Rafbílar eru þungir en hefurðu heyrt að þeir séu líka hraðir? Þegar kemur að því hvað bílaáhugamenn vilja gera bílaframleiðendur rangt. Léttir rafknúnir sportbílar og sportbílar eru ekki til sölu eins og er og þó að þungar rafhlöður séu aðal sökudólgurinn er það langt frá því að vera öll sagan. Við getum leyst mikið af þessum vandamálum áður en jónarafhlöður fara í megrun.
Þetta mun byrja á hlutum eins og rafmótorum. Rafknúin farartæki nútímans eru nánast eingöngu knúin af geislaflæðisvélum. Þeir eru hagkvæmir og tiltölulega auðveldir í framleiðslu en eftir því hvernig þeir virka þurfa þeir að vera tiltölulega langir og tunnulaga til að gefa bílnum nægan kraft. Aftur á móti geta axial flux mótorar verið minni og flatari eins og frisbídiskur og enn sýnt sömu möguleika. Þetta er vegna þess hvernig seglum þeirra er raðað. Segulkrafturinn (eða flæðið) í ásmótor fer samsíða snúningsás mótorsins frekar en hornrétt eða geislaður. Þetta þýðir að þeir geta tekið mismunandi form.
Vandamálið er að það er mun erfiðara að framleiða þær í stærðargráðu, sem hefur hindrað útbreiðslu þeirra í rafknúnum ökutækjum. Hins vegar, þökk sé viðleitni eins fyrirtækis, virðist hugmyndin loksins vera tilbúin til að breiða út vængi sína.
Eins og önnur rafbílatækni eru axial flæðimótorar ekki ný hugmynd. Hugmyndin tók form í höndum Michael Faraday snemma á 18. Hins vegar hefur þú einum manni að þakka að miklu leyti fyrir endurnýjaðan áhuga á bílaiðnaðinum: Dr. Tim Woolmer. Dr. Woolmer hefur verið heltekinn af þessu hugtaki síðan hann skrifaði doktorsritgerð sína. ritgerð fyrir næstum 20 árum síðan, leiddu rannsóknir hans til sköpunar á oklausa axial flæðimótornum fyrir armatur. Hann stofnaði fyrirtæki sem heitir YASA árið 2009 til að halda áfram að vaxa, skrifaði undir marga samninga við bílaframleiðendur um að útvega YASA mótora fyrir rafbíla áður en hann keypti Mercedes-Benz árið 2021.
Ferðalag hans hófst með einfaldri spurningu: "Af hverju eru ekki til rafbílar?" Augljós takmörkun á 2000 var rafhlöðutækni, en í dag er þetta ekki lengur mikil hindrun. Til að vera raunverulega skilvirk og létt verður að endurhugsa rafknúin farartæki sem heilt kerfi frá grunni og Dr. Woolmer hefur fundið lykilpúsl. Að mörgu leyti er tækni fyrirtækisins hans lykillinn að rafknúnum sportbíl sem þú gætir raunverulega viljað kaupa.
Þú gætir verið að velta fyrir þér hvers vegna Dr. Woolmer ákvað að skoða rafmótorhönnun ef núverandi geislaflæðiseiningar í næstum öllum rafknúnum farartækjum eru svo skilvirkar. Þegar öllu er á botninn hvolft sagði hann við mig: "Ég myndi glaður vinna við rafhlöður, hleðslutæki og allt annað sem mér þætti áhugavert." Hugmyndin um "massa niðurbrot" leiddi hann þó til axial flæði hönnun, þó. Að minnsta kosti á pappír lofar nýja uppsetningin 30% lækkun á stærð og verulegum þyngdarsparnaði samanborið við geislamyndað flæði svipaðs framleiðsla. Þetta hlutfall er mikilvægara en þú heldur, sérstaklega í rafknúnu ökutæki með tveimur eða þremur vélknúnum. "Ef við getum sparað 100-200 kíló [220-440 pund], byrjarðu að hafa raunveruleg áhrif á ökutækið þitt."
Ekki bara frá sjónarhóli aflrásar heldur einnig frá heildargæða- og umbúðasjónarmiði. Ef íhlutur eins og rafmótor getur losað umtalsverða þyngd og rúmmál þýðir það í raun að allt sem styður hann getur orðið léttara og þéttara. Sem kerfi geta bílar orðið skilvirkari. Gleymdu stærri rafhlöðum - þær sem þú átt munu koma þér lengra. Við höfum í raun ekki séð æfinguna fara út í öfgar í þessa átt, en vissulega höfum við séð hið gagnstæða. Ég er auðvitað að tala um 9,000-pund Hummer EV.
Ásflæðismótorar eru frábærir í hugmyndafræði en erfiðara er að fjöldaframleiða en geislaflæðismótorar. Að auki koma ásflæðismótorar í ýmsum útfærslum, svo Dr. Woolmer varð að þrengja hverjir hentuðu best fyrir þróun í stórum stíl.
Hann byrjaði að vinna að YASA uppsetningunni seint á 2000 eftir að hafa fengið áhuga á efni sem kallast mjúk segulmagnaðir samsetningar, almennt þekktar sem SMCs. "Í stað þess að stafla lagskiptum geturðu þrýst því í þrívítt form með mjög einföldum verkfærum." Þetta hefur marga kosti hvað varðar mótorsmíði og skilvirkni, en "það er takmörkun, sem er að þú getur aðeins búið til hluta upp að stærð þinni." ." Þetta er vegna gífurlegs þrýstings sem þarf til að þjappa SMC í fast form.
Þessi takmörkun leiddi að lokum til skiptingar statorsins (fasti hluti mótorsins sem inniheldur koparvindurnar). Þetta skapar fossáhrif í framleiðslugetu, skilvirkni og togþéttleika. Hann vissi það ekki á þeim tíma, en hann var einfaldlega að byggja upp framtíð fyrir þessa tækni. Nú þegar hann hafði áttað sig á því - og hann lét það hljóma svo auðvelt - þurfti hann bara að finna fjárfesta fyrir hönnun sína árið 2009, áður en rafbílar á fjöldamarkaðsmarkaði komu á götuna. Sömuleiðis eru verkfærin til að smíða þessa háþróuðu mótora ekki til. „Við verðum að hanna mikið af vélum til að smíða vélarnar,“ útskýrir Dr. Woolmer og bætir við að 70 prósent af tækjunum sem nú eru notuð til að smíða mótora fyrirtækisins séu sérsmíðuð af YASA.
Eins og við mátti búast var Dr. Woolmer mætt með mikilli efasemdir. Hann sagði að fyrstu samtöl fjárfesta hafi verið eitthvað á þessa leið: "Það er ekkert rafknúið farartæki. Það er enginn markaður fyrir vöruna þína. Jafnvel þótt það væri markaður, jafnvel þótt þú byrjar að selja tæknina þína, muntu tapa peningum, og það mun gera það. vera hörmung."
Það kom ekki í veg fyrir að Asaf hætti. Stuttu eftir stofnun sló fyrirtækið í gegn árið 2010 og smíðaði vélina fyrir Jaguar C-X75 hugmyndabílinn. Óhefðbundinn túrbínuknúni tvinn rafbíllinn fór aldrei í framleiðslu, þó að hann hafi slegið í gegn í James Bond 2015. Kvikmyndin "Ghost". Næst útvegaði það YASA mótora í Koenigsegg Regera tengitvinnofurbílnum, sem er 2 milljónir dollara, árið 2015, fyrsti framleiðslubíllinn sem var með tæknina. Pantanir bárust síðan frá Ferrari og McLaren áður en fyrirtækið var keypt af Mercedes, þótt fyrirtækið væri enn í samstarfi við utanaðkomandi samstarfsaðila.
Samt sem áður verða engin rafknúin ökutæki með axial flux á markaðnum á markaðnum árið 2023. Hvers vegna? Jæja, margir bílaframleiðendur eru nýbyrjaðir að selja fyrstu rafmagnsvörur sínar, sem voru þróaðar áður en verk YASA varð raunverulega fáanleg. Að auki henta axial flæðimótorar tilvalið til að festa á milli vélar og gírkassa vegna þess að þeir eru flatir, þannig að afkastamiklir blendingar virðast vera eðlilegur upphafspunktur fyrir framleiðendur til að prófa tæknina.
Raunveruleg tækifæri í hreinum rafknúnum ökutækjum hafa enn ekki ræst, en Dr Woolmer segir að það sé aðeins spurning um tíma. Hann skilur framtíð áhugabíla betur en nokkur í bílaiðnaðinum sem ég hef nokkurn tíma talað við (á skrá), og hann skilur að þetta snýst ekki bara um hversu hratt þú getur keyrt 60 mph. „Það eru allir að smíða hraðvirka rafbíla og það er smá niðurstaða,“ sagði hann við mig. Það kemur í ljós að þetta er auðvelt að gera. Við getum séð mikið af hröðum, þungum vélum frá fyrirtækjum eins og Tesla, General Motors og fleirum. En núna "hefur hugarfarið breyst. Allir gera sér grein fyrir að þeir eru fljótir. Nú er næsta breyting hvernig á að gera þá meira aðlaðandi, hvernig á að gera þá áhugaverðari."
Til að gera þetta þarf þyngdarminnkun og skilvirkari orkunotkun, frekar en að troða bara fleiri rafhlöðum í bílinn. Þetta er nákvæmlega það sem axial flux mótor tækni leyfir. "Þegar rafhlöður batna, arkitektúr er fínstillt og þyngd undirhluta minnkar, þá er í raun engin ástæða fyrir því að þeir geti ekki verið léttari en brunabílar," sagði Dr. Woolmer við mig.
Allt þetta hefur gefið tilefni til væntanlegrar nýrrar kynslóðar axial flux mótora frá YASA, sem eru nú í þróun og munu koma á sjónarsviðið á þessum áratug. Mótorarnir munu „framleiða meira en 30 kW [40 hö] á hvert kíló.“ Áhrifin eru nánast ótrúverðug. 300-hestafla helgarhlaup getur verið knúið áfram af vél sem vegur minna en meðalvatnsmelóna.
Mikilvægast er að það mun láta rafbíla keyra og líða öðruvísi en þeir gera í dag, jafnvel þótt rafhlöðurnar séu enn þyngri en flestir vilja. "[Framleiðendur upprunalegs búnaðar] eru að reyna að finna aðgreiningu á rafknúnum ökutækjum, sérstaklega þegar þeir eru með bensín- og dísilbíla." Ný tækni eins og sú sem YASA skarar fram úr mun vera lykillinn að því að skera út sessmarkaði og veita einstaka akstursupplifun.
Enn hefur ekki verið ákveðið hvaða mótorstilling er tilvalin. Bílar með brunahreyfla hafa verið í þróun í meira en 100 ár og við getum ekki búist við því að rafbílar verði betri í öllu strax. Samt er loforðið skýrt. Þegar næstu kynslóð mótorar frá YASA kemur út verða einnig endurbætur á rafhlöðum, rafeindatækni og fleira. Efasemdin er réttmæt en tæknin er í raun til og er tilbúin til að opna dyrnar að nýrri kynslóð ódýrra, léttra og einfaldra sportbíla.
