Trak elektrik pasang baru sedang dalam pembangunan, bersama dengan SUV elektrik. Richard Truesdell / Wikimedia Commons, CC BY-SA
Kenderaan elektrik - khususnya, Model Tesla 3 - adalah mendominasi pasaran AS untuk sedan premium, tetapi hampir tidak ada di radar di kategori automotif tersibukyang merangkumi SUV and trak pikap.
Alasan segera adalah ekonomi, tetapi ia mempunyai banyak kaitan dengan fizik: Kenderaan elektrik yang lebih besar, lebih berat, kurang aerodinamik memerlukan bateri yang lebih besar, lebih berat dan lebih mahal untuk menguatkannya. kajian kami telah melihat tenaga yang diperlukan untuk memindahkan kereta dan trak di sepanjang jalan, dan telah mengenal pasti faktor penting yang mempengaruhi penggunaan kuasa.
Kami telah membangunkan satu applet yang boleh memberikan anggaran berapa banyak tenaga elektrik kenderaan perlu dibawa masuk untuk memandu yang diberikan. Ini membolehkan pengguna menentukan seberapa besar pek bateri yang diperlukan oleh kereta mereka. Applet boleh memberikan perbandingan perbezaan penggunaan tenaga di kalangan sedan, trak pikap dan SUV. Model Tesla 3 dan Model Y crossover SUV akan menggunakan pek bateri yang sama, jadi applet kami membolehkan pengguna membandingkan perbezaan jarak memandu antara sedan dan SUV.
Bagaimana cara kerja kenderaan elektrik?
Terdapat tiga pasukan menentang sebarang usaha untuk memindahkan kereta di jalan yang rata: rintangan angin, geseran dari jalan dan inersia. Dengan menggunakan spesifikasi reka bentuk kenderaan, termasuk berat, dimensi dan bentuknya, kita boleh mengira tenaga yang diperlukan untuk memulakan kenderaan dan bergerak. Dari sana, kita boleh menentukan berapa lama kereta boleh bergerak pada kelajuan tertentu, dan menganggarkan sejauh mana ia boleh pergi sebelum perlu mengecas baterinya.
Julat sebenar kenderaan boleh berbeza-beza, bergantung kepada senario memandu yang tepat, seperti bergerak di lebuh raya atau memandu di bandar. Agensi Perlindungan Alam Sekitar AS menyediakan satu set profil pemanduan yang standard untuk keadaan yang berbeza (seperti bandar, lebuh raya atau gabungan), masing-masing menentukan kelajuan kereta ketika ia bergerak. EPA juga menerbitkan a laporan persijilan yang menyediakan banyak ciri, termasuk saiz pek bateri dan julat kenderaan yang diberikan. Ini menyediakan set data yang konsisten dengan mana kita bandingkan kereta, SUV dan trak yang berlainan.
Prototaip SUV Rivian, masih dalam pembangunan.
Jenis-jenis pengiraan adalah perkara biasa untuk kenderaan bertenaga gas. Kereta elektrik juga mempunyai unsur tambahan untuk menjadi faktor dalam: brek regeneratif, yang membolehkan kereta mengisi semula bateri mereka semasa perlahan.
Ujian awal pendekatan kami melibatkan Tesla Model 3. Kami mengira berapa banyak tenaga yang diperlukan, berapa banyak yang boleh diperbaharui sepanjang perjalanan dan berapa banyak storan bateri yang diperlukan. Kami meramalkan bahawa untuk kereta untuk memenuhi jangkauan 310-mile dijanjikan sebelum perlu untuk mengisi ulang, ia perlu menyimpan kira-kira Jam kilatatt 80 dalam bank baterinya. Pengiraan itu kemudiannya ditanggung oleh laporan persijilan EPA.
Sejak kejayaan pertama, kami telah menganalisis pelbagai jenis kenderaan elektrik, yang membolehkan kami - dan pengguna - untuk membandingkan kecekapan tenaga dan penggunaan tenaga mereka, dan memperolehi kami gelaran "Polis Bateri"
Pergi ke trak pikap elektrik
Kaedah kami bukan hanya terhad kepada kereta. Kami telah menggunakannya untuk menganalisis traktor-treler yang mengangkut barang jarak jauh. Dan kita mula mengkaji pickup dan SUV ketika mereka datang ke pasaran.
Lori lebih besar dan, selalunya, kurang direka secara aerodinamik daripada kereta, yang bermaksud mereka biasanya mengalami lebih banyak rintangan angin. Geseran dan peningkatan inersia bagi kenderaan yang lebih berat. Semua itu bermakna trak memerlukan lebih banyak tenaga untuk mendapatkan, dan tetap bergerak.
Sebaik sahaja kita tahu jumlah tenaga, kita boleh mengira saiz pek bateri atau jarak memandu. Harga pek bateri mempunyai jatuh dengan ketara sejak sedekad yang lalu.
Dengan mempelajari ciri-ciri kenderaan, kami dapat membantu membandingkan keperluan dan kos bateri kenderaan elektrik yang berbeza, yang dapat membantu pengguna menilai pilihan apabila mereka mempertimbangkan untuk membeli kereta elektrik, SUV masa depan atau trak pikap elektrik. Di dalam applet, kenderaan yang berbeza pada masa ini boleh dipilih. Perubahan dalam jarak memandu untuk kelajuan memandu purata yang berbeza boleh dikira.
Di samping itu, kenderaan elektrik adat dengan apa-apa saiz pek bateri boleh direka dan applet akan menjawab soalan mengenai penggunaan tenaga, julat dan jumlah berat kenderaan dengan pek bateri. Ini boleh digunakan untuk membandingkan dan memahami perbezaan di antara kenderaan.
Tentang Pengarang
Venkat Viswanathan, Penolong Profesor Kejuruteraan Mekanikal, Carnegie Mellon University dan Shashank Sripad, Ph.D. Calon dalam Kejuruteraan Mekanikal, Carnegie Mellon University
Artikel ini diterbitkan semula daripada Perbualan di bawah lesen Creative Commons. Membaca artikel asal.
Buku-buku yang berkaitan
