Elektrik çağının "güvenlik beyanı" hızın "siyah alanı" olacak mı?
Liu Cixin'in bilim kurgu romanı "The Three-Body" de, insanlar Trisolaran medeniyetinin veya diğer üst düzey medeniyetlerin darbelerinden kaçınmak için üç plan önerdi, bunlardan biri Black Domain Projesi. Siyah alan planı, güneş sistemini düşük hızlı bir bölgeye dönüştürmek, yani bölgedeki ışık hızını 16.7 km / s'lik üçüncü kozmik hıza düşürmektir. Işık, güneşin çekim kuvvetinin esaretinden kurtulamadığında, güneş sistemi düşük hızlı bir kara deliğe dönüşecek ve yüksek seviyeli medeniyetlerin artık çarpmasına gerek kalmayacaktır. Siyah alan planı gerçekten güvenlidir, ancak aynı zamanda insan hızını 16,7 km / s içinde kilitler, bu da patlayan elektrikli araç pazarına çok benzer.
Üreticiler saf elektrikli ürünlerini piyasaya sürdüklerinde, genellikle sıfır-yüz hızlanmalarının ne kadar hızlı olduğu konusunda abartılı olurlar, ancak seçici olarak aşırı hızlarını görmezden gelirler. Elektrikli araçların temsilcisi Tesla Model S, sıfırdan yüze hızlanmak için yalnızca 2,7 saniyeye ihtiyaç duyar, bu da çoğu süper otomobili öldürür, peki ya aşırı hız? 250km / s! Bu, 200.000 golf GTI'nın ulaşabileceği hızdır. Sıradan elektrikli araçların en yüksek hızı sadece 130 km / s'dir ve bu, Wuling Hongguang'ınkinden bile daha düşüktür.
Termik enerji üretiminin oranı düştükçe, elektrikli araçlar gerçekten de daha çevre dostu hale gelecektir, ancak insanları hızın "siyah alanına" hapsedecekler mi? Önce elektrikli arabaların nasıl hareket ettiği hakkında konuşmak istiyoruz.
Elektrik motoru ile içten yanmalı motor arasındaki temel fark
Herkes içten yanmalı motorun piston üzerinde çalışmak için yakıt yaktığını ve böylece krank milinin dönmesini sağladığını bilir. Döner motorun yapısı farklı olmakla birlikte prensip, yanmanın ısı enerjisinin mekanik enerjiye dönüştürülmesidir. Yani teoride, silindirdeki vuruntu sayısı arttıkça, yani motor hızı artmaya devam ettikçe, içten yanmalı motorun üretebileceği tork artacaktır. Bununla birlikte, belirli bir hızdan sonra, iç mekanik direnci ve diğer faktörler, bu torkun sürekli artışını sınırlayacaktır. Yakıt verimliliğini ve silindir sayısını artırmak, bir arabanın tork performansını artırabilir.Örneğin, Bugatti spor arabanın W16 motoru korkunç bir 16 silindirle donatılmıştır.
Şu anda piyasada pek çok motor türü bulunmaktadır ve bunlar en yaygın olanları kalıcı mıknatıslı senkron motorlar, AC endüksiyon (asenkron) motorlar ve çoğunlukla ticari araçlarda kullanılan anahtarlamalı relüktans motorlardır. İsimler farklı ve yapı oldukça farklı olsa da, hepsi aynı prensibi kullanır: mevcut manyetik etki, yani enerjili bobin manyetik alanda kuvvet alacaktır. Güç derecelendirmesinin öncülüne göre, motorun çıkış torku, hızıyla ters orantılıdır. Bu nedenle elektrikli araç çalıştığında motor hızı 0 olduğu için tork çıkışı maksimum değerdir ve hız arttıkça tork çıkışı kademeli olarak azalır.
Elektrik motoru ve içten yanmalı motor prensibinin karşılaştırılmasıyla, elektrikli bir aracın sıfır yüz ivmesinin neden "hiç kimse tarafından eşleştirilemeyeceğini" ancak hız daha yüksekse "hiç kimse tarafından eşleştirilemez" olduğunu görebiliriz. Ve elektrikli araçların hızını etkileyen sadece bu değil.
Karşı elektromotor kuvveti
Bir motor ve bir jeneratör arasında çok fazla fark yoktur Jeneratör, akım üretmek için rotorun manyetik bir alanda dönmesini sağlamak için harici kinetik enerji kullanır. Ve motorun hızı arttıkça, jeneratörün güç üretim etkisini de üretecek, ancak bu şekilde üretilen elektrik yardım etmek için burada değil. Güç üretim etkisinin oluşturduğu indüklenen elektromotor kuvvet, fizikte geri elektromotor kuvveti olarak adlandırılan motor voltajının tersidir.
Elektrikli otomobil ne kadar hızlı çalışırsa, bu geri EMF'nin etkisi o kadar belirgin olur. Bununla içten yanmalı bir motorun mekanik direnci arasındaki fark nedir? Örneğin bir kişi ileri doğru koşuyorsa içten yanmalı motorun mekanik direnci kişiye yavaşça yük getirirken, elektrik motorunun arka elektromotor kuvveti daha fazla kişinin geriye doğru koşmasına neden olur.
Demanyetizasyon etkisi
Şu anda, sivil elektrikli araçların en yaygın uygulaması, kalıcı mıknatıslı senkron motorlardır.Kalıcı mıknatıs demanyetizasyonunun nasıl önleneceği de otomobil şirketleri için bir baş ağrısıdır. Kalıcı mıknatısların şu an için çok sayıda pahalı nadir toprak malzemesi kullanması gerekiyor, aslında çok kırılgan.
En açık şekilde, kalıcı mıknatısın dış ortam sıcaklığı, malzemenin maksimum çalışma sıcaklığını aşarsa, geri döndürülemez demanyetizasyona neden olacaktır. Geçmişte, üniversitelerdeki yaygın "hızlı ısıtma", direnç yoluyla ısı üretmek için akımı kullanmaktı ve motorda akan akım da ısı üretirdi Kalıcı mıknatıs dayanamayacak kadar sıcaksa, motorun performansı büyük ölçüde azalacaktır. Bu aynı zamanda elektrikli araçların hızlı gelişimini de engelliyor.
Elektrikli arabalar çağında motor sporları olacak mı?
En iyi motor sporları olayı olan F1, pistte ortalama hızı 200 km / s'den fazladır ve düzlüklerde genellikle 300 km / s'yi aşar. Ve unutmayın, 2 saat bu hızda koşmaları gerekir. "Gazı serbest bırakanın torunu olacak" adlı başka bir WRC etkinliği. Ortalama hız da 100 km / s'yi aştı. Bu araba yarışlarının hepsi insanın hız arayışını yansıtıyor ve bu aşamadaki elektrikli arabalar açıkça gereksinimleri karşılayamıyor.
Bazı insanlar elektrikli arabaların da hızlı olduğunu söyleyebilir, örneğin NIO EP9 New North tur rekorunu kırdı. Nitekim, elektrikli spor arabaların turu harika ve EP9'un en yüksek hızı 313 km / saate ulaştı. Fakat F1'i örnek olarak alırsak, bir yarışta 300 kilometre koşmanız gerekiyor ve tur sayısı 50 veya 60 başlangıç, sizce EP9 bitirebilir mi? Aküler de elektrikli araçların hızını kısıtlıyor.
Sonunda yazılı: Elektrikli araçların aşırı hızının zayıflığı fiziksel özellikleriyle belirlenir Birden fazla motor ve vites kutusu, elektrikli araçların aşırı hızlarını artırmanın bir yolu olabilir, ancak şu anda olgun bir çözüm yok gibi görünüyor. Elektrik çağının ortaya çıkışının insan hızının "siyah alanı" olmasını gerçekten istemiyorum.
