En ny plug-in elektrisk lastebil er i utvikling, sammen med en elektrisk SUV. Richard Truesdell / Wikimedia Commons, CC BY-SA
Elektriske kjøretøyer - spesifikt Tesla Model 3 - er dominerende det amerikanske markedet for premium sedans, men er knapt jevn på radaren i travleste bilkategori, Som omfatter SUVer og pickup.
Den umiddelbare grunnen er økonomi, men det har mye å gjøre med fysikk også: Større, tyngre, mindre aerodynamiske elektriske kjøretøy trenger større, tyngre, dyrere batterier for å drive dem. Vår forskning har sett på energi som trengs å flytte biler og lastebiler langs veien, og har identifisert de viktige faktorene som påvirker strømbruken.
Vi har utviklet en applet som kan gi estimater for hvor mye energi et elektrisk kjøretøy vil trenge å ta med ombord for en gitt kjørebane. Dette lar forbrukerne bestemme hvor stor batteripakke bilen deres vil trenge. Appleten kan gi en sammenligning av forskjellen i energiforbruk blant sedans, pickup og SUV-er. Teslas Model 3 and the Model Y crossover SUV vil bruke samme batteripakke, slik at appleten vår lar forbrukerne sammenligne forskjellen i kjøreområde mellom en sedan og SUV.
Hvordan fungerer elektriske kjøretøy?
Det er tre krefter som motstår enhver anstrengelse for å flytte en bil på en flat vei: vindmotstand, friksjon fra veien og treghet. Ved å bruke spesifikasjonene til kjøretøyets design, inkludert dens vekt, dimensjoner og form, kan vi beregne energien som trengs for å få kjøretøyet til å starte og fortsette å bevege seg. Derfra kan vi bestemme hvor lenge bilen kan kjøre med en viss hastighet, og estimere hvor langt den kan gå før den trenger å lade batteriene.
Bilens faktiske rekkevidde kan variere mye, avhengig av det eksakte kjørescenariet, for eksempel å bevege deg på en motorvei eller kjøre i en by. Det amerikanske miljøvernbyrået tilbyr et sett med standardiserte stasjonsprofiler for forskjellige forhold (for eksempel by, motorvei eller en kombinasjon), som hver spesifiserer hastigheten på bilen når den kjører. EPA publiserer også en sertifiseringsrapport som gir mange egenskaper, inkludert batteripakningens størrelse og rekkevidde for et gitt kjøretøy. Dette gir et konsistent sett med data vi sammenligner forskjellige biler, SUV-er og lastebiler.
En prototype av Rivians SUV, fremdeles under utvikling.
Slike beregninger er vanlige for bensindrevne kjøretøy. Elbiler har også et ekstra element å faktorere i: regenerativ bremsing, som lar biler lade batteriene når de bremser.
En tidlig test av vår tilnærming involvert Tesla Modell 3. Vi beregnet hvor mye energi den ville trenge, hvor mye den kunne regenerere under en tur og hvor mye batterilagring som må til om bord. Vi spådde at for at bilen skulle oppfylle det lovede 310-mile-området før det måtte lades, måtte det lagres ca. 80 kilowattimer i batteribanken. Den beregningen ble senere båret av EPA-sertifiseringsrapporten.
Siden den første suksessen har vi analysert et bredt spekter av elektriske kjøretøyer, slik at vi - og forbrukere - kan sammenligne energieffektivitet og strømforbruk og tjene oss tittelen “Batteripoliti».
Videre til elektriske pickup
Metoden vår er ikke bare begrenset til biler. Vi har brukt den til å analysere trailere som frakter lange avstander. Og vi begynner å undersøke pickuper og SUV-er når de kommer på markedet.
Lastebiler er større og ofte mindre aerodynamisk designet enn biler, noe som betyr at de vanligvis møter mer vindmotstand. Friksjon og treghet øker for tyngre kjøretøy. Alle disse betyr at en lastebil trenger mer energi for å få og holde seg i bevegelse.
Når vi vet hvor mye energi vi kan, kan vi beregne batteriets størrelse eller kjøreområde. Prisen på batteripakker har falt betydelig over det siste tiåret.
Ved å studere kjøretøykarakteristikker, kan vi bidra til å sammenligne forskjellige elektriske kjøretøyers batteribehov og kostnader, noe som kan hjelpe forbrukerne med å evaluere alternativer når de vurderer å kjøpe en elbil, en fremtidig SUV eller en elektrisk pickup. I appleten kan forskjellige biler for øyeblikket velges. Endringen i kjøreområdet for forskjellige gjennomsnittlige kjørehastigheter kan beregnes.
I tillegg kan et tilpasset elektrisk kjøretøy med hvilken som helst batteripakke størrelse utformes, og appleten vil svare på spørsmål om energiforbruk, rekkevidde og totalvekt på kjøretøyet med batteripakken. Dette kan brukes til å sammenligne og forstå forskjellene mellom kjøretøyer.
Om forfatteren
Venkat Viswanathan, adjunkt i maskinteknikk, Carnegie Mellon University og Shashank Sripad, Ph.D. Kandidat i maskinteknikk, Carnegie Mellon University
Denne artikkelen er publisert fra Den Conversation under en Creative Commons-lisens. Les opprinnelige artikkelen.
Relaterte bøker
