren.

Hvis GM kan levere sit løfte, kunne Chevy Volt bringe elbiler til masserne inden 2010. Kristen Hall-Geisler

-

Mens universiteterne undersøger elektriske køretøjer på jagt efter potentielle problemer, herunder problemer med strømkilder, batterier og omkostninger til levetid, undersøger bilfabrikanter også EV-teknologi til effektivt at bygge og sælge disse biler til hverdagslige chauffører.

Inden en EV kan introduceres for offentligheden, skal den testes fuldt ud i laboratoriet og på banen. Batterierne skal være pålidelige og sikre, bilen skal opfylde forbruger- og producentstandarder, og det hele skal leveres til en rimelig pris. Det er en høj ordre, men næsten alle større producenter arbejder på det i deres laboratorier. Faktisk har du måske hørt om oprettelsesprocessen for Chevrolet Volt, et elektrisk køretøj med udvidet rækkevidde (E-REV). GM har hældt al sin ingeniør-, design- og marketingstyrke ind i denne bil siden introduktionen som en konceptbil på Detroit Auto Show i 2007.

De fleste af konceptbiler, der får opmærksomhed på autoshow, kan faktisk ikke køres, og få af dem kommer til produktion. Imidlertid lovede GM at levere Chevy Volt i 2010, hvilket flyttede sine laboratorier til overdrive. Først var de nødt til at udtænke et sikkert og brugbart el-tog. Spændingen drives af lithium-ion-batterier og har en lille benzinmotor (eller en E85-motor bygget til en ethanol-benzinblanding), der vil sparke ind for at genoplade batterierne efter cirka 64 km (64 kilometer) altelektrisk kørsel.

Nogle gange, selv når virksomheden er stor og produktet vigtigt, er det lettere, hurtigere og billigere at outsource produktundersøgelser og -udvikling end at genopfinde hjulet i dit eget laboratorium. Som et eksempel besluttede GM at få batterierne til Volt fra et andet firma. Efter at have søgt i måneder, bosatte virksomheden sig på lithium-ion-batterier fra LG.

Andre virksomheder ønsker blot at kontrollere så mange dele som muligt og er villige til at investere i de laboratorier, der er nødvendige for at skabe dem. Nissan er kun en bilproducent, der har sit eget batterilaboratorium på stedet i Japan, der i øjeblikket forsker på strømkilder til sine fremtidige elektriske køretøjer og hybridelektriske køretøjer. Ingeniører arbejder med mindre prototyperversioner af lithium-ion-bilbatterier i fuld størrelse for at bestemme deres kapacitet til at lagre energi. De bruger disse mindre prototyper til at vurdere sikkerheden i forskellige materialer, der bruges til at skabe de elektriske reaktioner, der driver bilen.

Ikke alt det innovative arbejde med EV'er udføres imidlertid i store universitets- eller virksomhedslaboratorier. Derefter skal vi tale om et par af de små virksomheder og eventyrlystne entusiaster i laboratorier og garager.

Inde i Chevrolet Volt elektrisk køretøj. Kristen Hall-Geisler

Jim Husted reparerer elektriske gaffeltrucksmotorer for at leve i sin butik i Redmond, Ore. Mens han foretog sine reparationsrunder, mødte han John Wayland, der på sin fritid trækker en Datsun konverteret til elektrisk kraft. Wayland viste Husted de to modificerede gaffeltrucksmotorer, der var klemt under hætte på sin racerbil, White Zombie.

Husted troede, at han kunne gøre det bedre, så han gik tilbage til sin butik og fik fikse med motorer, indtil han fandt en løsning på Waylands to-motoriske problem. Han foretog et par ændringer af udstyret og koblet de to motorer sammen til ende. Motorerne vejet nu 11 kg mindre og var 18 cm kortere, hvilket gav en hurtigere banetid for Wayland. Det resulterende to-motorkøretøj blev malet lilla og døbt Siamese 8.

Husted har eksperimenteret i sin butik lige siden. Han har produceret motorer til det optagende KillaCycle el-motorcykel og har gendannet en 1910 elektrisk motor til en anden EV-entusiast århundrede gammelt hesteløst vognprojekt [kilde: Hi-Torque Electric].

Undertiden samles opfindsomhedens opfindsomhed og universitetslaboratoriet for at skabe en nyttig teknologi. A123Systems, hvis lithium-ion-batterier har drevet optagelsestidstrækningstider for både White Zombie og KillaCycle, brugte nanoteknologier udviklet ved Massachusetts Institute of Technology til at skabe sine batterier. A123Systems har et af de største lithium-ion-forsknings- og udviklingshold i USA Ved hjælp af Massachusetts Institute of Technology's nanoscale materialer i deres egne laboratorier udviklede forsknings- og udviklingsholdene et batteri, der kan modstå misbrug i den virkelige verden i mere end 10 år og brug stadig miljøvenlig teknologi.

Det vil vare lang tid, før bensindrevne biler permanent forlader vores gader, men laboratorier på alle niveauer arbejder for at bringe sikker, pålidelig, hurtig og sjov elektrisk drevet transport til forbrugerne. Takket være innovationer, der er født i disse laboratorier, kan din næste bil muligvis blive drevet af solcellepaneler på dit tag.

-

Relaterede artikler

• Sådan fungerer elbiler
• Sådan fungerer brændselsceller
• Sådan fungerer solceller
• Sådan fungerer hybridbiler
• Sådan fungerer brintøkonomien
• El-quiz

Flere gode links

• A123Systems
• Chevy Volt officielt websted
• 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. (Åbnede 26. februar 2009) http://www.a123systems.com/
• Center for elbil og energiomstilling (EC&EC). University of Massachusetts i Lowell. (Åbnede 18. februar 2009) http://www.uml.edu/centers/ecec/
• Chevrolet.com. "Chevy Volt: Fremtiden elektrificerer." (Åbnede 26. februar 2009) http://www.chevrolet.com/electriccar/
• GM Volt. (Åbnede 18. februar 2009) http://gm-volt.com/
• Hayashi, Tatsuhiko. "Nissan viser inde i et elektrisk bilbatteri-lab." Tech-On. (Åbnede 18. februar 2009) http://techon.nikkeibp.co.jp/english/NEWS_EN/20080822/156726/
• Husted, Jim. Hej-moment elektrisk. (Åbnede 18. februar 2009) http://www.hitorqueelectric.com/
• Kaho, Todd. "Eksempel: 2011 Chevy Volt Electric." GreenCar.com. 22. september 2008. (Åbnede 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. (Åbnede 18. februar 2009) http://phev.ucdavis.edu/