batterij auto's

Wat wordt de toekomst van de auto-industrie? Absoluut elektriserend, dankzij de uitbreiding van voertuigen met elektromotoren. Als we hieraan steeds geavanceerdere autonome rijsystemen toevoegen, wacht de auto-industrie na vele decennia van conservatieve veranderingen op een technologische revolutie.

Als ik tijdens het rijden in de file sta, sluit ik soms tijdelijk de luchttoevoer van buiten af. De gecondenseerde stank van uitlaatgassen uit de uitlaatpijpen van omringende auto's wordt ondraaglijk. En hoewel ik tot de groep coureurs behoor die graag het agressieve geluid van de verbrandingsmotor horen nadat het gaspedaal harder is ingedrukt, begin ik me in deze specifieke situatie voor te stellen hoe mooi het zou zijn als het vermoeiende geluid van de motoren zou worden vervangen met zalige stilte, en in plaats van verstikkende uitlaatgassen met een klap in de auto frisse lucht. Om dit te doen, hebben alle auto's die vastzitten in het verkeer, inclusief de mijne, groene elektromotoren onder de motorkap nodig.

Geen curiositeiten meer

Dergelijke visioenen kunnen sneller uitkomen dan we verwachten. Begin 2013 reden zo'n 200 mensen op de wegen over de hele wereld. EV- en PHEV-voertuigen (hybride voertuigen met oplaadmogelijkheid voor stopcontacten). Dat zijn er momenteel meer dan een miljoen. Alleen al in Europa groeide hun omzet in 2015 jaar met 48,6% in vergelijking met het voorgaande jaar. Toegegeven, deze cijfers in de context van de wereldwijde autoverkopen zijn nog niet erg indrukwekkend, maar De opwaartse trend is duidelijk en het is slechts een kwestie van tijd voordat de verhoudingen omslaan - elektrische voertuigen zullen in de toekomst de wegen domineren.

Veel factoren dragen bij aan hun groeiende populariteit. Ten eerste zijn we getuige van een grote technologische doorbraak die de efficiëntie van de batterij verbetert en de prijs ervan verlaagt. Even belangrijk zijn de uitputting van fossiele brandstoffen, stijgende kosten van de winning ervan en beperkende regelgeving gericht op het verminderen van de CO-uitstoot.₂. De normen worden strenger en zelfs de grootste autofabrikanten hebben moeite om eraan te voldoen, zoals het recente schandaal bij Volkswagen dat zo ver ging als het manipuleren van stikstofoxide-emissies goed werd geïllustreerd. Dit zogenaamde meer, dit zou het begin van het einde kunnen zijn voor dieselmotoren. Wat zal ze vervangen? Natuurlijk ecologische schijven. Dit werd indirect erkend door Volkswagen zelf, die de ontwikkeling van verschillende ontwerpen van auto's met interne verbrandingsmotoren verliet, en tijdens de elektronicabeurs in Las Vegas in januari pochte Budd-e - een minivan met een volledig elektrische aandrijving. De autoshow is een goede barometer van aanstaande veranderingen. Als elektrische voertuigen daar tot voor kort als een curiositeit werden behandeld, kan tegenwoordig bijna elke fabrikant bogen op een voertuig van dit type.

Een van de koplopers van de elektrische revolutie in de auto-industrie is de Japanse Nissan. Onder de miljoenen bestuurders die al elektrische voertuigen hebben gekocht, kozen maar liefst 200 30 voor de elektrische Nissan Leaf. Dit jaar heeft het concern hem voorzien van een nieuwe accu met een capaciteit van 250 kWh, waarmee volgens de fabrikant de actieradius is vergroot tot zo'n XNUMX km. De Leaf is nu vijf jaar op de markt, dus Nissan bereidt langzaam zijn opvolger voor. Misschien wordt het een intrigerend concept dat op de Tokyo Motor Show wordt gepresenteerd, genaamd IDS.

Elektrische auto's zijn futuristisch. Afgebeeld: Nissan IDS-concept (Bron: Nissan)

Het is uitgerust met handmatige en automatische rijmodi (het stuur kan worden verborgen in de cabine en vervangen door een groot display) en een 60 kWh-batterij, die, in combinatie met uitstekende aerodynamische eigenschappen, u in staat zal stellen 400 km af te leggen op een enkele in rekening brengen. Een ander Japans bedrijf zet ook steeds vaker in op elektrische voertuigen. Mitsubishi werkt al sinds de jaren '60 aan elektrische voertuigen, maar heeft net als zijn concurrenten pas recentelijk zijn activiteiten op dit gebied opgevoerd. Tegen 2020 zullen EV's en PHEV's 20% van de productie van de groep uitmaken.

Het universele gecombineerde laadsysteem is ontwikkeld door de Duitse bedrijven Audi, BMW, Daimler, Porsche en Volkswagen in nauwe samenwerking met Ford en General Motors (bron: Audi).

In 2018 komt Audi's eerste in massa geproduceerde elektrische auto op de markt op basis van de Audi e-tron quattro concept. De auto gebruikt de kracht van drie elektromotoren - een van hen drijft de vooras aan en de andere twee drijven de achteras aan. Hun totale vermogen is 320 kW. De batterijcapaciteit - 95 kWh - levert vermoedelijk genoeg energie voor 500 km rijden. De auto kan zowel met gelijkstroom als met wisselstroom worden opgeladen, inductieladen is ook mogelijk en op zonnige dagen wordt de elektriciteit bovendien geleverd door een op het dak gemonteerde zonne-installatie.

Ook gaan Amerikaanse bedrijven de peren niet met as bedekken. Tegen 2020 zal Ford 4,5 miljard dollar extra investeren in de ontwikkeling van elektrische voertuigen en dertien nieuwe modellen voor elektrische voertuigen introduceren. Op de januari Auto Show in Detroit toonde Chevrolet een nieuwe versie van de Bolt elektrische auto, waarvan de actieradius werd vergroot tot 320 km.

Maar om eerlijk te zijn, moet worden gezegd dat: De meeste grote autoconcerns benaderen elektrische voertuigen al lang zonder overtuiging, en het zijn alleen de nieuwe rijkdommen in de vierwielige wereld zoals Google en Tesla die hen tot actie hebben uitgelokt. Vooral de laatste, gemaakt en geleid door Elon Musk, een visionair en uitvinder met miljarden dollars op zijn naam, droeg bij aan de opkomst van elektrische auto's. Musk is compromisloos, niet geïnteresseerd in hybride voertuigen en heeft consequent elektrische aandrijvingen ontwikkeld, die hij ziet als de toekomst van de auto-industrie. “Over een paar jaar zullen mensen naar verbrandingsmotoren kijken zoals wij naar stoommachines kijken. Ze zullen met emotie zeggen: het waren geweldige tijden, maar ze zijn voorbij en komen nooit meer terug', zegt ze met overtuiging. Hij heeft Tesla vanaf de grond opgebouwd zonder reservecapaciteit van grote bedrijven. Het kostte hem slechts tien jaar om relatief stabiele auto's te ontwerpen, produceren en verkopen die niet alleen volledig milieuvriendelijk zijn, maar ook qua prestaties bijna op geen enkele manier onderdoen voor concurrenten met verbrandingsmotoren. Het vlaggenschip van Musk, de Tesla Model S, is mooi, snel en de batterijen raken niet leeg na 100 mijl, waardoor je meer dan vier keer zo lang kunt reizen. Vorig jaar kreeg de Model S een broertje, maar de oudere broer is de sportcrossover Model X. In maart 2016 toont Tesla een prototype van de Model 3, wat een doorbraak moet zijn voor het merk, vooral omdat het aanzienlijk goedkoper zal zijn dan zijn voorgangers. De prijs, die zou moeten beginnen vanaf 35 duizend. dollar is echter nog steeds een onbetaalbaar bedrag voor de meeste vierwielers. En dit is het grootste probleem met moderne elektrische voertuigen: ze zijn zuinig in het gebruik, maar erg duur als je kijkt naar de aanschafprijs.

Tesla's nieuwste creatie is de Model X sport-crossover (bron: Tesla Motors).

Probleem batterijen

Weinig mensen weten dat elektromotoren veel eerder zijn gemaakt dan hun concurrenten op het gebied van verbrandingsmotoren. Volgens sommige rapporten werd de eerste elektrische auto in 1828 ontworpen door de Hongaar Anjos Jedlik. De uitvindingen van de Nederlandse hoogleraar Sibrandus Strating Groningen en de Amerikaanse smid Thomas Davenport, die volledig onafhankelijk van elkaar zijn, zijn iets beter gedocumenteerd in het midden van de jaren 30. Elektriciteit. De verbrandingsmotor werd pas in 1885 ontwikkeld, maar drie decennia later domineerde hij de markt. Batterijen zijn de achilleshiel van elektrische aandrijvingen - inefficiënt, duur om te produceren, waardoor snel opladen en lange afstanden niet mogelijk zijn. De elektrische auto's die ermee waren uitgerust, maakten geen schijn van kans tegen de goedkope en onverwoestbare Ford T. Het duurde bijna honderd jaar voordat de technologische vooruitgang meer energie uit lithium-ionbatterijen kon persen.

De vooruitgang is groot, maar nog niet genoeg. De productiekosten van een lithium-ionbatterij blijven erg hoog: van PLN 250 tot bijna PLN 1. gat. voor 1 kWh. Zo kan de batterij zelf tot 50-60% van de kosten van een auto uitmaken. Als gevolg hiervan kosten EV's nog steeds gemiddeld 30-40% meer dan hun ICE-tegenhangers, en uiteindelijk is een EV, ondanks lagere bedrijfskosten, niet goedkoper dan conventionele voertuigen.

Tot overmaat van ramp zijn batterijen niet alleen verschrikkelijk duur, maar verminderen ze ook de actieradius van elektrische voertuigen aanzienlijk. Toegegeven, de honderd kilometer barrière is al overwonnen, waardoor het realistisch is geworden om korte afstanden in de stad te overbruggen, maar het reizen naar een langere route met een elektrische auto is een moeilijke logistieke taak, en in regio's waar er geen laadstations wordt het onmogelijk. De prestaties van de batterij worden ook beïnvloed door weersfactoren, zowel hitte als strenge vorst. Naarmate de auto ouder wordt, neemt de capaciteit van de accu af en daarmee de actieradius. Bovendien laden lithium-ionbatterijen erg langzaam op. Bij gebruik van een klassiek stopcontact duurt dit 6-10 uur. Een CHAdeMO of CCS Combo 2 snellader brengt dit terug naar 30-40 minuten, maar het is nog steeds een verschrikkelijke tijd in vergelijking met het tanken van benzine of diesel.

Groene auto's gratis parkeren

De lange lijst met problemen waarmee gebruikers van elektrische voertuigen worden geconfronteerd, kan ontmoedigend zijn, zelfs voor bestuurders die zeer milieubewust zijn. Houd er echter rekening mee dat dit technische beperkingen zijn en dat hun belang zal afnemen met de ontwikkeling van moderne technologieën. We moeten stilaan de voordelen van dit type aandrijving inzien. En dat zijn er nogal wat. Het werkingsprincipe van een elektrische auto is heel eenvoudig: de elektriciteit die is opgeslagen in de batterijen wordt overgebracht naar een AC-motor die de wielen aandrijft. Een motor zoals een auto-aandrijving is veel efficiënter dan een verbrandingsmotor omdat deze bijna onmiddellijk zijn hoogste koppel bereikt, wat zich vertaalt in een hoge rijdynamiek en de koppeling, en meestal de versnellingsbak, elimineert. Batterijen opladen is onvergelijkbaar goedkoper dan tanken bij tankstations. Een nieuwe Segment B-auto met een dieselmotor verbruikt ongeveer 100 liter dieselbrandstof per 5 km. Met een brandstofprijs van PLN 4 per liter kost dit ons ongeveer PLN 20. Ondertussen zal een elektrische auto meerdere kilowattuur energie verbruiken om dezelfde afstand af te leggen, dus er blijft nog maar 7-8 PLN over van onze portemonnee. Bovendien zijn de onderhoudskosten van een elektrische auto lager omdat deze niet periodiek de olie, bougies of luchtfilter hoeft te vervangen. Zelfs op langere routes rijden is niet vermoeiend - de auto rijdt bijna geruisloos en de in de vloer geplaatste accu's verlagen het zwaartepunt van het voertuig aanzienlijk, waardoor de bestuurder een betere controle over het voertuig heeft.

In veel landen kunnen eco-autobezitters rekenen op verschillende prikkels en financiële prikkels. In Noorwegen zijn elektrische auto's bijvoorbeeld vrijgesteld van btw en wegenbelasting, mogen ze op busbanen rijden en betalen hun eigenaren niet voor parkeren, tol of veerdienst. Als gevolg hiervan is bijna elke derde personenauto die in Noorwegen wordt verkocht, uitgerust met een elektrische aandrijving. Elektrische voertuigen krijgen een voorsprong, vooral omdat hun negatieve milieu-impact minimaal is, vooral door nul CO-uitstoot.₂, oxiden van koolstof en stikstof en roet. In deze context het is echter de moeite waard om aandacht te besteden aan waar de elektriciteit vandaan komt die de groene auto's aandrijft. In Polen is de belangrijkste bron bijvoorbeeld steenkool - als gevolg daarvan dragen we bij het besturen van een auto die is opgeladen met een conventioneel elektrisch netwerk nog steeds bij aan milieuvervuiling, zij het indirect. Het probleem van de verwijdering van gebruikte batterijen blijft ook onopgelost.

Wachten op een doorbraak

Hoe dan ook, de toekomst van elektrische voertuigen ziet er behoorlijk rooskleurig uit. Dat blijkt uit het groeiend aantal snelladers dat verschijnt bij tankstations, supermarkten, winkelcentra en wooncomplexen. Er zijn er nog steeds te weinig in verhouding tot de behoeften, maar de situatie verbetert gestaag, althans in de rijkste landen (helaas zijn dergelijke opladers nog steeds exotisch in Polen). Er zijn bijvoorbeeld 10 CHAdeMO's wereldwijd actief, waarvan 353 in Japan, 5960 in Europa, 2755 in Noord-Amerika en 1530 in andere regio's. Tesla breidt zijn netwerk van krachtige laadstations intensief uit, zonder achterom te kijken en zonder te wachten op overheidssubsidies (het heeft er al ongeveer 108, voornamelijk in de VS). Elon Musk is ook van plan de kosten van de batterijen die zijn voertuigen van stroom voorzien met maar liefst $ 590 te verlagen tot $ 70. per kilowattuur. De sleutel tot succes moet worden gebouwd tegen een kostprijs van 38 miljard dollar. state-of-the-art fabriek in Nevada, de zogenaamde Gigafactory. Cellen worden goedkoper, maar ook technologisch geavanceerder. Tesla is van plan een efficiëntere kobalt-aluminium (NCA) kathode te gebruiken in combinatie met een op silicium gebaseerde anode en synthetisch grafeen.

Een door Volvo ontwikkeld inductielaadsysteem voor elektrische voertuigen (bron: Volvo).

Andere bedrijven werken ook aan het verbeteren van de batterij-eigenschappen. Het Duitse bedrijf Kreisel Electric introduceerde onlangs een auto-energiesysteem op basis van een 85 kWh-batterij die een bereik van 300 km biedt en in slechts 18 minuten tot 80% van de nominale capaciteit oplaadt. Ook inductieve laadtechnologieën worden ontwikkeld. Stop de auto gewoon op de aangegeven plek en de accu begint automatisch met opladen. Een inductiespoel in een laadstation zal een wisselend elektromagnetisch veld creëren, en een vergelijkbare spoel in een mobiel apparaat zal energie uit dit veld halen en deze omzetten in een elektrische stroom die in een batterij wordt opgeslagen. Eenvoudig en handig.

Het is echter mogelijk dat lithium-ionbatterijen een doodlopende weg zijn en de echte revolutie zal pas beginnen wanneer een heel ander, innovatief materiaal wordt gebruikt om cellen te produceren, zoals grafeen, een materiaal met uitstekende supergeleidende eigenschappen, bestaande uit een enkele laag koolstofatomen. De eerste experimentele grafeencellen zijn al ontwikkeld waarmee een batterij van een elektrische auto in minder dan een minuut volledig kan worden opgeladen, zijn biologisch afbreekbaar en bieden een veel langere levensduur en efficiëntie dan momenteel geproduceerde batterijen!

Competitie elektrische voertuigen - Hydrogen Drive (bron: Toyota).

Als elektrische voertuigen de markt echter domineren, zou de technologische vooruitgang op dit gebied aanzienlijk moeten versnellen. Ze hebben sterke concurrentie aan hun kant die net zo innovatief en ecologisch is, zo niet meer. Ik bedoel waterstofauto's, die brandstofcellen gebruiken waarbij waterstof wordt gecombineerd met zuurstof. De eerste productieauto's met zo'n aandrijving rijden al op onze wegen (Hyundai ix35 Fuel Cell en Toyota Mirai).

Welk ontwikkelingspad zullen de automobielconcerns uiteindelijk kiezen? We weten dit nog niet, maar we kunnen zeker zijn van één ding: de nabije toekomst in de wereld van vier wielen heeft lange tijd niet zo spannend en interessant beloofd.

Elektra om op te letten

Tesla Model S

Dit is ongetwijfeld een echte ster onder de elektrische voertuigen. De carrosserie van de Model S is gestileerd als een sportcoupé en is volledig van aluminium gemaakt. Doordat het accupakket onder de vloer zit en de motoren direct op de assen van de wielen zitten, heeft de auto twee bagageruimten (in plaats van de standaard kofferbak kunnen er twee extra kinderzitjes geplaatst worden).

De kwaliteit van interieurbekledingsmaterialen en hun naleving is de hoogste automobielklasse. Zeer indrukwekkend is ook de 17 inch touchscreen multimedia tablet, geplaatst in het midden van het dashboard, waarmee we alle systemen bedienen waarmee de auto is uitgerust. De intelligente luchtvering verlaagt de hoogte van het voertuig bij hoge snelheden, zoals bij het rijden op de snelweg, en vergroot zo de actieradius. En dit varieert, afhankelijk van de uitvoering, van 370 km (70 kWh batterij) tot 440 km (model 85D). De nieuwste verbeterde versie van de P90D is geschikt voor snelheden tot 100 km/u. in slechts 3,3 seconden Dergelijke wonderen kosten helaas geld. De prijzen van Tesla Model S beginnen bij 54 en eindigen bij 138. dollar.

BMW i3

i3 is de eerste elektrische auto van het bedrijf uit München. Het silhouet is enigszins futuristisch, net als het ruime en uitgebreide interieur. Een interessant gegeven is het ontbreken van een B-stijl, waardoor de achterdeuren in de tegenovergestelde richting openen dan bij traditionele auto's. De I3 drijft een 170 pk sterke elektromotor aan. en een koppel van 250 Nm, dat de auto in slechts 7 seconden van het gaspedaal naar de honderd katapulteert. De energie die is opgeslagen in accu's met een capaciteit van 22 kWh stelt u in staat om 130 tot 160 km te reizen op één lading. i3 evalueert op intelligente wijze het batterijgebruik op basis van de huidige wegomstandigheden en uw persoonlijke rijstijl. Opladen via een gewoon huishoudelijk stopcontact duurt ongeveer 10 uur, terwijl we met de CCS-connector slechts ongeveer 30 minuten nodig hebben. Prijs: vanaf 146 duizend. zloty

Nissan Leaf

De Nissan Leaf is een elektrische autoklassieker. Hoewel de machine qua schoonheid niet indrukwekkend is, is hij comfortabel en goed gemaakt, en heeft de motor van 109 pk, zoals het een elektrische aandrijving betaamt, een koppel van 254 Nm beschikbaar na het opstijgen. De actieradius van een auto met een batterij van 24 kWh zou in de buurt moeten komen van 190 km. Echter, in winterse omstandigheden, toen ik de Leaf testte, was het beste resultaat ongeveer 120 km. Met een nieuw accupakket dat dit jaar beschikbaar is met 30 kWh aan energie moeten we nog eens 50 km kunnen rijden. Het interieur van de Leaf is netjes en modern afgewerkt, biedt veel ruimte voor de bestuurder en passagiers, de stoelen zijn zowel voor als achter verwarmd, tevens zit de verwarming in het stuur. Met de CHAdeMO snellader kunt u batterijen tot 80% opladen in 30 minuten. – Opladen via een conventioneel 230 V-stopcontact duurt ongeveer 10 uur. Prijs: vanaf 128 duizend. zloty.

Chevrolet Bolt EV

De vorige elektrische auto van Bolt verkocht ongeveer 100 eenheden. exemplaren. Het is dan ook niet verwonderlijk dat de Amerikanen dit voorbeeld volgden en begin dit jaar een nieuwe versie van deze populaire "elektricien" toonden. Hij kan op veel manieren aardig gevonden worden. Het oog wordt aangetrokken door een slank en elegant silhouet met gestroomlijnde vormen, die een lage luchtweerstandscoëfficiënt bieden. Een motor van 200 pk met een koppel van 360 Nm voedt een batterijpakket van 60 kWh.

Het werkelijke bereik kan dus 300 km bereiken, wat een uitstekend resultaat is. Conventionele laders vullen de batterij in ongeveer 9 uur en CCS Combo in 45-60 minuten. (tot 80%). Binnenin vind je een groot touchscreen dat kan worden bediend met gepersonaliseerde widgets. Technische innovaties zijn onder meer een milieumonitoringsysteem en een achteruitkijkspiegel die kan worden vervangen door een achteruitkijkcameradisplay. Voeg daarbij een aantrekkelijke prijs (zo'n 30-35 duizend dollar voor de basisversie) en we hebben een recept voor een hit "groene auto".