A hőlégmotoros autóknál a technológiai jelentőség a légcsavar kezéből származik és az üzemanyagtartály történetesen csak egy tank. Az elektromos motorral rendelkező autóknál azonban éppen az ellenkezője történik az elektromos motor felépítése és működése egyaránt nagyon egyszerű, és a legnagyobb technikai bonyolultság az akkumulátorra esik.

elektromos

Amikor a Fiat Seicento Elettra Ökológiai eszközként értékesítették, amely képes elérni a maximális 100 kilométer/órás sebességet. Volt egy A körülbelül száz kilométeres autonómia és az akkumulátor töltése körülbelül nyolc órát vett igénybe. Egyébként az akkumulátor méretéből adódóan ennek a haszongépjárműnek csak két ülése volt, és az ár miatt a kereskedelmi terjesztése nem volt nagy siker.

Ha visszatérünk a jelenbe, egy ehhez a Fiathoz hasonló jelenlegi koncepciójármű lehet Intelligens Fortwo elektromos hajtás. Ez a kis haszongépjármű olyan autonómiával rendelkezik, amely a valós használat során többé-kevésbé hasonlít a kis olaszéhoz, és töltési ideje is többé-kevésbé hasonló, de legyen óvatos, csak ha az alap hálózat hálózati csatlakozójához csatlakoztatjuk. egy otthon. Az akkumulátor technikai fejlődése lehetővé tette a Daimler-csoport számára, hogy felajánlja az akkumulátorok töltésére alkalmas speciális töltők (WallBox) telepítését. az akkumulátor nyolcvan százaléka alig több mint negyvenöt perc alatt.

Az akkumulátor alapkoncepciója

Az akkumulátor egyszerűen felhalmozza az áramot, amelyet azután a villanymotor fel fog fogyasztani. Célja hasonló az üzemanyagtartályéhoz, de felépítése és működése nem lehet bonyolultabb.

Anélkül, hogy a definíciókba és/vagy kémiai folyamatokba mélyebbre kellene vennünk, az akkumulátor működése a elektrontermelés szabályozott kémiai reakciókból. Úgy képzelem, hogy sokan emlékeznek még a periódusos rendszerre, az utolsó rétegben lévő elektronok számára és a reakció után keletkező kémiai vegyületek stabilitására. Nos, egy akkumulátor esetében a belül zajló kémiai reakció kedvez a elektronátadás negatív pólusról pozitív pólusra.

Az akkumulátor a változó cellaszám, kis tartályok, amelyekben az elektródák az elektrolitba merülnek.

  • Elektróda: az elektrolittal és a cella külsejével érintkező elektromos áram vezetője. Lehet pozitív jele (anód) vagy negatív jele (katód).
  • Elektrolit: minden olyan anyag, amely elektromos áram hatására lebontható (elektrolízis).

Nagyon egyszerű példa: egy klasszikus ólomakkumulátorban az egyik elektróda tiszta ólomból (Pb), a másik ólom-dioxidból (PbO2) készül, az elektrolit pedig vízben oldott kénsav (H2SO4) (H2O).

Mindezeket az elemeket akkumulátoroknak nevezzük, pontosan az elektromos energia előállításához szükséges cellák társulása miatt. Ez az asszociáció lehet sorban (egy cella negatív pólusa a következő cella pozitív pólusával), hogy nagyobb elektromos feszültséget kapjon, vagy párhuzamosan (ugyanannak a jelnek az összes pólusa összekapcsolódik) nagyobb intenzitás elérése érdekében.

Lítium-ion akkumulátor

A fent nevezett Smart lítium-ion akkumulátorral rendelkezik. Ez azt jelenti, hogy ez az akkumulátor cserélje ki a kénsav-elektrolitot egy másikra, amely egy lítiumsó, de az elektromos áram felhalmozódását lehetővé tevő kémiai elv ugyanaz.

Ami az elektromos autókra, lítium-ion akkumulátorokra vonatkozik alacsonyabb a súlyuk, és nagyobb számú újratöltési ciklust tesznek lehetővé mielőtt jelentős kapacitásvesztés következne be, az akkumulátor romlása. Jelenleg a becslések szerint egy lítium-ion akkumulátor képes háromezer teljes újratöltési ciklus után is megtartja kapacitásának nyolcvan százalékát.

Az elektromos autó gyakorlati hátrányai

Kicsit félretéve az árat és a hazánkban alkalmazott szűkös infrastruktúrát, az elektromos autó nagy "problémája" a gyakorlati elemzés. Például a Volkswagen Golf 1.5 ÁME Tökéletes kompakt hosszú utazásokhoz. Az üzemanyagtartálya lehetővé teszi 800 kilométernél hosszabb utak megtételét, és öt percnél többet nem töltünk az üzemanyag tankolásához

Ha ehelyett minket érdekel az új Volkswagen e-Golf, Világosnak kell lennünk abban, hogy az akkumulátora nem teszi lehetővé kétszáz kilométernél hosszabb utak megtételét, és hogy az akkumulátor feltöltése arra kényszerít minket, hogy körülbelül 5 órás kávét igyunk egy 7,4 kilowattos konnektorban.

Ezen a ponton több autó is eszébe jut, mint a Tesla Model S 100D, - jóváhagyott 612 kilométeres autonómiával, és - kompresszorok A márkából.

Először is elismerem, hogy ez a Tesla nagyszerű autó, de 110 000 eurós ára egy kicsit kiveszi a legtöbb spanyol zsebéből. Másrészt a forgalomban 60-70 kilométer/órás sebességgel elérhető a meghirdetett autonómia, mert az utazás során óránként 120 kilométerrel a valódi autonómia körülbelül 450 kilométer, ami egyáltalán nem rossz.

Ami a márka kompresszorait illeti, bár nagy terjeszkedés várható, amikor a Tesla Model 3 megkezdi marketingjét, ma elsősorban a Földközi-tenger partjára koncentrálnak. Valójában Kasztília Leónban kettő van (Burgos és Valladolid), és olyan közösségekben, mint Cantabria, Asturias, Galicia vagy Madrid, még nincsenek.

Ezek a legfeljebb 120 kilowattos kompresszorok lehetővé teszik 20 perc alatt töltse fel a körülbelül 300 kilométer megtételéhez szükséges áramot de komoly hátrányuk van: a jelenlegi technológiával, ezek az erőteljes töltések lerövidítik az akkumulátor élettartamát.

Ezzel a jelenlegi technológiával és infrastruktúrával értem, azoknak, akiknek gyakran hosszú utakat kell megtenniük, érdemes plug-in hibrid járműveket keresniük. Például ő Volkswagen Golf GTE Nap mint nap elektromos járműként használható akkumulátorral, amely körülbelül 40 kilométer autonómiát kínál, és kompakt 110 kilowattos, tökéletesen alkalmas hosszú utakra. Természetesen mindaddig, amíg a csomagok könnyedén utazunk; Míg a benzinmotoros Volkswagen Golf csomagtartója 380 liter űrtartalommal rendelkezik, a hibrid modell diszkrét 272 literes marad (341 liter a teljesen elektromos modellnél).

A jövő akkumulátora

Senki sem tudja, hogy az autóipar jövője villamosítás. Jelenleg sok márka fogad a mikrohibridizáció motorjaikból, de ez csak egy közbenső lépés a fosszilis üzemanyaggal működő autó és az elektromos autó között.

Az elektromos autó nagy tétjéhez a az akkumulátor méretének és teljesítményének optimalizálása. Egyrészt szinte kötelező hasonló szintű autonómiát és töltési időket kínálni, amelyek versenyre kelhetnek a belső égésű motorral felszerelt járművekkel. Másrészt elengedhetetlen az akkumulátor súlyának csökkentése is. Például a Renault zoe súlya 1545 kiló és a Renault Clio TCe 66 1082 kilónál marad.

Rövid időszak

Négy-öt év múlva láthatjuk az elektromos járműveket a mintegy 600 kilométeres valós autonómia az akkumulátoron alkalmazott technikai fejlesztéseknek köszönhetően.

Olyan autók, mint ő Opel Ampera-e Felszerelik az egyik legmodernebb elemet, amelyet jelenleg gyártanak. Az LG Chem által gyártott akkumulátor ebben az Opelben a kobalt, lítium, mangán és nikkel kombinációja képes elegendő villamos energiát előállítani ahhoz, hogy néhány ember mozgassa az autót 350 kilométer valós körülmények között felhasználása.

Ez a fajta összetett elem a élettartama kétszerese a jelenlegi lítiumionnak Bár az is igaz, hogy körülbelül tíz százalékkal nagyobb a súlya, mint a jelenlegiek, és hogy ezek előállításának költségei nagyjából ugyanannyival nőnek.

Szilárd elektrolit elem

2020-ra tervezett, A szilárd elektrolit sűrűsége nagyobb, mint a folyékonyé, és lehetővé teszi az ilyen típusú akkumulátorok számára, hogy több energiát tároljanak, mint például egy lítiumsó akkumulátor. Mi több minimalizálja a dendritek megjelenését, ismétlődő szerkezetek, amelyek a kristálynövekedés korai szakaszában jellemzők, és rövidzárlatot okozhatnak az akkumulátorban.

Ezek a dendritek kémiai összetételük miatt olyan testek, amelyek elektromos vezetők lehetnek vagy nem. Például az ionos és kovalens kristályok nagy ellenállást mutatnak a hő és/vagy az elektromosság vezetésével szemben, és a molekuláris kristályok ebben a tekintetben teljesen szigetelnek. Ez a három típusú kristály korlátozza az akkumulátor töltőkapacitását, mivel keletkezése tönkreteszi az elektrolitot, és ezért korlátozza az elektrolízis folyamatát.

Van egy negyedik típusú kristály, a fém, amelyekre jellemző, hogy a legkülső rétegekben kevés elektron van, és pozitív töltésűek. Ez azt jelenti, hogy kialakulásában elpusztítja az elektrolitot, és miután a molekula kialakult, negatív töltéssel elnyeli az elektronokat, amelyek tárolódnak. Ezt kémiai stabilitásnak nevezzük a vegyértékű héjban, ami fordítva azt jelenti, hogy minden molekula általában nyolc elektron (stabilitás) van az utolsó héjában (valencia héj).

A szilárd elektrolit akkumulátor előnyei az sokkal kevésbé melegszik fel, és kevésbé hajlamos a lebomlásra, ami azt jelenti, hogy sokkal több betöltési folyamat során képes fenntartani tárolókapacitását.

Grafén a jövő akkumulátorában

Évek óta a tudományos kutatási programok során a grafénnak ezer és egy fordulatot adott, ez tiszta szén kompozit anyag szabályos hatszögletű elrendezésben amely mindennapi életünk minden területén jelen van, mindaddig, amíg a jelenlegi 300 USD/gramm ár természetesen csökken. Természetesen, ha az ár csökken, akkor várható, hogy a grafén is eléri az elektromos autó akkumulátorát.

Az első prototípusokban tapasztaltak szerint egy grafén elemnek van egy az energia sűrűsége, amely ötszöröse a jelenlegi lítium akkumulátorokét, Kémiai összetétele miatt a robbanás veszélye szinte nulla és rövidzárlat esetén csak a sérült rész nem működik.

A grafén akkumulátor jelenlegi előnyeivel szembeni előnyei közé tartozik a nagyobb kapacitás, az azonos térfogatú kisebb súly és a felülmúlhatatlan teherbírás (egy 100 kwh-os akkumulátort kevesebb, mint tíz perc alatt lehet feltölteni).

Hátrányai közül kiemelhetjük, hogy tíz-tizenöt éven keresztül nem érnék el a piacot, és hogy az egyetlen spanyol céget, amely a grafénelemek kutatásával foglalkozik, és amely világméretű referencia volt, nemrégiben csalással vádolták, és a a Nemzeti Értékpapír-piaci Bizottság.

Kiskoromban azt mondták, hogy 2000-ben autók repülnek, és nincs sofőrjük. Szeretnék visszatérni ehhez a cikkhez 2030-ban, és elemezni tudnám, milyenek voltak a jelenlegi előrejelzések. Persze valami azt mondja nekem, hogy az elemek fejlődése évről évre meglep.