Testovacia jazda QUANT 48VOLT: revolúcia v automobilovom priemysle alebo ...

760 h.p. a akcelerácia za 2,4 sekundy demonštruje schopnosti akumulátora

Stratil sa v tieni Elona Muska a jeho Tesly, no Nuncio La Vecchio a technológia jeho tímu, ktorú používa výskumná firma nanoFlowcell, by mohla skutočne spôsobiť revolúciu v automobilovom priemysle. Najnovším výtvorom švajčiarskej spoločnosti je štúdio QUANT 48VOLT, ktoré nasleduje po menšom QUANTINO 48VOLT a niekoľkých predchádzajúcich koncepčných modeloch, ako napríklad QUANT F, ktoré ešte nepoužívali 48-voltovú technológiu.

Zostávajúc v súmraku turbulencií automobilového priemyslu v posledných rokoch sa NanoFlowcell rozhodol presmerovať svoj vývojový potenciál a vyvinúť technológiu takzvaných okamžitých batérií, ktoré vo svojej práci nemajú nič spoločné s nikel-metal hydridom a lítium-iónom. Bližšie skúmanie štúdia QUANT 48VOLT však odhalí unikátne technologické riešenia - nielen z hľadiska spomínaného spôsobu výroby elektriny, ale aj celkového 48V zapojenia s viacfázovými elektromotormi s hliníkovými cievkami zabudovanými v kolesách, resp. celkový výkon 760 koní. Samozrejme, vyvstáva veľa otázok.

Prietokové batérie – čo to je?

Viaceré výskumné spoločnosti a ústavy, napríklad Fraunhofer v Nemecku, vyvíjajú batérie pre elektrický prúd už viac ako desať rokov.

Jedná sa o batérie, alebo skôr prvky podobné palivu, ktoré sú plnené kvapalinou, ako napríklad palivo nalievané do auta s benzínovým alebo naftovým motorom. Myšlienka prietokovej alebo takzvanej prietokovej redoxnej batérie nie je v skutočnosti zložitá a prvý patent v tejto oblasti pochádza z roku 1949. Každý z dvoch bunkových priestorov, oddelených membránou (podobne ako palivové články), je spojený so zásobníkom obsahujúcim špecifický elektrolyt. Kvôli tendencii látok navzájom chemicky reagovať sa protóny pohybujú z jedného elektrolytu do druhého cez membránu a elektróny sú vedené cez prúdový spotrebič pripojený k dvom častiam, v dôsledku čoho preteká elektrický prúd. Po určitom čase sú dve nádrže vypustené a naplnené čerstvým elektrolytom a použitá je „recyklovaná“ na nabíjacích staniciach. Systém je prevádzkovaný pomocou čerpadiel.

Aj keď to všetko vyzerá skvele, bohužiaľ stále existuje veľa prekážok pri praktickom použití tohto typu batérií v automobiloch. Energetická hustota redoxného akumulátora s vanádovým elektrolytom je v rozmedzí iba 30 - 50 Wh na liter, čo zhruba zodpovedá hustote oloveného akumulátora. V takom prípade bude na rovnakú technologickú úroveň redoxnej batérie potrebných 20 litrov elektrolytu, aby sa v ňom mohlo uskladniť rovnaké množstvo energie ako v modernej lítium-iónovej batérii s kapacitou 500 kWh. V laboratórnych podmienkach dosahujú takzvané polysulfid-bromidové batérie vanádu energetickú hustotu 90 Wh na liter.

Na výrobu prietokovo redoxných batérií nie sú potrebné exotické materiály. Nie sú potrebné žiadne drahé katalyzátory, ako je platina používaná v palivových článkoch, alebo polyméry, ako sú lítium-iónové batérie. Vysoké náklady na laboratórne systémy možno vysvetliť iba skutočnosťou, že sú jedinečné a vyrábajú sa ručne. Pokiaľ ide o bezpečnosť, nič nehrozí. Po zmiešaní dvoch elektrolytov dôjde k chemickému „skratu“, pri ktorom sa uvoľní teplo a teplota stúpa, zostáva však na bezpečných hodnotách a nič iné sa nestane. Samotné kvapaliny samozrejme nie sú bezpečné, ale rovnako tak aj benzín a nafta.

Revolučná technológia nanoFlowcell

Po rokoch výskumu vyvinul nanoFlowcell technológiu, ktorá opätovne nepoužíva elektrolyty. Podrobnosti o chemických procesoch spoločnosť neuvádza, faktom však je, že špecifická energia ich bi-ion systému dosahuje neuveriteľných 600 W/l a umožňuje tak poskytnúť tak obrovský výkon elektromotorom. K tomu je paralelne zapojených šesť článkov s napätím 48 voltov, schopných dodať elektrinu systému s kapacitou 760 koní. Táto technológia využíva membránu založenú na nanotechnológii vyvinutú spoločnosťou nanoFlowcell, ktorá poskytuje veľkú kontaktnú plochu a umožňuje výmenu veľkého množstva elektrolytu v krátkom čase. V budúcnosti to umožní aj spracovanie roztokov elektrolytov s vyššou koncentráciou energie. Keďže systém nepoužíva vysoké napätie ako predtým, odpadajú vyrovnávacie kondenzátory - nové prvky priamo napájajú elektromotory a majú veľký výstupný výkon. QUANT má tiež efektívny režim, kde sú niektoré články vypnuté a výkon je znížený v mene účinnosti. Keď je však potrebný výkon, je k dispozícii - vďaka obrovskému krútiacemu momentu 2000 Nm na koleso (len 8000 Nm podľa spoločnosti) trvá zrýchlenie na 100 km/h 2,4 sekundy a maximálna rýchlosť je elektronicky obmedzená na 300 km. / h Pre takéto parametre je celkom prirodzené nepoužiť prevodovku – štyri 140 kW elektromotory sú integrované priamo v nábojoch kolies.

Revolučný elektrický motor

Malým zázrakom techniky sú samotné elektromotory. Pretože pracujú pri extrémne nízkom napätí 48 voltov, nie sú 3-fázové, ale 45-fázové! Namiesto medených cievok používajú hliníkovú mriežkovú štruktúru na zmenšenie objemu – čo je dôležité najmä vzhľadom na obrovské prúdy. Podľa jednoduchej fyziky by pri výkone 140 kW na elektromotor a napätí 48 voltov mal byť ním pretekajúci prúd 2900 ampérov. Nie je náhoda, že nanoFlowcell oznamuje hodnoty XNUMXA pre celý systém. V tomto smere tu naozaj fungujú zákony veľkého počtu. Spoločnosť nezverejňuje, ktoré systémy sa používajú na prenos takýchto prúdov. Výhodou nízkeho napätia je však to, že nie sú potrebné vysokonapäťové ochranné systémy, čím sa znižujú náklady na produkt. Umožňuje tiež použitie lacnejších MOSFETov (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Tranzistors) namiesto drahších HV IGBT (High Voltage Insulated Gate Bipolar Transistor).

Elektromotory ani systém by sa po niekoľkých dynamických akceleráciách chladenia nemali pohybovať pomaly.

Veľké nádrže majú objem 2 x 250 litrov a podľa nanoFlowcell sú články s prevádzkovou teplotou okolo 96 stupňov účinné na 90 percent. Sú integrované do tunela v podlahovej konštrukcii a prispievajú k nízkemu ťažisku vozidla. Počas prevádzky auto emituje postriekanie vodou a soli z použitého elektrolytu sa zhromažďujú v špeciálnom filtri a separujú sa každých 10 000 km. Z oficiálnej tlačovej správy na 40 stranách však nie je zrejmé, koľko auto spotrebuje na 100 km, a sú tu zjavne nejasné informácie. Spoločnosť tvrdí, že jeden liter bi-ION stojí 0,10 eur. Pre nádrže s objemom 2 x 250 litrov a predpokladaným počtom kilometrov 1000 km to znamená 50 litrov na 100 km, čo je opäť výhodné na pozadí cien pohonných hmôt (samostatné vydanie hmotnosti). Deklarovaná kapacita systému 300 kWh, čo zodpovedá 600 kWh / l, však znamená spotrebu 30 kWh na 100 km, čo je veľa. Napríklad menšie Quantino má nádrže s objemom 2 x 95 litrov, ktoré dodajú (údajne) iba 15 kWh (pravdepodobne 115?), Zatiaľ čo najazdených kilometrov je 1000 14 km pri spotrebe 100 kWh na XNUMX km. Ide o zjavné nezrovnalosti ...

To všetko okrem toho, ako technológiu pohonu, tak aj dizajn automobilu možno označiť za ohromujúcu, čo je samo o sebe pre začínajúcu spoločnosť jedinečné. High-tech je tiež vyrobený priestorový rám a materiály, z ktorých je telo vyrobené. To sa však už na pozadí takejto jazdy zdá byť podmienené. Rovnako dôležité je, že vozidlo má certifikát TUV pre jazdu po nemeckej cestnej sieti a je pripravené na sériovú výrobu. Čo by sa malo začať vo Švajčiarsku budúci rok.

Text: Georgy Kolev

Domov " články " Prázdne miesta » QUANT 48VOLT: revolúcia v automobilovom priemysle alebo ...