Тест драйв QUANT 48VOLT: революция в автомобильной промышленности или…
760 л.с. и ускорение за 2,4 секунды демонстрируют возможности гидроаккумулятора
Он теряется в тени Илона Маска и его Tesla, но нунций Ла Веккио и технологии его команды, используемые исследовательской компанией nanoFlowcell, могут действительно произвести революцию в автомобильной промышленности. Последнее творение швейцарской компании – студия QUANT 48VOLT, которая следует за меньшим QUANTINO 48VOLT и несколькими предыдущими концептуальными моделями, такими как QUANT F, которые еще не использовали 48-вольтовую технологию.
Оставаясь на закате катаклизмов в автомобильной промышленности последних лет, NanoFlowcell решает перенаправить свой потенциал развития и разработать технологию так называемых мгновенных аккумуляторов, которые по своей работе не имеют ничего общего с никель-металлогидридными и литий-ионными. Однако более внимательное изучение студии QUANT 48VOLT покажет уникальные технологические решения – не только с точки зрения вышеупомянутого способа выработки электроэнергии, но и общую схему 48 В с многофазными электродвигателями с алюминиевыми катушками, встроенными в колеса, и общей мощностью 760 лошадиных сил. Конечно, возникает много вопросов.
Аккумуляторы Flow – что это такое?
Ряд исследовательских компаний и институтов, таких как Fraunhofer в Германии, уже более десяти лет занимаются разработкой аккумуляторных батарей для электрического тока.
Это батареи, а точнее элементы, похожие на топливо, которые заправляются жидкостью, как топливо заливается в автомобиль с бензиновым или дизельным двигателем. На самом деле идея проточной или так называемой проточной батареи окислительно-восстановительного потенциала несложна, и первый патент в этой области датируется 1949 годом. Каждое из двух пространств ячейки, разделенных мембраной (аналогично топливным элементам), соединено с резервуаром, содержащим определенный электролит. Из-за склонности веществ к химической реакции друг с другом протоны переходят от одного электролита к другому через мембрану, а электроны направляются через потребителя тока, подключенного к двум частям, в результате чего течет электрический ток. Через определенное время два бака сливаются и заполняются свежим электролитом, а использованный «перерабатывается» на зарядных станциях. Работу системы обеспечивают насосы.
Хотя все это выглядит просто великолепно, к сожалению, есть еще много препятствий для практического использования этого типа аккумуляторов в автомобилях. Плотность энергии окислительно-восстановительной батареи с ванадий-электролитом находится в диапазоне всего 30-50 Вт · ч на литр, что примерно соответствует значению свинцово-кислотной батареи. В этом случае для того, чтобы хранить такое же количество энергии, как в современной литий-ионной батарее емкостью 20 кВтч, при аналогичном технологическом уровне окислительно-восстановительной батареи потребуется 500 литров электролита. В лабораторных условиях так называемые батареи полисульфид-бромид ванадия достигают плотности энергии 90 Вт · ч на литр.
Экзотические материалы не нужны для производства проточных окислительно-восстановительных батарей. Не требуются дорогие катализаторы, такие как платина, используемые в топливных элементах, или полимеры, такие как литий-ионные батареи. Высокая стоимость лабораторных систем объясняется только тем, что они единичные и изготавливаются вручную. Что касается безопасности, то здесь опасности нет. Когда два электролита смешиваются, происходит химическое «короткое замыкание», при котором выделяется тепло и температура повышается, но остается на безопасных значениях, и ничего более этого не происходит. Конечно, одни жидкости небезопасны, но бензин и дизельное топливо тоже.
Революционная технология nanoFlowcell
После многих лет исследований компания nanoFlowcell разработала технологию, при которой электролиты не используются повторно. Компания не сообщает подробностей о химических процессах, но факт, что удельная энергия их би-ионной системы достигает невероятных 600 Вт / л и, таким образом, дает возможность обеспечивать такую колоссальную мощность электродвигателям. Для этого параллельно соединены шесть ячеек с напряжением 48 вольт, способных обеспечить электроэнергией систему мощностью 760 л.с. В этой технологии используется разработанная nanoFlowcell мембрана на основе нанотехнологий, обеспечивающая большую контактную поверхность и позволяющую заменять большие количества электролита за короткое время. В будущем это также позволит обрабатывать растворы электролитов с более высокой концентрацией энергии. Поскольку в системе не используется высокое напряжение, как раньше, буферные конденсаторы исключаются – новые элементы напрямую питают электродвигатели и имеют большую выходную мощность. QUANT также имеет эффективный режим, в котором часть ячеек отключается, а мощность снижается во имя повышения эффективности. Однако, когда требуется мощность, она доступна – из-за огромного крутящего момента в 2000 Нм на колесо (всего 8000 Нм по данным компании) разгон до 100 км / ч занимает 2,4 секунды, а максимальная скорость ограничена электроникой на 300 км. / ч Для таких параметров вполне естественно не использовать трансмиссию – четыре электродвигателя мощностью 140 кВт интегрированы непосредственно в ступицы колес.
Революционные по своей природе электродвигатели
Маленькое чудо техники – сами электродвигатели. Поскольку они работают при крайне низком напряжении 48 вольт, они не трехфазные, а 3-фазные! Вместо медных катушек они используют решетчатую алюминиевую структуру для уменьшения объема – что особенно важно с учетом огромных токов. Согласно простой физике, при мощности 45 кВт на электродвигатель и напряжении 140 вольт ток, протекающий через него, должен составлять 48 ампер. Неслучайно nanoFlowcell объявляет значения 2900 А для всей системы. В этом отношении здесь действительно работают законы больших чисел. Компания не сообщает, какие именно системы используются для передачи таких токов. Однако преимущество низкого напряжения заключается в том, что не требуются системы защиты от высокого напряжения, что снижает стоимость продукта. Это также позволяет использовать более дешевые MOSFET-транзисторы (металлооксидные полупроводниковые полевые транзисторы) вместо более дорогих HV IGBT (высоковольтные биполярные транзисторы с изолированным затвором).
Ни электродвигатели, ни система не должны двигаться медленно после нескольких динамических ускорений охлаждения.
Большие резервуары имеют объем 2 х 250 литров, и, согласно данным nanoFlowcell, ячейки с рабочей температурой около 96 градусов имеют КПД 90 процентов. Они встроены в туннель в конструкции пола и способствуют низкому центру тяжести автомобиля. Во время работы автомобиль выбрасывает брызги воды, а соли из отработанного электролита собираются в специальном фильтре и отделяются каждые 10 000 км. Однако из официальной информации прессы на 40 страницах неясно, сколько автомобиль потребляет на 100 км, и есть очевидная расплывчатая информация. Компания утверждает, что один литр bi-ION стоит 0,10 евро. Для баков объемом 2 х 250 литров и расчетным пробегом 1000 км это означает 50 литров на 100 км, что опять же выгодно на фоне цен на топливо (отдельный вопрос веса). Однако заявленная мощность системы в 300 кВтч, что соответствует 600 кВтч / л, означает потребление 30 кВтч на 100 км, а это очень много. У меньшего Quantino, например, есть баки объемом 2 x 95 литров, которые обеспечивают (по данным) всего 15 кВтч (вероятно, 115?), А заявленный пробег составляет 1000 км при потреблении 14 кВтч на 100 км. Это очевидные несоответствия …
Если не принимать во внимание все это, как приводную технологию, так и дизайн автомобиля можно охарактеризовать как потрясающие, что само по себе является уникальным для начинающей компании. Космический каркас и материалы, из которых изготовлен корпус, также являются высокотехнологичными. Но это уже кажется условным на фоне такого драйва. Не менее важно и то, что автомобиль имеет сертификат TUV для езды по немецкой дорожной сети и готов к серийному производству. Что должно начаться в Швейцарии в следующем году.
Текст: Георгий Колев
Главная » Статьи » Заготовки » QUANT 48VOLT: революция в автомобильной промышленности или…
