多くの先進テクノロジーが私たちの生活を日々変えています。の出現と成長電気自動車(EV)これは、それらの変化が私たちのビジネスと私生活にどれほど大きな影響を与えるかを示す主要な例です。
技術の進歩と内燃機関 (ICE) 車に対する環境規制の圧力により、EV 市場への関心が高まっています。多くの老舗自動車メーカーが新しいEVモデルを投入し、新たな新興企業が市場に参入しています。現在入手可能なメーカーとモデルの選択、そして今後さらに多くのモデルが登場することにより、将来的には私たち全員が EV を運転する可能性がこれまで以上に現実に近づいています。
今日の EV を支えるテクノロジーには、従来の車両の製造方法から多くの変更が必要です。 EV の製造プロセスでは、車両自体の美学とほぼ同じくらい設計上の考慮が必要です。これには、EV アプリケーション向けに特別に設計されたロボットの固定ラインと、必要に応じてラインのさまざまなポイントで出入りできる移動ロボットを備えた柔軟な生産ラインが含まれます。
この号では、今日の EV を効率的に設計および製造するにはどのような変更が必要かを検討します。プロセスや生産手順がガソリン車の製造とどのように異なるかについて説明します。
設計、コンポーネント、製造プロセス
EV の開発は 20 世紀初頭に研究者や製造業者によって精力的に進められましたが、コストが安く大量生産されたガソリン車のせいで関心は停滞しました。研究は 1920 年から 1960 年代初頭まで衰退しました。このとき、公害という環境問題と天然資源の枯渇への懸念により、より環境に優しい個人の移動手段の必要性が生じました。
EVの充電デザイン
今日のEVはICE(内燃機関)ガソリン車とは大きく異なります。新しい種類のEVは、メーカーが数十年にわたって使用してきた伝統的な生産方法を使用して電気自動車を設計および製造しようとする一連の失敗した試みから恩恵を受けてきました。
ICE 車両と比較すると、EV の製造方法には多くの違いがあります。以前はエンジンの保護に重点が置かれていましたが、現在では EV の製造におけるバッテリーの保護に焦点が移ってきています。自動車の設計者とエンジニアは、EV の設計を完全に再考し、EV を構築するための新しい生産および組み立て方法を作成しています。彼らは現在、空気力学、重量、その他のエネルギー効率を重視して EV をゼロから設計しています。
An 電気自動車用バッテリー (EVB)は、あらゆる種類の EV の電気モーターに電力を供給するために使用されるバッテリーの標準指定です。ほとんどの場合、これらは、特に高アンペア時 (またはキロワット時) の容量向けに設計された充電式リチウムイオン バッテリーです。リチウムイオン技術の充電式バッテリーは、金属のアノードとカソードを含むプラスチックのハウジングです。リチウムイオン電池は液体電解質の代わりにポリマー電解質を使用します。高導電性の半固体 (ゲル) ポリマーがこの電解質を形成します。
リチウムイオンEV用バッテリーは、持続的な期間にわたって電力を供給するように設計されたディープサイクルバッテリーです。より小型で軽量なリチウムイオン電池は、車両の重量を軽減し、その結果、車両の性能を向上させるため、望ましいものです。
これらのバッテリーは、他の種類のリチウム バッテリーよりも高い比エネルギーを提供します。これらは通常、モバイル デバイス、ラジコン航空機、そして現在では EV など、重量が重要な機能となるアプリケーションで使用されます。一般的なリチウムイオン電池は、重さ約 1 キログラムの電池に 150 ワット時の電気を蓄えることができます。
過去 20 年間、ポータブル電子機器、ラップトップ コンピューター、携帯電話、電動工具などからの需要によってリチウム イオン バッテリー技術が進歩してきました。 EV 業界は、性能とエネルギー密度の両方においてこれらの進歩の恩恵を享受しています。他の電池の化学的性質とは異なり、リチウムイオン電池は毎日、どのような充電レベルでも放電および再充電できます。
他のタイプの軽量で信頼性が高く、コスト効率の高いバッテリーの作成をサポートする技術があり、今日の EV に必要なバッテリーの数を減らすための研究が続けられています。エネルギーを蓄えて電気モーターに電力を供給するバッテリーは、独自のテクノロジーに進化しており、ほぼ毎日変化しています。
トラクションシステム
EV には、トラクションまたは推進システムとも呼ばれる電気モーターが搭載されており、潤滑を必要としない金属およびプラスチック部品が使用されています。このシステムはバッテリーからの電気エネルギーを変換し、ドライブトレインに伝達します。
EV は、それぞれ 2 つまたは 4 つの電気モーターを使用して、二輪または全輪推進で設計できます。直流 (DC) モーターと交流 (AC) モーターの両方が、EV の牽引システムまたは推進システムに使用されています。 AC モーターはブラシを使用しないため、メンテナンスの必要性が少なく、現在では AC モーターの方が一般的です。
EVコントローラー
EV モーターには、高度な電子コントローラーも含まれています。このコントローラーには、ガソリン車のキャブレターと同じように、バッテリーと電気モーターの間で動作して車両の速度と加速を制御する電子パッケージが組み込まれています。これらの車載コンピュータ システムは、車を始動するだけでなく、ドア、窓、エアコン、タイヤ空気圧監視システム、エンターテイメント システム、およびすべての車に共通の他の多くの機能を操作します。
EVブレーキ
EV ではどのタイプのブレーキでも使用できますが、電気自動車では回生ブレーキ システムが好まれます。回生ブレーキは、車両が減速しているときにモーターを発電機として使用してバッテリーを充電するプロセスです。これらのブレーキ システムは、ブレーキ中に失われたエネルギーの一部を回収し、バッテリー システムに戻します。
回生ブレーキ中、通常はブレーキによって吸収されて熱に変換される運動エネルギーの一部が、コントローラーによって電気に変換され、バッテリーの再充電に使用されます。回生ブレーキは電気自動車の航続距離を 5 ~ 10% 延長するだけでなく、ブレーキの摩耗を減らし、メンテナンスコストを削減することが証明されています。
EV充電器
2種類の充電器が必要です。 EV を一晩充電するには、ガレージに設置するフルサイズの充電器とポータブル充電器が必要です。ポータブル充電器は、多くのメーカーから急速に標準装備になりつつあります。これらの充電器はトランクに保管されているため、長期旅行中や停電などの緊急時に EV のバッテリーを部分的または完全に充電できます。今後の号で、その種類についてさらに詳しく説明します。EV充電ステーションレベル 1、レベル 2、ワイヤレスなど。
投稿日時: 2024 年 2 月 20 日