Առաջիկա չորեքշաբթի՝ նոյեմբերի 24-ին, «Driving into the Future»-ի վերջին կլոր սեղանը կքննարկի, թե ինչպիսին կարող է լինել կանադական մարտկոցների արտադրության ապագան: Անկախ նրանից, թե դուք լավատես եք, դուք իսկապես հավատում եք, որ բոլոր մեքենաները էլեկտրական կլինեն մինչև 2035 թվականը, թե կարծում եք, որ մենք չենք հասնի այդ հավակնոտ նպատակին, մարտկոցով աշխատող մեքենաները մեր ապագայի կարևոր մասն են: Եթե ​​Կանադան ցանկանում է լինել այս էլեկտրական հեղափոխության մի մասը, մենք պետք է ճանապարհ գտնենք ապագայում ավտոմոբիլային էներգահամակարգերի առաջատար արտադրողը դառնալու համար: Տեսնելու համար, թե ինչպիսին է ապագան, դիտեք մարտկոցների արտադրության վերջին կլոր սեղանը Կանադայում այս չորեքշաբթի, արևելյան ժամանակով 11:00-ին:
Մոռացեք պինդ մարտկոցների մասին: Նույնը վերաբերում է սիլիկոնային անոդների մասին բոլոր աղմուկին: Նույնիսկ գովաբանված ալյումինե-օդային մարտկոցը, որը հնարավոր չէ լիցքավորել տանը, չի կարող ցնցել էլեկտրական մեքենաների աշխարհը:
Ի՞նչ է կառուցվածքային մարտկոցը: Դե, սա լավ հարց է: Բարեբախտաբար ինձ համար, ով չի ցանկանում ձևացնել, որ ես կարող եմ ինժեներական փորձաքննություն չունեմ, պատասխանը պարզ է: Ներկայիս էլեկտրական մեքենաները սնվում են մեքենայում տեղադրված մարտկոցներից։ Օ՜, մենք գտել ենք դրանց որակը թաքցնելու նոր միջոց, այն է՝ կառուցել այս բոլոր լիթիում-իոնային մարտկոցները շասսիի հատակին՝ ստեղծելով «skateboard» հարթակ, որն այժմ հոմանիշ է EV դիզայնի հետ: Բայց նրանք դեռ առանձին են մեքենայից։ Եթե ​​ցանկանում եք, հավելում:
Կառուցվածքային մարտկոցները տապալում են այս պարադիգմը՝ դարձնելով ամբողջ շասսին մարտկոցի բջիջներից: Երազային թվացող ապագայում ոչ միայն կրող հատակը կլինի ոչ թե մարտկոցներ, այլ մարմնի որոշ հատվածներ՝ A-սյուներ, տանիքներ և նույնիսկ, ինչպես ցույց է տվել հետազոտական ​​հաստատությունը, հնարավոր է. Օդի զտիչ ճնշված սենյակ, որը ոչ միայն հագեցած է մարտկոցներով, այլ իրականում բաղկացած է մարտկոցներից: Մեծ մարշալ ՄաքԼուհանի խոսքերով՝ մեքենան մարտկոց է։
Դե, չնայած ժամանակակից լիթիում-իոնային մարտկոցները բարձր տեխնոլոգիական տեսք ունեն, դրանք ծանր են: Լիթիումի իոնի էներգիայի խտությունը շատ ավելի քիչ է, քան բենզինինը, հետևաբար, հանածո վառելիքով մեքենաների նույն տիրույթին հասնելու համար ժամանակակից EV-երում մարտկոցները շատ մեծ են: Շատ մեծ։
Ավելի կարևոր է, որ դրանք ծանր են: Օրինակ՝ ծանր «լայն բեռի մեջ»: Հիմնական բանաձևը, որն այժմ օգտագործվում է մարտկոցի էներգիայի խտությունը հաշվարկելու համար, այն է, որ յուրաքանչյուր կիլոգրամ լիթիումի իոն կարող է արտադրել մոտ 250 վտ/ժամ էլեկտրաէներգիա: Կամ հապավումների աշխարհում ինժեներները նախընտրում են՝ 250 Wh/kg։
Մի քիչ մաթեմատիկա արեք, 100 կՎտ/ժ հզորությամբ մարտկոցը նման է Tesla-ին, որը միացված է Model S մարտկոցին, ինչը նշանակում է, որ ուր էլ գնաս, մոտ 400 կգ մարտկոց կքաշես: Սա լավագույն և ամենաարդյունավետ հավելվածն է: Մեզ՝ աշխարհիկների համար, կարող է ավելի ճշգրիտ լինել գնահատել, որ 100 կՎտժ հզորությամբ մարտկոցը կշռում է մոտ 1000 ֆունտ: Օրինակ՝ կես տոննա:
Հիմա պատկերացրեք նոր Hummer SUT-ի նման մի բան, որը պնդում է, որ ունի մինչև 213 կՎտժ հզորություն: Նույնիսկ եթե գեներալը որոշ առաջընթաց գտնի արդյունավետության մեջ, վերին Hummer-ը դեռ կքաշի մոտ մեկ տոննա մարտկոց: Այո, այն կքշի ավելի հեռու, բայց այս բոլոր լրացուցիչ առավելությունների պատճառով միջակայքի ավելացումը համարժեք չէ մարտկոցի կրկնապատկմանը: Իհարկե, նրա բեռնատարը պետք է ունենա ավելի հզոր, այսինքն՝ ավելի քիչ արդյունավետ շարժիչ՝ համապատասխանելու համար: Ավելի թեթև, կարճ տիրույթի այլընտրանքների կատարումը: Ինչպես ձեզ կասի յուրաքանչյուր ավտոմոբիլային ինժեներ (լինի արագության կամ վառելիքի խնայողության համար), քաշը թշնամին է:
Այստեղ է մտնում կառուցվածքային մարտկոցը: Մարտկոցներից մեքենաներ կառուցելով, դրանք գոյություն ունեցող կառույցներին ավելացնելու փոխարեն, ավելացված քաշի մեծ մասը անհետանում է: Որոշ չափով, այսինքն, երբ բոլոր կառուցվածքային իրերը վերածվում են մարտկոցների, մեքենայի նավարկության տիրույթի ավելացումը հանգեցնում է քաշի գրեթե ոչ մի կորստի:
Ինչպես և դուք ակնկալում էիք, քանի որ ես գիտեմ, որ դուք նստած մտածում եք «Ինչ հիանալի գաղափար է», - այս խելացի լուծման համար կան խոչընդոտներ: Առաջինն այն է, որ տիրապետենք այն նյութերից մարտկոցներ պատրաստելու կարողությանը, որոնք կարող են օգտագործվել ոչ միայն որպես անոդներ և կաթոդներ ցանկացած հիմնական մարտկոցի համար, այլև որպես բավականաչափ ամուր և շատ թեթև: -Կառույց, որը կարող է պահել երկու տոննա մեքենան ու նրա ուղեւորներին, և հույս կա, որ այն ապահով կլինի:
Զարմանալի չէ, որ մինչ օրս ամենահզոր կառուցվածքային մարտկոցի երկու հիմնական բաղադրիչները, որոնք ստեղծվել են Չալմերսի տեխնոլոգիական համալսարանի կողմից և ներդրված KTH թագավորական տեխնոլոգիական ինստիտուտի կողմից, Շվեդիայի երկու ամենահայտնի ինժեներական համալսարանները՝ ածխածնի մանրաթելն ու ալյումինը: Ըստ էության, ածխածնի մանրաթելն օգտագործվում է որպես բացասական էլեկտրոդ. դրական էլեկտրոդը օգտագործում է լիթիումի երկաթի ֆոսֆատով պատված ալյումինե փայլաթիթեղ: Քանի որ ածխածնի մանրաթելը նույնպես փոխանցում է էլեկտրոնները, ծանր արծաթի և պղնձի կարիք չկա: Կաթոդը և անոդը առանձին են պահվում ապակե մանրաթելային մատրիցով, որը նաև պարունակում է էլեկտրոլիտ, ուստի այն ոչ միայն տեղափոխում է լիթիումի իոնները էլեկտրոդների միջև, այլև բաշխում է կառուցվածքային բեռը երկուսի միջև: Յուրաքանչյուր այդպիսի մարտկոցի մարտկոցի անվանական լարումը 2,8 վոլտ է, և ինչպես բոլոր ընթացիկ էլեկտրական մեքենաների մարտկոցները, այն կարող է համակցվել՝ արտադրելու 400 Վ կամ նույնիսկ 800 Վ սովորական էլեկտրական մեքենաների համար:
Թեև սա հստակ թռիչք է, նույնիսկ այս բարձր տեխնոլոգիական բջիջները բացարձակապես պատրաստ չեն փրայմ թայմին: Նրանց էներգիայի խտությունը կազմում է ընդամենը չնչին 25 վտ/ժ մեկ կիլոգրամի համար, իսկ կառուցվածքային կոշտությունը՝ 25 գիգապասկալ (GPa), որը միայն մի փոքր ավելի ամուր է շրջանակի ապակե մանրաթելից: Այնուամենայնիվ, Շվեդիայի ազգային տիեզերական գործակալության ֆինանսավորմամբ, վերջին տարբերակում այժմ ավելի շատ ածխածնային մանրաթել է օգտագործվում ալյումինե փայլաթիթեղի էլեկտրոդների փոխարեն, որոնք հետազոտողները պնդում են, որ ունեն կոշտություն և էներգիայի խտություն: Իրականում, ակնկալվում է, որ այս վերջին ածխածնային/ածխածնային մարտկոցները կարտադրեն մինչև 75 վտ/ժամ էլեկտրաէներգիա մեկ կիլոգրամի համար և Յանգի մոդուլը 75 ԳՊա: Այս էներգիայի խտությունը կարող է դեռ հետ մնալ ավանդական լիթիում-իոն մարտկոցներից, սակայն դրա կառուցվածքային կոշտությունն այժմ ավելի լավ է, քան ալյումինից: Այլ կերպ ասած, այս մարտկոցներից պատրաստված էլեկտրական մեքենայի շասսիի անկյունագծային մարտկոցը կառուցվածքային առումով կարող է նույնքան ամուր լինել, որքան ալյումինից պատրաստված մարտկոցը, բայց քաշը զգալիորեն կնվազի:
Այս բարձր տեխնոլոգիական մարտկոցների առաջին օգտագործումը գրեթե անկասկած սպառողական էլեկտրոնիկան է: Չալմերսի պրոֆեսոր Լեյֆ Ասպն ասել է. «Մի քանի տարում լիովին հնարավոր է ստեղծել սմարթֆոն, նոութբուք կամ էլեկտրական հեծանիվ, որն այսօրվա քաշի միայն կեսն է և ավելի կոմպակտ»: Սակայն, ինչպես նշեց ծրագրի պատասխանատուն, «Մենք այստեղ իսկապես սահմանափակված ենք միայն մեր երևակայությամբ»:
Մարտկոցը ոչ միայն ժամանակակից էլեկտրական մեքենաների հիմքն է, այլեւ ամենաթույլ օղակը։ Նույնիսկ ամենալավատեսական կանխատեսումը կարող է տեսնել միայն երկու անգամ ավելի ներկայիս էներգիայի խտությունը: Իսկ եթե մենք ուզում ենք ստանալ այն անհավատալի հեռահարությունը, որը բոլորս խոստացել ենք, և թվում է, թե ինչ-որ մեկը ամեն շաբաթ խոստանում է 1000 կիլոմետր մեկ լիցքավորման համար: — Մենք ստիպված կլինենք ավելի լավ անել, քան մեքենաներին մարտկոցներ ավելացնելը. մենք ստիպված կլինենք մեքենաներ սարքել մարտկոցներից:
Փորձագետները նշում են, որ որոշ վնասված երթուղիների, այդ թվում՝ Կոկիհալայի մայրուղու ժամանակավոր վերանորոգումը կտևի մի քանի ամիս։
Postmedia-ն հավատարիմ է ակտիվ, բայց մասնավոր քննարկումների ֆորումի պահպանմանը և խրախուսում է բոլոր ընթերցողներին կիսվել իրենց տեսակետներով մեր հոդվածների վերաբերյալ: Կայքում մեկնաբանությունների հայտնվելը կարող է տևել մինչև մեկ ժամ: Մենք խնդրում ենք ձեզ պահել ձեր մեկնաբանությունները համապատասխան և հարգալից: Մենք ակտիվացրել ենք էլփոստի ծանուցումները. եթե ստանաք մեկնաբանության պատասխան, եթե ձեր հետևած մեկնաբանությունների շարանը թարմացվի, կամ եթե հետևեք օգտատիրոջ մեկնաբանությանը, այժմ էլփոստ կստանաք: Խնդրում ենք այցելել մեր Համայնքի ուղեցույցները՝ էլփոստի կարգավորումները կարգավորելու մասին լրացուցիչ տեղեկությունների և մանրամասների համար: