• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Här är varför elbilar har massor av grymtningar, oomph och vridmoment

    Nobuteru Taniguc driver en Tesla Model S i Tokyo, Japan. Kredit:MASUDA

    australiska politiker, inklusive premiärminister Scott Morrison, har tagit upp frågan om elfordons kapacitet för "grunt".

    Nu är jag inte på något sätt någon "grunt"-expert, men när det kommer till prestanda, elbilar saknas långt ifrån. Faktiskt, Australiska elbilsägare har rankat prestanda som den främsta anledningen till sitt köpval.

    V8:an, bränsleslukande, rev-huvuden, som förmodligen är oroliga för att elbilar betyder att de kommer att köras runt golfvagnar, borde först kolla in detta dragrace mellan en Tesla och en Holden V8 Supercar.

    Spoilervarning:Tesla vinner, och med en rimlig summa.

    Förbränningsmotor vs elmotor

    Förbränningsmotorer och elmotorer är väldigt olika. I en förbränningsmotor, som namnet antyder, små mängder bränsle blandas med luft, och exploderas för att driva en serie kolvar. Dessa kolvar driver en vevaxel, som sedan kopplas till en växellåda, och så småningom hjulen.

    Detta är en ganska förenklad översikt, men det finns bokstavligen hundratals rörliga delar i en förbränningsmotor. Motorn måste "varvas upp" till ett högt varvtal för att nå maximal effektivitet. Växellådan försöker hålla motorn igång nära denna toppeffektivitet över ett brett varvtal.

    CarAdvice.com:Tesla Model S v Holden V8 Supercar v Walkinshaw HSV GTS Drag Race.

    All denna komplexitet leder till att en betydande mängd energi går förlorad, mestadels genom friktion (värme). Det är därför bilar med förbränningsmotorer är mycket energiineffektiva.

    Så hur skiljer sig elmotorer? Elmotorer är faktiskt ganska enkla, som består av en central rotor, vanligtvis kopplad till en enda växel. Rotorn vrids av ett omgivande magnetfält, som produceras med el. Den extra fördelen med denna design är att den kan arbeta omvänt, fungerar som en generator för att ladda batterierna samtidigt som fordonet saktar ner (detta kallas regenerativ bromsning).

    Å andra sidan, elmotorn reagerar direkt så fort gaspedalen trycks in. Med tanke på de minimala rörliga delarna, Elmotorer är också mycket tillförlitliga och kräver lite eller inget underhåll. Deras enkelhet gör också att nästan ingen energi går förlorad i friktionen mellan rörliga delar, vilket gör dem mycket effektivare än förbränningsmotorer.

    Översätts enkelhet till mer eller mindre grymtande?

    Förbränningsmotorer måste "varvas upp" för att nå toppeffekt och vridmoment. Vridmoment är ett mått på hur mycket rotationskraft som kan produceras, medan effekt är ett mått på hur hårt en motor måste arbeta för att producera rotationskraften.

    Enligt nedanstående, kraften och vridmomentet hos en förbränningsmotor innebär att även om en konventionell bil kan ha en toppkapacitet på 120 kW effekt och 250 Newtonmeters vridmoment, detta är endast när motorn går med höga varvtal.

    I kontrast, en elmotor ger fullt vridmoment från noll kilometer i timmen, med ett linjärt samband mellan hur snabbt motorn snurrar och den effekt som krävs. Dessa egenskaper översätts till ett fordon som är extremt snabb på att accelerera, med förmågan att trycka dig tillbaka i din plats.

    Hur är det med dragkraft?

    I över ett decennium har elmotorer använts i gruvlastbilar, ibland med en kapacitet större än 100 ton, på grund av deras kraftfulla, omedelbart vridmoment och förmåga att dra stora laster i låga hastigheter.

    Medan de flesta av dessa fordon har varit dieselhybrider, helt elektriska gruvtruckar introduceras nu på grund av deras höga effekt-till-vikt-förhållande, låga driftskostnader, och förmågan att använda regenerativ bromsning för att – i vissa fall – ladda sina batterier helt vid varje nedstigning av gruvan.

    Elmotorer används också alltmer inom sjöfarten, igen på grund av deras förmåga att skjuta stora laster. I Europa, ett antal kortdistans elfartyg är för närvarande i bruk. Ett exempel är Tycho Brahe, en 111 meter lång, 8, 414 ton elektrisk passagerar- och fordonsfärja som trafikerar mellan Helsingborg, Sverige och Helsingör, Danmark.

    Grymtningens framtid

    Den globala övergången till elfordon pågår. Australiensare måste bestämma sig för om vi vill fånga de enorma fördelar som denna teknik kan ge, eller förbli en global eftersläpning, bokstavligen dödas av våra nuvarande fordonsutsläpp.

    Medan långväga bogsering i helt eldrivna fordon för närvarande är en utmaning, inom en snar framtid kommer detta inte längre att vara fallet med introduktionen av långväga elektriska enheter som Rivian R1T och Tesla Pickup.

    Under tiden, alternativ finns också, som mitt eget laddhybrid-elfordon. Den kan bogsera, köra på stranden, och kör upp till 50 kilometer enbart på el. Laddas med mitt solsystem i hemmet eller University of Queenslands snabbladdare, det betyder att mer än 90 % av mina resor är nollutsläpp.

    Det är uppenbart att elbilar kan ge mycket grymtande för australiensarna, så låt oss se till att vi är redo för en framtid med elektrisk prestanda.

    • Effekt- och vridmomentegenskaper hos en typisk förbränningsmotor. Kredit:Victor Barreto

    • Effekt- och vridmomentegenskaper hos en typisk elmotor. Kredit:Victor Barreto

    • En Mitsubishi Outlander PHEV (Plug-in Hybrid Electric Vehicle). Kredit:Jake Whitehead

    Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.




    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com