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电动汽车真能开上火星? 技术活儿

发布时间:2018-11-09 13:28:04 已有: 人阅读

  e-Motion Drive不仅具有强大的计算能力,还可以释放出曾经“不可思议”的动力输出。而且更可怕的是,生于数字时代的

  如果在动力系统机械结构的复杂程度上相比,那电动汽车和燃油汽车相差甚多,但是如果在控制系统的复杂程度上相比,电动汽车和燃油汽车则完全不在一个量级。

  燃油发动机在发动起来以后,对发动机的控制基本就是通过脚踏板控制节气门的开度来控制发动机转速,如果从电路角度来讲其难易程度基本和中学物理的滑动电阻控制小灯明暗的难度差不多。

  “同性相斥,异性相吸”是磁铁的基本特性,也是电动发动机的基本原理。虽然早在中世纪就有人利用磁铁做了“永动机”,不过在麦克斯韦1873年出版科学名著《电磁理论》之后,人类才真正能够控制电动机。

  麦克斯韦-安培定律阐明,磁场可以靠随时间变化的电场产生,也就是说,人们可以通过控制电流的变化来改变磁场,进而使磁铁转动,就像这样:

  这就是北汽新能源车上“永磁同步电机”的基本原理,而为了让电动机运行更平顺,真正的电动机内部有三组交流电路,就像这样:

  所以电动汽车的控制系统就是要通过这三组交流电路按照用户需求控制电机。一般来说,交流电的频率决定电机转速,振幅决定输出功率,但控制的前提是,得把电池输出的直流电“掰弯”。

  将直流电变成交流电的电子元器件叫逆变器,它的原理电路不复杂,但复杂的是这个电路需要精准的开关控制才能保证输出电能的质量,而这也是控制系统计算能力的考验。

  由于用户的需求随时都在变化,整车各大系统的状态也在随时变化,电动汽车的控制系统需要整合全车数百个传感器的数据后再对电机进行精准的控制,所以电动汽车的“大脑”每秒的数据处理量非常巨大。

  正在用于自动驾驶研发的英伟达AI计算机计算能力已经达到每秒320,000,000,000,000次,是苹果A12处理器计算能力的64倍

  而且为了用户的安全,控制系统的稳定性要求要远远高于普通计算机,所以每一次“三高”试验控制系统稳定性都是测试的重点。控制系统的策略开发也要严谨到可以通过德国莱茵TüV认证,这样才能保证安装在车上的“超级大脑”是靠谱的。

  燃油汽车的发动机动力本质上源于汽油与空气的混合燃烧,虽然经历了130多年的进化,但是由于物理特性的限制,燃油发动机的重量和体积已难有突破。而且为了维持四冲程的动态平衡,燃油汽车的发动机必须要保持700-800转/分钟的最低转速,虽然一般民用车的发动机最高转速也不过8000转/分钟,况且燃油车的发动机也不能高转速运行,因为容易。。。爆~

  所以燃油汽车发动机转速不能和车速同步,为了保证发动机的安全以及在不同速度下都产生最佳的输出效率,燃油汽车的发动机必须要连接可“换挡”的变速箱才能驱动车辆,而复杂的机械结构就意味着更低的传动效率,更高的保养维修费用以及更大重量和体积。

  电动发动机的重量差不多只有燃油发动机的六分之一,结构更是简单到...词穷(因为小编实在无法找出V12, 6.75升,自然吸气...这种富有感情的词藻来描述一台电动机),不过论起性能来电动发动机可一点都不弱。

  不仅没有怠速,电动发动机在启动瞬间就可以释放出远超燃油发动机的动力(这也是电动汽车加速快的原因),而且电动发动机在全转速区间都可以平顺而稳定的输出动力,所以电动汽车根本就没有“换挡”这一说,单电机的传动系统重量差不多只有燃油汽车传动系统的五分之一。

  关于电动发动机的发明者归属是有争议的。电动发动机的原型机在1885年就被意大利物理学家加利莱奥·法拉利(Galileo Ferraris)在实验室中展示过,而这位法拉利大神相信他所提出的旋转磁场理论以及他所开发的新产品在科学上的价值远远超过物质上的价值,因此他有意不为自己的发明申请专利。两年后的1887年,特斯拉将电动发动机在美国申请了专利

  基因里的小而强大已经让电动汽车开始脱离传统的汽车设计,呈现出完全不同进化方向。比较激进的公司如Rimac Automobili已经开始研发四电机四轮独立驱动技术,不过概念车型CONCEPT_ONE在著名汽车主持人Richard Hammond试驾时失控,险些终结了Hammond的职业生涯...

  这张图源自于英特尔(Intel)创始人之一戈登·摩尔提出摩尔定律的那篇著名论文:Cramming more components onto integrated circuits(将更多的器件塞入集成电路)。图中售货员手里拿的小盒子就是在电脑尺寸还论房间算的年代对未来电脑的想象。

  英特尔曾经统计过,到目前位置,基于摩尔定律发展的电子行业功能已经提升了3500倍,能效提高了90,000倍,而如果汽车工业用同样速度发展的线英里/小时,一加仑油可以行驶2,000,000英里...开到火星,真的不是梦了

  对于e-Motion Drive而言,系统的集成不仅可以使重量和体积减少,降低能耗,还可以使整车轴荷比更均衡,实用空间更大以及未来更多的可能。所以追随摩尔定律,北汽新能源的e-Motion Drive系统也在保持着两年一代的进化速度。

  2014年,E150 EV搭载的e-Motion Drive 1.0对工业现状做了更多的妥协,核心控制模块被分散布置,电机功率只有45kw,重量40kg,电机的效率是96.5%。前机舱基本都被塞满的E150 EV实在看不出电动汽车的优势。

  2016年上市的EX系列搭载了e-Motion Drive 2.0,首次将电控模块全部集成,电机功率达到了80kw,重量降低到28kg,电机的效率达到了97%。

  2018年,搭载e-Motion Drive 3.0的EU5电机功率达到了160kw,体积和重量已经降到了第一代的一半!电机的效率则达到了98.6%!控制系统的计算能力也提升了进4倍,必须要用液冷系统才能保证稳定工作。

  而且和电子产品一样,EU5的上市,让原价12万多的EX系列续航增加了近70km,价格却降到了10万以内。

  目前,下一代e-Motion Drive系统正在开发中,新一代的e-Motion Drive无论是机械还是电气部分都将进一步集成。功能更加强大的e-Motion Drive系统,或许会让电动汽车离火星更近一些。

  声明:本文由入驻搜狐公众平台的作者撰写,除搜狐官方账号外,观点仅代表作者本人,不代表搜狐立场。

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