Perqu Loyalty Concept Video
Taula de continguts:
- Des de camions elèctrics fins a vehicles volants
- Què és un e-VTOL?
- Requisits energètics dels avions e-VTOL
- No és només l’energia
A mesura que els cotxes i els camions elèctrics apareixen cada vegada més a les carreteres nord-americanes, es planteja la qüestió: quan els vehicles elèctrics comercialment viables prendran el cel? Hi ha una sèrie d'esforços ambiciosos per construir avions elèctrics, incloent avions i avions regionals que poden cobrir distàncies més llargues. L'electrificació està començant a permetre un tipus de transport aeri que molts han estat esperant, però encara no l'han vist: un cotxe volador.
Un dels principals reptes en la construcció d’avions elèctriques és la quantitat d’energia que es pot emmagatzemar en una determinada quantitat de pes de la font d’energia a bord. Tot i que les millors bateries emmagatzemen aproximadament 40 vegades menys energia per unitat de pes que el combustible per avió, hi ha una major part de la seva energia disponible per conduir el moviment. En definitiva, per a un pes determinat, el combustible per avions conté prop de 14 vegades més energia que una bateria de ions de liti de darrera generació.
Vegeu també: Coneix el pla elèctric, l'hidrogen i el pla d'emissions zero a volar el 2025
Això fa que les bateries siguin relativament pesades per a l'aviació. Les companyies aèries ja estan preocupades pel pes: imposar quotes a l'equipatge en part per limitar la quantitat de avions que han de portar. Els vehicles de carretera poden manejar bateries més pesades, però hi ha preocupacions similars. El nostre grup de recerca ha analitzat la compensació pes-energia de les camionetes elèctriques i del tractor-remolc o semi-camions.
Des de camions elèctrics fins a vehicles volants
Hem basat la nostra investigació en una descripció molt precisa de l’energia necessària per moure el vehicle juntament amb els detalls dels processos químics subjacents a les bateries de ions de litre. Hem trobat que un semiremol elèctric semblant al de motors dièsel actuals es podria dissenyar per viatjar fins a 500 milles amb una sola càrrega i poder transportar la càrrega al voltant del 93% de tots els viatges de transport.
Les bateries hauran de ser més barates abans que tingui sentit econòmic començar el procés de conversió de la flota de camions nord-americans a energia elèctrica. Sembla probable que això succeeixi a principis dels anys 2020.
Els vehicles voladors estan més allunyats, ja que tenen necessitats de potència diferents, especialment durant l’enlairament i l’aterratge.
Què és un e-VTOL?
A diferència dels avions de passatgers, ja s’utilitzen petits drones amb bateria que porten paquets personals a distàncies curtes, mentre volen per sota dels 400 peus. Però portar persones i equipatge requereix 10 vegades més energia o més.
Vam veure quanta energia necessitaria una petita aeronau amb bateria capaç d’enlairar i aterrar verticalment. Normalment estan dissenyats per llançar-se directament com a helicòpters, canviar a un mode d'avió més eficient rotant les seves hèlixs o ales senceres durant el vol i després torneu al mode helicòpter per aterrar. Podrien ser una manera eficient i econòmica de navegar per zones urbanes ocupades, evitant les carreteres obstruïdes.
Requisits energètics dels avions e-VTOL
El nostre grup de recerca ha construït un model informàtic que calcula la potència necessària per a un e-VTOL d'un sol passatger, seguint les línies de disseny que ja estan en desenvolupament. Un exemple és un e-VTOL que pesa 1.000 quilograms, inclòs el passatger.
La part més llarga del viatge, en mode d’avió, necessita menys energia per milla. La nostra mostra e-VTOL necessitaria aproximadament entre 400 i 500 watts-hora per milla, al voltant de la mateixa quantitat d'energia que necessitaria una camioneta elèctrica, i aproximadament el doble del consum energètic d'un sedan elèctric de passatgers.
No obstant això, l’enlairament i l’aterratge requereixen molt més energia. Independentment de fins a quin punt viatja un e-VTOL, la nostra anàlisi preveu que el desembarcament i l’aterratge combinats requereixen entre 8.000 i 10.000 hores de watts per viatge. Es tracta de la meitat de l'energia disponible en la majoria de cotxes elèctrics compactes, com un Nissan Leaf.
Per a un vol sencer, amb les millors bateries disponibles en l'actualitat, hem calculat que un e-VTOL d'un sol passatger dissenyat per transportar una persona de 20 quilòmetres o menys requeriria uns 800 a 900 hores per milla. Això és aproximadament la meitat de la quantitat d’energia que hi ha en un semi-camió, que no és molt eficient: si necessiteu fer una visita ràpida per comprar a un poble proper, no agafareu la cabina d’un tractor-remolc complet per ves-hi.
A mesura que millorin les bateries durant els propers anys, és possible que puguin empaquetar en un 50% més d'energia pel mateix pes de la bateria. Això faria que els e-VTOLS siguin més viables per a viatges de curta i mitjana distància. Però hi ha algunes coses que calen abans que les persones realment puguin començar a utilitzar e-VTOLS amb regularitat.
No és només l’energia
Per als vehicles terrestres, és suficient determinar la gamma útil de viatges, però no per a avions i helicòpters. Els dissenyadors d’aeronaus també han d’examinar de prop l’energia o la rapidesa de l’energia emmagatzemada. Això és important perquè la pujada per disparar en un avió o per empènyer contra la gravetat en un helicòpter requereix molta més energia que girar les rodes d'un cotxe o d'un camió.
Per tant, les bateries e-VTOL han de poder descarregar-se a velocitats aproximadament 10 vegades més ràpides que les bateries dels vehicles elèctrics de carretera. Quan les bateries es descarreguen més ràpidament, obtenen molta més calor. De la mateixa manera que el ventilador del vostre ordinador portàtil gira a tota velocitat quan intenteu transmetre un programa de televisió mentre feu un joc i baixeu un fitxer gran, cal que es refredi una bateria del vehicle encara més ràpidament quan se li demani que produeixi més energia.
Les bateries de vehicles de carretera no s'escalfen gairebé tant durant la conducció, per la qual cosa poden refredar-se per l'aire que passa o amb refrigerants simples. No obstant això, un taxi e-VTOL generaria una gran quantitat de calor a l'enlairament que trigaria molt de temps a refredar-se i, en viatges curts, no es podria refredar completament abans de tornar a escalfar a l'aterratge. Pel que fa a la grandària de la bateria, per a la mateixa distància recorreguda, la quantitat de calor generada per una bateria e-VTOL durant l'enlairament i l'aterratge és molt més que els cotxes elèctrics i els semi-camions.
Vegeu també: CEO de Tesla, Elon Musk, Idea de detalls sobre l'avió elèctric a Podcast de Joe Rogan
Aquest calor addicional escurçarà les vides útils de les bateries de e-VTOL i, possiblement, els farà més susceptibles a l'incendi. Per preservar la fiabilitat i la seguretat, les aeronaus elèctriques necessitaran sistemes de refrigeració especialitzats, que requeririen més energia i pes.
Aquesta és una diferència crucial entre els vehicles elèctrics i els avions elèctrics: els dissenyadors de camions i cotxes no necessiten millorar radicalment ni la seva potència ni els seus sistemes de refrigeració, ja que això afegiria costos sense ajudar el rendiment. Només la investigació especialitzada trobarà aquests avenços vitals per a les aeronaus elèctriques.
El nostre següent tema d'investigació continuarà explorant formes de millorar els requisits del sistema de refrigeració i bateria e-VTOL per proporcionar prou energia per a un rang útil i suficient potència per a l'enlairament i l'aterratge, tot sense sobreescalfament.
Aquest article va ser publicat originalment a The Conversation per Venkat Viswanathan, Shashank Sripad i William Leif Fredericks. Llegiu l'article original aquí.
Els cotxes elèctrics de Tesla estan superant els vehicles elèctrics de Big Auto en aquest crucial Stat
La primera especificació de EV esmenta generalment: la distància que un cotxe pot viatjar amb una sola càrrega. Ara que una nova generació de VE ofereix un abast suficient per a les necessitats diàries de la majoria dels conductors, els possibles compradors també han de començar a mirar l’eficiència: la quantitat d’energia que un cotxe consumeix per quilòmetre.
Quanta electricitat necessitarà per als cotxes elèctrics elèctrics del futur?
La tendència cap als vehicles elèctrics contribueix a reduir les emissions nocives i el consum de combustibles fòssils, però ha d’instal·lar la infraestructura per donar servei als vehicles de transport elèctric perquè l’interruptor tingui èxit. Els investigadors van determinar la quantitat d’electricitat que la xarxa elèctrica dels EUA necessita per generar per servir a aquests vehicles verds.
Faraday Future estableix una nova barra per a inversors elèctrics de vehicles elèctrics
Faraday Future, el fabricant de cotxes elèctrics potser d’un altre planeta, ha anunciat avui la seva primera patent per al "FF Echelon Inverter", una fita per a la companyia que només acaba de revelar com serà el cotxe al gener. Així, mentre que una patent que s'aprova no és notícia per a la majoria, és una gran notícia per als ...