Ανάλυση των πλεονεκτημάτων και των μειονεκτημάτων της τεχνολογίας μπαταριών ηλεκτρικών οχημάτων της Tesla

Η είσοδος του ηλεκτρικού αυτοκινήτου της Tesla στην κινεζική αγορά έγινε πρόσφατα πρωτοσέλιδο. Τι το ιδιαίτερο έχει η Tesla; Ταιριάζει αυτό στην αναπτυξιακή τάση των αυτοκινήτων; Πόσο ασφαλές είναι; Ως μηχανικός που έχει εργαστεί για τις τρεις μεγάλες εταιρείες αυτοκινήτων των ΗΠΑ (Ford, GM και Chrysler), θέλω να μοιραστώ τη γνώμη μου την άποψη του Tesla.

Πριν συζητήσουμε την Tesla, ας παρουσιάσουμε εν συντομία τα ηλεκτρικά οχήματα. Τα «ηλεκτρικά οχήματα» όπως χρησιμοποιούνται σε αυτό το άρθρο αναφέρονται σε αμιγώς ηλεκτρικά οχήματα με αυτόματη ισχύ, εξαιρουμένων των υβριδικών οχημάτων και των οχημάτων με εξωτερική κίνηση (όπως το τραμ).

Παρόμοια με το ανθρώπινο περπάτημα, οι ηλεκτρικοί κινητήρες και οι μπαταρίες λιθίου είναι η καρδιά της παραγωγής ενέργειας, ενώ το κεντρικό σύστημα μετάδοσης είναι τα οστά και οι μύες για τη μετάδοση ενέργειας, που οδηγούν τελικά τους τροχούς προς τα εμπρός. Όπως φαίνεται στην παραπάνω εικόνα, τόσο τα ηλεκτρικά όσο και τα βενζινοκίνητα έχουν καρδιά, οστά, μύες και πόδια, αλλά οι μέθοδοι μετάδοσης ενέργειας είναι διαφορετικές.

Ανάλυση των πλεονεκτημάτων και των μειονεκτημάτων της τεχνολογίας μπαταριών ηλεκτρικών οχημάτων της Tesla

Τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα δεν έχουν καυσαέρια

Υπάρχουν πολλά πλεονεκτήματα των ηλεκτρικών οχημάτων:

Το πρώτο είναι η εξοικονόμηση ενέργειας. Όπως όλοι γνωρίζουμε, τα παραδοσιακά αυτοκίνητα οδηγούνται με πετρέλαιο. Σε σύγκριση με άλλες σημαντικές πηγές ενέργειας, τα αποθέματα πετρελαίου είναι μικρά και μη ανανεώσιμα. Αν και οι ειδικοί διαφωνούν για το πόση ποσότητα πετρελαίου χρειάζεται ακόμα να εξορυχθεί τις τελευταίες δεκαετίες, το αδιαμφισβήτητο γεγονός είναι ότι τα αποθέματα πετρελαίου μειώνονται και η παραγωγή έχει φτάσει στο αποκορύφωμά της. Με αυτήν την άποψη θα συμφωνήσουν και οι αυτοκινητιστές που αντιμετωπίζουν αύξηση των τιμών του πετρελαίου.

Ταυτόχρονα, λόγω της ασυνέπειας μεταξύ σημαντικών χωρών παραγωγής πετρελαίου (Μέση Ανατολή, Ρωσία και Κεντρική Ασία) και σημαντικών χωρών κατανάλωσης πετρελαίου (ΗΠΑ, Δυτική Ευρώπη και Ανατολική Ασία), υπήρξαν έντονες πολιτικές, οικονομικές, ακόμη και στρατιωτικές διαγωνισμοί για το λάδι εδώ και δεκαετίες. Ο αγώνας για τον έλεγχο. Αυτό το θέμα είναι πολύ σημαντικό και για τη χώρα μας. Το 2013, η Κίνα ξεπέρασε τις Ηνωμένες Πολιτείες και έγινε ο μεγαλύτερος εισαγωγέας πετρελαίου στον κόσμο και η εξάρτησή της από το ξένο πετρέλαιο ήταν κοντά στο 60%. Ως εκ τούτου, η ανάπτυξη ηλεκτρικών οχημάτων και η μείωση της εξάρτησης από το πετρέλαιο έχουν μεγάλη σημασία για την οικονομική και γεωπολιτική ασφάλεια της Κίνας.

Τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα χρησιμοποιούν δευτερεύουσα ηλεκτρική ενέργεια. Υπάρχει ένα ευρύ φάσμα πηγών ηλεκτρικής ενέργειας, συμπεριλαμβανομένου του ανανεώσιμου νερού, του ανέμου, της ηλιακής και δυνητικά πυρηνικής ενέργειας, καθώς και του άνθρακα, ο οποίος είναι πολύ πιο άφθονος από το πετρέλαιο. Επομένως, εάν τα ηλεκτρικά οχήματα γίνουν δημοφιλή, όχι μόνο θα αλλάξουν σε μεγάλο βαθμό τον τρόπο ζωής των ανθρώπων, αλλά και το παγκόσμιο γεωπολιτικό μοτίβο.

Το δεύτερο πλεονέκτημα των ηλεκτρικών οχημάτων είναι ότι βοηθούν στην καταπολέμηση της αιθαλομίχλης. Η εξάτμιση των αυτοκινήτων είναι μια σημαντική πηγή αιθαλομίχλης στην πόλη. Τώρα, διάφορες χώρες έχουν αυστηρότερους και αυστηρότερους κανονισμούς για τις εκπομπές καυσαερίων των αυτοκινήτων. Ωστόσο, τα ηλεκτρικά οχήματα δεν εκπέμπουν καυσαέρια κατά την οδήγηση, κάτι που έχει προφανή πλεονεκτήματα στον έλεγχο της αστικής ατμοσφαιρικής ρύπανσης. Όσον αφορά τη συνολική ρύπανση, αν και υπάρχει ρύπανση που προκαλείται από την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας με καύση άνθρακα, οι μεγάλες μονάδες ηλεκτροπαραγωγής χρησιμοποιούν περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια από τις χαλαρές ατμομηχανές ντίζελ και μπορούν να συναρμολογηθούν για τη μείωση των εκπομπών.

Το τρίτο σημείο είναι τα πλεονεκτήματα μετάδοσης και ελέγχου, τα οποία σχετίζονται με ορισμένα χαρακτηριστικά των κιβωτίων ταχυτήτων ηλεκτρικών οχημάτων. Για παράδειγμα, οι βενζινοκινητήρες που λειτουργούν σε χιλιάδες βαθμούς Κελσίου και δεκάδες ατμόσφαιρες απαιτούν πολύπλοκη τεχνολογία κατασκευής και λειτουργικές δεξιότητες, καθώς και ένα χαοτικό και ομαλό σύστημα και σύστημα ψύξης που απελευθερώνει συνεχώς τη θερμότητα της καύσης πολύτιμης βενζίνης στην ατμόσφαιρα. Ο κινητήρας χρειάζεται τακτική συντήρηση και αλλαγή λαδιών. Ο κινητήρας μεταφέρει ενέργεια στους τροχούς μέσω ενός ακατάστατου κιβωτίου ταχυτήτων, κινητήριου άξονα και κιβωτίου ταχυτήτων. Το μεγαλύτερο μέρος της διαδικασίας μετάδοσης πραγματοποιείται μέσω σκληρών ενώσεων μεταλλικών γραναζιών και ρουλεμάν. Όλα απαιτούν μια ακατάστατη διαδικασία κατασκευής και ένα απλό σφάλμα (σκεφτείτε πόσοι κατασκευαστές έχουν ανακαλέσει αυτόματα κιβώτια ταχυτήτων)…

Τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα δεν έχουν αυτά τα προβλήματα. Οι μπαταρίες και οι μπαταρίες ηλεκτρικών οχημάτων παράγουν θερμότητα, αλλά η απαγωγή θερμότητας είναι πολύ πιο απλή από τους κινητήρες εσωτερικής καύσης. Η μετατροπή ισχύος των ηλεκτρικών οχημάτων δεν πρέπει να είναι ακατάστατη και εύθραυστη, χρησιμοποιώντας σκληρές συνδέσεις και εύκαμπτα καλώδια. Η λειτουργία των ηλεκτρικών οχημάτων είναι σχετικά απλή, επειδή η τεχνολογία λειτουργίας του ηλεκτρικού συστήματος είναι πιο περίπλοκη.

Για παράδειγμα, πολλοί άνθρωποι γνωρίζουν ότι τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα είναι πιο γρήγορα από τα αυτοκίνητα βενζίνης. Αυτό συμβαίνει επειδή η ισχύς ρύθμισης του κινητήρα είναι χαμηλότερη από αυτή του κινητήρα εσωτερικής καύσης. Ένα άλλο παράδειγμα είναι ότι αντί να ελέγχει την ταχύτητα κάθε τροχού, ένα ηλεκτρικό αυτοκίνητο μπορεί σχετικά απλά να εγκαταστήσει έναν ανεξάρτητο κινητήρα σε κάθε τροχό. Επομένως, το τιμόνι θα αρχίσει να πηδά. Λόγω προβλημάτων μετάδοσης