اختبار القيادة QUANT 48VOLT: ثورة في صناعة السيارات أو ...

760 ساعة والتسارع في 2,4 ثانية يوضح قدرات المجمع

لقد ضاع في ظلال Elon Musk وسيارته Tesla ، لكن Nuncio La Vecchio وتكنولوجيا فريقه ، التي تستخدمها شركة الأبحاث nanoFlowcell ، يمكن أن تحدث ثورة في صناعة السيارات. أحدث ابتكار من الشركة السويسرية هو الاستوديو QUANT 48VOLT ، والذي يتبع طراز QUANTINO 48VOLT الأصغر والعديد من النماذج المفاهيمية السابقة مثل QUANT F التي لم تستخدم بعد تقنية 48 فولت.

في ظل استمرار الاضطرابات التي شهدتها صناعة السيارات في السنوات الأخيرة ، قررت NanoFlowcell إعادة توجيه إمكاناتها التنموية وتطوير تقنية ما يسمى بالبطاريات اللحظية ، والتي لا علاقة لها في عملها بهيدريد معدن النيكل والليثيوم أيون. ومع ذلك ، فإن الفحص الدقيق لاستوديو QUANT 48VOLT سيكشف عن حلول تقنية فريدة - ليس فقط من حيث الطريقة المذكورة أعلاه لتوليد الكهرباء ، ولكن أيضًا من حيث الدائرة الشاملة 48 فولت بمحركات كهربائية متعددة الأطوار مع لفائف الألمنيوم المدمجة في العجلات ، و اجمالي انتاج 760 حصان. بالطبع ، تثار أسئلة كثيرة.

بطاريات التدفق - ما هي؟

يقوم عدد من الشركات والمعاهد البحثية مثل Fraunhofer في ألمانيا بتطوير بطاريات للتيار الكهربائي لأكثر من عشر سنوات.

هذه بطاريات ، أو بالأحرى ، عناصر شبيهة بالوقود ، مملوءة بالسائل ، مثل صب الوقود في سيارة بمحرك بنزين أو ديزل. في الواقع ، فإن فكرة التدفق من خلال أو ما يسمى ببطارية الأكسدة والاختزال المتدفقة ليست صعبة ، وتعود براءة الاختراع الأولى في هذا المجال إلى عام 1949. كل من الفراغين الخلويين ، مفصولة بغشاء (على غرار خلايا الوقود) ، متصل بخزان يحتوي على إلكتروليت محدد. بسبب ميل المواد للتفاعل الكيميائي مع بعضها البعض ، تنتقل البروتونات من إلكتروليت إلى آخر عبر الغشاء ، ويتم توجيه الإلكترونات من خلال مستهلك حالي متصل بالجزئين ، ونتيجة لذلك يتدفق تيار كهربائي. بعد فترة زمنية معينة ، يتم تجفيف خزانين وتعبئتهما بالكهرباء الجديدة ، ويتم "إعادة تدوير" الخزان المستخدم في محطات الشحن. يتم تشغيل النظام بواسطة مضخات.

في حين أن كل هذا يبدو رائعًا ، إلا أنه للأسف لا تزال هناك العديد من العقبات التي تحول دون الاستخدام العملي لهذا النوع من البطاريات في السيارات. تتراوح كثافة الطاقة لبطارية الأكسدة والاختزال مع إلكتروليت الفاناديوم من 30 إلى 50 واط / لتر فقط ، وهو ما يتوافق تقريبًا مع بطارية حمض الرصاص. في هذه الحالة ، من أجل تخزين نفس كمية الطاقة الموجودة في بطارية ليثيوم أيون حديثة بسعة 20 كيلو وات في الساعة ، على نفس المستوى التكنولوجي لبطارية الأكسدة والاختزال ، يلزم 500 لتر من الإلكتروليت. في ظروف المختبر ، تحقق ما يسمى ببطاريات عديد كبريتيد الفاناديوم بروميد كثافة طاقة تبلغ 90 واط / ساعة لكل لتر.

المواد الغريبة غير مطلوبة لإنتاج بطاريات الأكسدة والاختزال المتدفقة. لا يلزم استخدام محفزات باهظة الثمن مثل البلاتين المستخدم في خلايا الوقود أو البوليمرات مثل بطاريات أيونات الليثيوم. ترجع التكلفة العالية لأنظمة المختبرات فقط إلى كونها فريدة من نوعها ومصنوعة يدويًا. فيما يتعلق بالأمن ، لا يوجد خطر. عندما يتم خلط إلكتروليتين ، تحدث "دائرة قصر" كيميائية ، حيث يتم إطلاق الحرارة وترتفع درجة الحرارة ، لكنها تظل عند القيم الآمنة ، ولا يحدث أي شيء آخر. بالطبع ، السوائل وحدها ليست آمنة ، لكن لا يعتبر البنزين والديزل آمنين.

تقنية nanoFlowcell الثورية

بعد سنوات من البحث ، طورت nanoFlowcell تقنية لا تعيد استخدام الإلكتروليتات. لا تقدم الشركة تفاصيل حول العمليات الكيميائية ، ولكن الحقيقة هي أن الطاقة المحددة لنظامها ثنائي الأيونات تصل إلى 600 واط / لتر ، وبالتالي تجعل من الممكن توفير مثل هذه الطاقة الهائلة للمحركات الكهربائية. للقيام بذلك ، يتم توصيل ست خلايا بجهد 48 فولت بشكل متوازٍ ، قادرة على توفير الكهرباء لنظام بسعة 760 حصان. تستخدم هذه التقنية غشاءًا قائمًا على تقنية النانو تم تطويره بواسطة nanoFlowcell لتوفير سطح تلامس كبير والسماح باستبدال كميات كبيرة من الإلكتروليت في وقت قصير. في المستقبل ، سيسمح هذا أيضًا بمعالجة محاليل الإلكتروليت بتركيز طاقة أعلى. نظرًا لأن النظام لا يستخدم الجهد العالي كما كان من قبل ، يتم التخلص من المكثفات العازلة - العناصر الجديدة تغذي المحركات الكهربائية مباشرةً ولها طاقة خرج كبيرة. يحتوي QUANT أيضًا على وضع فعال حيث يتم إيقاف تشغيل بعض الخلايا وتقليل الطاقة باسم الكفاءة. ومع ذلك ، عند الحاجة إلى الطاقة ، فهي متوفرة - نظرًا لعزم الدوران الهائل البالغ 2000 نيوتن متر لكل عجلة (فقط 8000 نيوتن متر وفقًا للشركة) ، يستغرق التسارع إلى 100 كم / ساعة 2,4 ثانية ، والسرعة القصوى محدودة إلكترونيًا بـ 300 كم. / h بالنسبة لمثل هذه المعلمات ، من الطبيعي جدًا عدم استخدام ناقل الحركة - يتم دمج أربعة محركات كهربائية بقدرة 140 كيلو وات مباشرة في محاور العجلات.

محركات كهربائية ثورية بطبيعتها

معجزة التكنولوجيا الصغيرة هي المحركات الكهربائية نفسها. لأنها تعمل بجهد منخفض للغاية يبلغ 48 فولت ، فهي ليست ثلاثية الأطوار ، ولكنها ثلاثية الأطوار! بدلاً من لفائف النحاس ، يستخدمون هيكلًا شبكيًا من الألومنيوم لتقليل الحجم - وهو أمر مهم بشكل خاص نظرًا للتيارات الضخمة. وفقًا للفيزياء البسيطة ، بقدرة 3 كيلوواط لكل محرك كهربائي وبجهد 45 فولت ، يجب أن يكون التيار المتدفق عبره 140 أمبير. ليس من قبيل المصادفة أن تعلن nanoFlowcell عن قيم 48A للنظام بأكمله. في هذا الصدد ، تعمل قوانين الأعداد الكبيرة حقًا هنا. لا تكشف الشركة عن الأنظمة المستخدمة لنقل مثل هذه التيارات. ومع ذلك ، فإن ميزة الجهد المنخفض هي أن أنظمة حماية الجهد العالي غير مطلوبة ، مما يقلل من تكلفة المنتج. كما أنه يسمح باستخدام MOSFETs الأرخص (ترانزستورات تأثير مجال أشباه الموصلات بأكسيد المعادن) بدلاً من الترانزستورات HV IGBTs الأغلى ثمناً (ترانزستورات ثنائية القطب ذات بوابة معزولة عالية الجهد).

لا يجب أن تتحرك المحركات الكهربائية ولا النظام ببطء بعد عدة تسارعات تبريد ديناميكية.

يبلغ حجم الخزانات الكبيرة 2 × 250 لترًا ، ووفقًا لـ nanoFlowcell ، فإن الخلايا التي تبلغ درجة حرارة تشغيلها حوالي 96 درجة تكون فعالة بنسبة 90 بالمائة. تم دمجها في النفق في هيكل الأرضية وتساهم في انخفاض مركز ثقل السيارة. أثناء التشغيل ، تنبعث من السيارة رذاذ الماء ، ويتم جمع الأملاح من الإلكتروليت المستهلك في مرشح خاص وفصلها كل 10 كيلومتر. ومع ذلك ، لم يتضح من البيان الصحفي الرسمي في 000 صفحة كم تستهلك السيارة لكل 40 كيلومتر ، ومن الواضح أن هناك معلومات غامضة. تدعي الشركة أن لترًا واحدًا من ثنائي ION يكلف 100 يورو. بالنسبة للخزانات التي يبلغ حجمها 0,10 × 2 لترًا والمسافة التقديرية للأميال 250 كم ، فهذا يعني 1000 لترًا لكل 50 كيلومتر ، وهو أمر مفيد مرة أخرى على خلفية أسعار الوقود (قضية منفصلة للوزن). ومع ذلك ، فإن سعة النظام المعلنة 100 كيلوواط ساعة ، والتي تقابل 300 كيلو واط ساعة / لتر ، تعني استهلاك 600 كيلو واط في الساعة لكل 30 كيلومتر ، وهو عدد كبير. على سبيل المثال ، تمتلك كوانتينو الأصغر حجمًا خزانات 100 × 2 لترًا توفر (يُقال) فقط 95 كيلووات في الساعة (ربما 15؟) ، وتطالب بمسافة 115 كيلومتر عند 1000 كيلو واط في الساعة لكل 14 كيلومتر. هذه تناقضات واضحة ...

بغض النظر عن كل هذا ، فإن كل من تقنية القيادة وتصميم السيارة مذهلين ، وهو أمر فريد في حد ذاته لشركة ناشئة. كما أن إطار الفضاء والمواد التي صنع منها الجسم ذات تقنية عالية. لكن هذا يبدو بالفعل مشروطًا على خلفية مثل هذا الدافع. بنفس القدر من الأهمية ، السيارة حاصلة على شهادة TUV للقيادة على شبكة الطرق الألمانية وجاهزة للإنتاج المتسلسل. ما يجب أن يبدأ في سويسرا العام المقبل.

النص: جورجي كوليف

بيت " مقالات " الفراغات » QUANT 48VOLT: ثورة في صناعة السيارات أو ...