การวิเคราะห์ข้อดีและข้อเสียของเทคโนโลยีแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าของเทสลา

การเข้าสู่ตลาดจีนของรถยนต์ไฟฟ้าของเทสลาได้กลายเป็นหัวข้อข่าวเมื่อไม่นานนี้ เทสลามีความพิเศษอย่างไร? เหมาะสมกับแนวโน้มการพัฒนารถยนต์หรือไม่? ปลอดภัยแค่ไหน? ในฐานะวิศวกรที่ทำงานให้กับบริษัทรถยนต์รายใหญ่สามแห่งของสหรัฐ (Ford, GM และ Chrysler) ฉันต้องการแบ่งปันความคิดเห็นของฉันในมุมมองของเทสลา

ก่อนที่เราจะพูดถึงเทสลา เรามาแนะนำสั้น ๆ เกี่ยวกับรถยนต์ไฟฟ้ากันก่อน “รถยนต์ไฟฟ้า” ที่ใช้ในบทความนี้หมายถึงรถยนต์ไฟฟ้าล้วนที่มีกำลังอัตโนมัติ ยกเว้นรถยนต์ไฮบริดและรถยนต์ขับเคลื่อนภายนอก (เช่น รถราง)

เช่นเดียวกับการเดินของมนุษย์ มอเตอร์ไฟฟ้าและแบตเตอรี่ลิเธียมเป็นหัวใจของการส่งออกพลังงาน ในขณะที่ระบบส่งกำลังส่วนกลางคือกระดูกและกล้ามเนื้อสำหรับการส่งพลังงาน ซึ่งท้ายที่สุดจะขับเคลื่อนล้อเลื่อนไปข้างหน้า ดังที่แสดงในภาพด้านบน ทั้งรถยนต์ไฟฟ้าและรถยนต์น้ำมันมีหัวใจ กระดูก กล้ามเนื้อ และเท้า แต่วิธีการส่งพลังงานต่างกัน

การวิเคราะห์ข้อดีและข้อเสียของเทคโนโลยีแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าของเทสลา

รถยนต์ไฟฟ้าไม่มีก๊าซไอเสีย

มีข้อดีหลายประการของรถยนต์ไฟฟ้า:

ประการแรกคือการประหยัดพลังงาน อย่างที่เราทราบกันดีว่ารถยนต์แบบดั้งเดิมนั้นขับเคลื่อนด้วยปิโตรเลียม น้ำมันสำรองมีปริมาณน้อยและไม่สามารถหมุนเวียนได้เมื่อเทียบกับแหล่งพลังงานที่สำคัญอื่นๆ แม้ว่าผู้เชี่ยวชาญจะโต้เถียงกันเกี่ยวกับปริมาณน้ำมันที่ยังต้องสกัดในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมา แต่ความจริงที่เถียงไม่ได้ก็คือปริมาณสำรองน้ำมันลดน้อยลง และการผลิตได้มาถึงจุดสูงสุดแล้ว ผู้ขับขี่ที่ต้องเผชิญกับราคาน้ำมันที่สูงขึ้นก็จะเห็นด้วยกับมุมมองนี้เช่นกัน

ในขณะเดียวกัน เนื่องจากความไม่สอดคล้องกันระหว่างประเทศผู้ผลิตน้ำมันที่สำคัญ (ตะวันออกกลาง รัสเซีย และเอเชียกลาง) และประเทศผู้บริโภคน้ำมันที่สำคัญ (สหรัฐอเมริกา ยุโรปตะวันตก และเอเชียตะวันออก) จึงมีความรุนแรงทางการเมือง เศรษฐกิจ และแม้กระทั่งการทหาร การแข่งขันน้ำมันมานานหลายทศวรรษ การต่อสู้เพื่อการควบคุม ประเด็นนี้มีความสำคัญต่อประเทศของเรามากเช่นกัน ในปี 2013 จีนแซงหน้าสหรัฐอเมริกาเพื่อเป็นผู้นำเข้าน้ำมันรายใหญ่ที่สุดของโลก และต้องพึ่งพาน้ำมันจากต่างประเทศเกือบ 60% ดังนั้นการพัฒนายานยนต์ไฟฟ้าและการลดการพึ่งพาน้ำมันจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความมั่นคงทางเศรษฐกิจและภูมิรัฐศาสตร์ของจีน

รถยนต์ไฟฟ้าใช้ไฟฟ้าสำรอง มีแหล่งไฟฟ้าหลากหลายประเภท รวมถึงน้ำหมุนเวียน ลม พลังงานแสงอาทิตย์ และพลังงานนิวเคลียร์ที่อาจเกิดขึ้นได้ เช่นเดียวกับถ่านหินซึ่งมีปริมาณมากกว่าน้ำมันมาก ดังนั้น หากรถยนต์ไฟฟ้าได้รับความนิยม พวกเขาจะไม่เพียงแต่เปลี่ยนวิถีชีวิตของผู้คนอย่างมาก แต่ยังรวมถึงรูปแบบทางภูมิศาสตร์การเมืองทั่วโลกด้วย

ประโยชน์ที่สองของรถยนต์ไฟฟ้าคือช่วยต่อต้านหมอกควัน ไอเสียรถยนต์เป็นแหล่งสำคัญของหมอกควันในเมือง ขณะนี้ หลายประเทศมีกฎระเบียบที่เข้มงวดและเข้มงวดมากขึ้นเกี่ยวกับการปล่อยไอเสียรถยนต์ อย่างไรก็ตาม รถยนต์ไฟฟ้าไม่ปล่อยก๊าซไอเสียระหว่างการขับขี่ ซึ่งมีข้อดีที่ชัดเจนในการควบคุมมลพิษทางอากาศในเมือง ในแง่ของมลพิษทั้งหมด แม้ว่าจะมีมลพิษที่เกิดจากการผลิตไฟฟ้าจากถ่านหิน แต่โรงไฟฟ้าขนาดใหญ่ใช้ไฟฟ้ามากกว่าหัวรถจักรดีเซลแบบหลวม ๆ และสามารถประกอบเพื่อลดการปล่อยมลพิษได้

จุดที่สามคือข้อดีของระบบส่งกำลังและการควบคุม ซึ่งสัมพันธ์กับคุณลักษณะบางอย่างของระบบส่งกำลังของรถยนต์ไฟฟ้า ตัวอย่างเช่น เครื่องยนต์เบนซินที่ทำงานที่อุณหภูมิหลายพันองศาเซลเซียสและหลายสิบบรรยากาศต้องการเทคโนโลยีการผลิตที่ซับซ้อนและทักษะในการปฏิบัติงาน เช่นเดียวกับระบบที่ราบรื่นและราบรื่นและระบบระบายความร้อนที่ปล่อยความร้อนจากการเผาไหม้น้ำมันเบนซินอันมีค่าสู่ชั้นบรรยากาศอย่างต่อเนื่อง เครื่องยนต์ต้องการการบำรุงรักษาและเปลี่ยนถ่ายน้ำมันเครื่องเป็นประจำ เครื่องยนต์ส่งพลังงานไปยังล้อผ่านกระปุกเกียร์ เพลาขับ และกระปุกเกียร์ที่รก กระบวนการส่งกำลังส่วนใหญ่เกิดขึ้นจากข้อต่อแข็งของเฟืองโลหะและตลับลูกปืน ทุกอย่างต้องใช้กระบวนการผลิตที่ยุ่งเหยิงและความผิดพลาดง่ายๆ (ลองคิดดูว่ามีผู้ผลิตกี่รายที่เรียกคืนระบบเกียร์อัตโนมัติ)…

รถยนต์ไฟฟ้าไม่มีปัญหาเหล่านี้ แบตเตอรี่และแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าสร้างความร้อน แต่การกระจายความร้อนทำได้ง่ายกว่าเครื่องยนต์สันดาปภายในมาก การแปลงกำลังของรถยนต์ไฟฟ้าไม่ควรจะยุ่งเหยิงและเปราะบาง โดยใช้การเชื่อมต่อที่แน่นหนาและสายไฟที่ยืดหยุ่นได้ การทำงานของรถยนต์ไฟฟ้านั้นค่อนข้างง่าย เนื่องจากเทคโนโลยีการทำงานของระบบไฟฟ้านั้นซับซ้อนกว่า

ตัวอย่างเช่น หลายคนรู้ว่ารถยนต์ไฟฟ้านั้นเร็วกว่ารถยนต์ที่ใช้น้ำมันเบนซิน เนื่องจากกำลังควบคุมของเครื่องยนต์ต่ำกว่าเครื่องยนต์สันดาปภายใน อีกตัวอย่างหนึ่งคือ แทนที่จะควบคุมความเร็วของล้อแต่ละล้อ รถยนต์ไฟฟ้าสามารถติดตั้งมอเตอร์อิสระบนล้อแต่ละล้อได้ง่ายๆ ดังนั้นการบังคับเลี้ยวจะเริ่มกระโดด เนื่องจากปัญหาการส่งสัญญาณ