211service.com
Kā Tesla virza elektromobiļu inovācijas
Es nesen veicu testa braucienu ar vienu no Tesla greznajām Model S elektriskajām automašīnām un apmeklēju tās pētniecības un izstrādes laboratorijas, kur tā izstrādā akumulatoru un uzlādes tehnoloģiju. Pieredze lika man domāt, ka Tesla ir svarīga pārsvars pār saviem konkurentiem sacīkstēs par elektromobiļu ieviešanu masās.
Ainavisks maršruts : Model S traucas gar krastu.
Tesla Model S ir dārgs (tas svārstās no 70 000 USD līdz vairāk nekā 100 000 USD), taču tā darbības rādiuss ir 265 jūdzes, kas ir vairāk nekā trīs reizes lielāks nekā Nissan Leaf (75 jūdzes). Dažu gadu laikā Tesla cer ražot daudz pieejamākus transportlīdzekļus — tostarp tādus, kas maksā 30 000 līdz 35 000 USD — ar tādu pašu diapazonu kā Model S. Tesla arī vēlas padarīt elektromobiļus praktiskākus, izveidojot valsts mēroga uzlādes staciju tīklu. kas var uzlādēt 200 jūdzes aptuveni pusstundā — salīdzinājumā ar vairākām stundām, lai uzlādētu elektromobili parastā stacijā šodien.
Testa braucienam es plānoju braucienu no Teslas galvenās mītnes Palo Alto, Kalifornijā, uz Sanfrancisko, pēc tam uz Half Moon Bay, lai dotos kruīzā pa gleznaino piekrastes šoseju 1 uz Santakrusu. Vēlāk es devos atpakaļ uz ziemeļiem uz Fremontu, lai dotos ekskursijā uz Teslas rūpnīcu, pirms atgriezu automašīnu galvenajā mītnē — visa brauciena kopējais garums būtu aptuveni 230 jūdzes.
Kad es nokļuvu Teslā Palo Alto, lai paņemtu automašīnu, es atklāju, ka kāds bija aizmirsis to pieslēgt pa nakti. Akumulatora mērītājs rādīja 208 jūdzes — tas ir īss no 265 jūdžu diapazona Model S. Es joprojām varēju veikt savu braucienu, taču tagad bija svarīgi apstāties pie uzlādes stacijas.
Mūsdienu elektriskajiem transportlīdzekļiem ir vairākas priekšrocības salīdzinājumā ar ar gāzi darbināmiem automobiļiem. Ceļotāji uz degvielas uzpildes staciju nedodas — viss, kas jums nepieciešams, ir kontaktligzda mājās vai darbā, un pilna uzlāde maksā tikai dažus dolārus. Un arī elektromotori, kuriem visiem ātrumiem nepieciešams tikai viens pārnesums, var būt pārsteidzoši atsaucīgi un jaudīgi. Turklāt elektriskās automašīnas neizmanto benzīnu un neizdala piesārņojumu. Pat ja ņem vērā oglekļa emisijas un piesārņojumu no spēkstacijām, kas ražo elektroenerģiju automašīnu darbināšanai, kā arī no ražošanas un likvidēšanas, elektriskās automašīnas ražo par aptuveni 40 procentiem mazāk oglekļa dioksīda un ozona nekā parastās automašīnas.
Taču, neskatoties uz visām īpašībām, elektromobiļus joprojām vajā divi nosodoši faktori: augstās izmaksas un neoptimālāki akumulatori.
Tieši šeit Tesla cer kaut ko mainīt. Uzņēmuma novatoriskā akumulatoru un uzlādes tehnoloģija ir devusi tam ievērojamu pārsvaru, padarot akumulatorus lētākus un uzlādējot ātrāk, kā arī palīdzot Tesla samazināt izmaksas ātrāk nekā konkurentiem.
Apmēram pulksten 10 no rīta es izbraucu no Teslas autostāvvietas, izmantojot automašīnas paātrinājumu — no 0 līdz 30 1,7 sekundēs. Visu dienu es braucu garām citām automašīnām, kāpjot stāvos kalnos, braucu līkumos ātrumā un atstāju citas automašīnas stāvam pie bremžu gaismām.
Degvielas mērītājs : modeļa S informācijas panelis parāda pašreizējo atrašanās vietu, atlikušo uzlādes līmeni un enerģijas patēriņu laika gaitā. Diagrammas galējā labā daļa zaļā krāsā parāda rekuperatīvās bremzēšanas rezultātu.
Taču es jutu satraukumu, kad pamanīju, ka akumulatorā ir atlikušas tikai 67 jūdzes. Automašīna lēsa, ka es ieradīšos tuvākajā uzlādes stacijā Gilrojā ar 20 jūdzēm, kas ir atlikušas — apmēram puse no tā, ko biju gaidījis redzēt. Es nebūtu uztraucies, ja zinātu, ka varu paļauties uz šo aprēķinu, taču, tāpat kā jebkuram elektromobilim, faktiskais nobraukums mainās atkarībā no jūsu braukšanas stila, reljefa un satiksmes. Model S parāda divus dažādus diapazona aprēķinus: vienu, kas pakāpeniski samazinās, piemēram, degvielas mērītājs, un otru, kas parāda, kā jūsu diapazons ietekmētos, ja turpinātu braukt tāpat kā pēdējās minūtēs. Es izslēdzu gaisa kondicionētāju, aptumšoju automašīnas milzīgo 17 collu skārienekrānu un noņēmu gāzes pedāli, lai saglabātu sulu. Es ierados ar 17 jūdzēm akumulatorā.
Uzlādēšana bija daudz vienkāršāka, nekā es gaidīju, jo reiz pēcpusdienā uzlādēju Chevrolet Volt standarta publiskā uzlādes stacijā, lai uzlādētu tikai 30 jūdzes. Automašīna atpazina RFID marķējumu lādētāja rokturī un automātiski atvēra kontaktligzdas durvis. Kad es gāju pāri autostāvvietai, nopirku čīzburgeru un aiznesu to atpakaļ uz automašīnu, attālums jau bija līdz 92 jūdzēm, kas ir pietiekami daudz, lai pabeigtu dienas braukšanu. Es kādu laiku tērzēju ar Model S īpašnieku un pēc tam atgriezos ceļā. Tajā vakarā es atgriezu automašīnu ar 129 jūdžu nobraukumu akumulatorā — vairāk nekā pilnībā uzlādētu akumulatoru elektrisko automašīnu klāsts no Toyota, Nissan, Ford, GM, Honda, Fiat, Renault, Mitsubishi, Smart vai Scion vai gaidāmie elektromobiļi no Mercedes un BMW.
Neskatoties uz pārliecinošajiem sasniegumiem, elektriskajiem automobiļiem joprojām ir problēmas: izmaksas un diapazons. Tā kā kompresoru nav uz katra stūra (ASV ir tikai 16), ja pa nakti aizmirstat pieslēgt automašīnu vai rodas strāvas padeves pārtraukums vai kāda cita problēma, jums nepaveicas. Ja es būtu bijis gandrīz jebkur citur valstī vai nolēmis doties uz ziemeļiem, nevis uz dienvidiem pa 1. šoseju, vai arī būtu apmaldījies, es būtu iestrēdzis ceļa malā.
Maksas problēma galvenokārt ir infrastruktūras problēma. Taču lielākā tehnoloģiskā problēma joprojām ir akumulatora izmaksas. Tās ir izmaksas, kas ierobežo Model S ietilpību un neļauj lielākajai daļai cilvēku piekļūt 265 jūdžu nobraukuma elektriskajām automašīnām.
Dienu pirms brauciena es apskatīju Teslas pētniecības un attīstības laboratoriju kalnos aiz Stenfordas universitātes. Uzņēmuma galvenais tehnoloģiju speciālists JB Straubel man parādīja Teslas Roadster, tā pirmās automašīnas un modeļa S versijas, no kurām viss ir noņemts, izņemot rāmjus, riteņus un elektriskās piedziņas sistēmu (kurā ietilpst akumulators, motors un elektronika). kas tos kontrolē). Tas bija spilgts skats uz to, cik tālu uzņēmums ir nonācis. Roadster lielais akumulators aizņem automašīnas aizmugurējo trešdaļu. Šķiet, ka modeļa S akumulators un motors ir pazuduši. Lai gan akumulators uzglabā daudz vairāk enerģijas, tas ir kompaktāks: tagad tā ir plakana plāksne, kas neuzkrītoši atrodas starp riteņiem un kalpo kā daļa no transportlīdzekļa rāmja. Nav skaidrs, ka akumulatora izmaksas par kilovatstundu arī ir samazinātas uz pusi.
Straubels norādīja uz plašo litija jonu akumulatoru elementu klāstu — akumulatora bloka daļām, kas faktiski uzglabā enerģiju —, ko uzņēmums testē. Tas ietvēra nelielu cilindrisku elementu rindu aptuveni AA bateriju lielumā — tādus, kādus Tesla izmanto modelī S.
Akumulatoru iepakojums : Model S akumulators ir tukšs un daļa no rāmja, kas atbalsta automašīnu — metāla korpuss nodrošina strukturālu atbalstu.
Tesla šo mazo litija jonu akumulatoru izvēle neapšaubāmi ir viena no svarīgākajām stratēģiskajām spēlēm. Ievērojami autoražotāji ir izvēlējušies lielākas akumulatoru baterijas — tie padara akumulatoru komplektu vienkāršāku, jo jums to nepieciešams mazāk. Bet lielākās šūnas, jo tajās ir vairāk enerģijas, ir arī bīstamākas. Tāpēc autoražotāji izmanto mazāk enerģijas blīvus akumulatoru materiālus, kas ir izturīgāki pret aizdegšanos. Cenšoties kompensēt zemāku enerģijas blīvumu, autoražotāji izvēlējās plakanās šūnas, jo tās tiek iesaiņotas blīvāk, taču šādu elementu ražošana maksā vairāk.
Izvēloties mazākas, cilindriskas šūnas, Tesla ietaupīja ražošanas izmaksas — to izmaksas ir samazinājušas apjomradīti ietaupījumi klēpjdatoru nozarei, kurai šūnas tika izstrādātas. Tesla varētu izmantot arī pieejamos enerģijas blīvākos akumulatoru materiālus, daļēji tāpēc, ka mazākas šūnas pēc būtības ir mazāk bīstamas. Un labāks enerģijas blīvums samazina materiālu izmaksas. Šī pieeja nozīmēja, ka Tesla bija jāizstrādā veids, kā savienot daudzus tūkstošus atsevišķu šūnu, salīdzinot ar vairākiem simtiem lielāko šūnu. Straubels arī izgudroja šķidruma dzesēšanas sistēmu, kas atrodas starp šūnām un spēj noņemt siltumu tik ātri, ka problēma ar vienu šūnu neizplatās uz citām.
Izvēloties mazākas, cilindriskas šūnas, Tesla tika nodrošināta arī lielāka elastība šūnu iesaiņošanā. Lieli, plakani elementi sadursmes gadījumā deformēsies un, iespējams, aizdegsies, tāpēc citiem autoražotājiem ir nācies automašīnā atrast vietas, kur avārijas gadījumā akumulators nebūtu ceļā. Tas nozīmēja, ka bija jāizmanto daļa pasažieru vai kravas vietas. Tesla saka, ka tā ir izturējusi avārijas testus bez elementu deformācijas vai dzesēšanas šķidruma noplūdes.
Pēc lielākās daļas aprēķinu, modeļa S akumulatoram, ar kuru es braucu, vajadzētu maksāt no 42 500 līdz 55 250 USD jeb pusi no automašīnas izmaksām. Taču Straubele norādīja, ka tā jau ir krietni zemāka. Viņi patiesībā ir mazāk nekā puse, viņš saka. Vairumā gadījumu mazāk nekā ceturtā daļa. Straubel saka, ka var darīt vairāk, lai samazinātu akumulatora izmaksas. Viņš sadarbojas ar šūnu un materiālu piegādātājiem, lai vairāk palielinātu enerģijas blīvumu, un viņš maina šūnu formu tā, lai atvieglotu to ražošanu.
To ņem vērā arī citi autoražotāji. Tiek ziņots, ka GM izpilddirektors Dens Akersons ir izveidojis darba grupu Tesla izpētei. Brets Smits, Ann-Arbor bāzētā bezpeļņas Automobiļu pētniecības centra līdzdirektors ražošanas, inženierijas un tehnoloģiju jomā, saka, ka Tesla ir kļuvusi no savdabīga mazā mediju mīluļa par tādu, kas noteikti liek cilvēkiem šajā nozarē aizdomāties.
Pēc uzlādes Gilroy kompresoru stacijā es steidzos pa šoseju atpakaļ uz Sanfrancisko, jutos atvieglots, ka esmu atradies uzlādes stacijas diapazonā. Bez piepūles pārvietojoties pa satiksmi, es nevarēju nejust, ka elektriskie transportlīdzekļi ir nākotne un ka Teslas panākumi akumulatoru un kompresorlādēšanas jomā varētu radīt šo nākotni ātrāk, nekā es domāju.