Jazda próbna QUANT 48VOLT: rewolucja w motoryzacji czyli...

760 KM a przyspieszenie w 2,4 sekundy demonstruje możliwości akumulatora

Zagubił się w cieniu Elona Muska i jego Tesli, ale Nuncjusz La Vecchio i technologia jego zespołu, wykorzystywana przez firmę badawczą nanoFlowcell, mogą naprawdę zrewolucjonizować przemysł motoryzacyjny. Najnowszym dziełem szwajcarskiej firmy jest studio QUANT 48VOLT, które jest kontynuacją mniejszego QUANTINO 48VOLT i kilku wcześniejszych modeli koncepcyjnych, takich jak QUANT F, który nie wykorzystywał jeszcze technologii 48-woltowej.

Pozostając w półmroku zawirowań w branży motoryzacyjnej ostatnich lat, NanoFlowcell postanawia przekierować swój potencjał rozwojowy i rozwinąć technologię tzw. Jednak bliższe przyjrzenie się studio QUANT 48VOLT ujawni unikalne rozwiązania technologiczne - nie tylko w zakresie wspomnianego sposobu wytwarzania energii elektrycznej, ale także całego obwodu 48 V z wielofazowymi silnikami elektrycznymi z aluminiowymi cewkami wbudowanymi w koła oraz łączna moc 760 koni mechanicznych. Oczywiście pojawia się wiele pytań.

Baterie przepływowe – czym są?

Szereg firm i instytutów badawczych, takich jak Fraunhofer w Niemczech, opracowuje akumulatory do prądu elektrycznego od ponad dziesięciu lat.

Są to akumulatory, a właściwie elementy podobne do paliwa, które są napełniane płynem, tak jak paliwo wlewa się do samochodu z silnikiem benzynowym lub diesla. W rzeczywistości pomysł przepływowej lub tak zwanej przepływowej baterii redoks nie jest trudny, a pierwszy patent w tej dziedzinie pochodzi z 1949 roku. Każda z dwóch przestrzeni ogniw, oddzielonych membraną (podobnie jak ogniwa paliwowe), jest połączona ze zbiornikiem zawierającym określony elektrolit. Ze względu na skłonność substancji do chemicznego reagowania ze sobą, protony przemieszczają się z jednego elektrolitu do drugiego przez membranę, a elektrony kierowane są przez odbiornik prądu połączony z dwiema częściami, w wyniku czego płynie prąd elektryczny. Po pewnym czasie dwa zbiorniki są opróżniane i napełniane świeżym elektrolitem, a zużyty jest „poddawany recyklingowi” na stacjach ładowania. System jest obsługiwany przez pompy.

Choć wygląda to świetnie, niestety nadal istnieje wiele przeszkód w praktycznym zastosowaniu tego typu akumulatorów w samochodach. Gęstość energii baterii redoks z elektrolitem wanadowym mieści się w zakresie zaledwie 30-50 Wh na litr, czyli mniej więcej tyle samo, co w przypadku akumulatora kwasowo-ołowiowego. W takim przypadku, aby zgromadzić taką samą ilość energii, jak w nowoczesnym akumulatorze litowo-jonowym o pojemności 20 kWh, przy takim samym poziomie technologicznym jak akumulator redox potrzebne będzie 500 litrów elektrolitu. W warunkach laboratoryjnych, tak zwane akumulatory polisiarczkowo-bromkowe wanadu osiągają gęstość energii 90 Wh na litr.

Do produkcji przepływowych baterii redoks nie są wymagane materiały egzotyczne. Nie są wymagane żadne drogie katalizatory, takie jak platyna stosowana w ogniwach paliwowych lub polimery, takie jak akumulatory litowo-jonowe. Wysoki koszt systemów laboratoryjnych tłumaczy się jedynie tym, że są one jedyne w swoim rodzaju i wykonywane ręcznie. Jeśli chodzi o bezpieczeństwo, nie ma niebezpieczeństwa. Podczas mieszania dwóch elektrolitów dochodzi do chemicznego „zwarcia”, w którym uwalnia się ciepło, a temperatura rośnie, ale pozostaje na bezpiecznym poziomie i nic więcej się nie dzieje. Oczywiście niektóre płyny nie są bezpieczne, ale tak samo jak benzyna i olej napędowy.

Rewolucyjna technologia nanoFlowcell

Po latach badań firma nanoFlowcell opracowała technologię, która nie wykorzystuje ponownie elektrolitów. Firma nie podaje szczegółów na temat procesów chemicznych, ale faktem jest, że energia właściwa ich systemu bi-ion sięga niewiarygodnych 600 W/l i tym samym umożliwia dostarczanie tak ogromnej mocy do silników elektrycznych. Aby to zrobić, sześć ogniw o napięciu 48 woltów jest połączonych równolegle, zdolnych do dostarczania energii elektrycznej do systemu o mocy 760 KM. Technologia ta wykorzystuje opartą na nanotechnologii membranę opracowaną przez nanoFlowcell, aby zapewnić dużą powierzchnię styku i umożliwić wymianę dużych ilości elektrolitu w krótkim czasie. W przyszłości pozwoli to również na przetwarzanie roztworów elektrolitów o wyższym stężeniu energii. Ponieważ układ nie wykorzystuje tak wysokiego napięcia jak poprzednio, wyeliminowano kondensatory buforowe - nowe elementy bezpośrednio zasilają silniki elektryczne i mają dużą moc wyjściową. QUANT posiada również tryb wydajny, w którym niektóre ogniwa są wyłączane, a moc jest zmniejszana w imię wydajności. Kiedy jednak potrzebna jest moc, jest ona dostępna – dzięki ogromnemu momentowi obrotowemu 2000 Nm na koło (według firmy tylko 8000 Nm), przyspieszenie do 100 km/h zajmuje 2,4 sekundy, a prędkość maksymalna jest elektronicznie ograniczona do 300 km. /h Przy takich parametrach całkiem naturalne jest rezygnowanie z przekładni - cztery silniki elektryczne o mocy 140 kW są zintegrowane bezpośrednio z piastami kół.

Rewolucyjne z natury silniki elektryczne

Małym cudem techniki są same silniki elektryczne. Ponieważ działają przy bardzo niskim napięciu 48 woltów, nie są trójfazowe, ale trójfazowe! Zamiast miedzianych cewek zastosowano w nich aluminiową konstrukcję kratownicową w celu zmniejszenia objętości – co jest szczególnie ważne, biorąc pod uwagę ogromne prądy. Zgodnie z prostą fizyką, przy mocy 3 kW na silnik elektryczny i napięciu 45 woltów, przepływający przez niego prąd powinien wynosić 140 amperów. To nie przypadek, że nanoFlowcell ogłasza wartości 48A dla całego układu. Pod tym względem prawa wielkich liczb naprawdę tutaj działają. Firma nie ujawnia, jakie systemy służą do przesyłania takich prądów. Jednak zaletą niskiego napięcia jest to, że nie są wymagane systemy ochrony przed wysokim napięciem, co zmniejsza koszt produktu. Pozwala również na użycie tańszych tranzystorów MOSFET (tranzystory polowe półprzewodnikowe z tlenkiem metalu) zamiast droższych tranzystorów HV IGBT (tranzystory bipolarne z izolowaną bramką wysokonapięciową).

Ani silniki elektryczne, ani system nie powinny poruszać się powoli po kilku dynamicznych przyspieszeniach chłodzenia.

Duże zbiorniki mają pojemność 2 x 250 litrów i według nanoFlowcell ogniwa o temperaturze roboczej około 96 stopni są sprawne w 90 procentach. Są one zintegrowane z tunelem w konstrukcji podłogi i przyczyniają się do obniżenia środka ciężkości pojazdu. Podczas eksploatacji pojazd wydziela rozpryski wody, a sole ze zużytego elektrolitu zbierane są w specjalnym filtrze i oddzielane co 10 000 km. Z oficjalnego komunikatu prasowego na 40 stronach nie wynika jednak, ile samochód spala na 100 km, a informacje są oczywiście niejasne. Firma twierdzi, że litr bi-ION kosztuje 0,10 euro. W przypadku zbiorników o pojemności 2 x 250 litrów i szacowanym przebiegu 1000 km oznacza to 50 litrów na 100 km, co znów jest korzystne na tle cen paliw (osobna kwestia wagi). Jednak deklarowana wydajność systemu 300 kWh, co odpowiada 600 kWh / l, oznacza zużycie 30 kWh na 100 km, a to dużo. Na przykład mniejszy Quantino ma 2 zbiorniki o pojemności 95 litrów, które dostarczają (podobno) tylko 15 kWh (prawdopodobnie 115?), I ma przebieg 1000 km przy 14 kWh na 100 km. To są oczywiste niespójności ...

Pomijając to wszystko, zarówno technologia napędu, jak i konstrukcja samochodu są oszałamiające, co samo w sobie jest wyjątkowe dla start-upów. Rama kosmiczna i materiały, z których wykonany jest korpus, są również zaawansowane technologicznie. Ale to już wydaje się uwarunkowane na tle takiego popędu. Co równie ważne, pojazd posiada certyfikat TUV do jazdy po niemieckiej sieci drogowej i jest gotowy do produkcji seryjnej. Co powinno zacząć się w Szwajcarii w przyszłym roku.

Tekst: Georgy Kolev

Dom " Artykuły " Puste » QUANT 48VOLT: rewolucja w branży motoryzacyjnej lub ...