Роль батареи в балансе дальности, производительности и устойчивости

У Porsche есть четкая цель: к 2030 году производитель спортивных автомобилей планирует иметь углеродно-нейтральный баланс по всей цепочке создания стоимости. График изменений в производстве и логистике компании был соответствующим образом обновлен, хотя решающую роль будет играть прогресс в области электромобильности.

Вложение 447

Почти половина всех выбросов CO2, образующихся в течение жизненного цикла электромобиля, производится на стадии производства, которая включает добычу и переработку сырья. Вторым по величине источником выбросов является эксплуатация транспортного средства, которая определяется сочетанием энергии, используемой для его зарядки, эффективностью зарядки, экономичностью транспортного средства и стилем вождения. Процедуры вторичной переработки и дальнейшая обработка материалов в конце жизненного цикла транспортного средства генерируют наименьшую долю выбросов CO2.

Что касается отдельных факторов, аккумулятор трансмиссии оказывает наибольшее влияние на выбросы CO2 в течение жизненного цикла автомобиля: на аккумуляторную батарею приходится около 40 процентов углекислого газа, производимого при производстве одного Taycan. Другими словами, размер энергоносителя в основном определяет углеродный след электромобиля. Тем не менее, именно этот компонент определяет успех электромобиля на рынке: в конце концов, размер аккумулятора должен быть подходящим, чтобы эти автомобили соответствовали ожиданиям и требованиям клиентов.


Согласно исследованию, проведенному производителем автомобилей в США, опасения по поводу разряженной батареи являются основным препятствием для клиентов, покупающих электромобиль. Увеличение емкости аккумулятора и повышение эффективности означает, что электромобили развиваются, чтобы лучше соответствовать требованиям клиентов. Некоторые производители теперь могут выпускать модели с запасом хода более 600 километров, но также становятся все более популярными автомобили меньшего размера для более коротких поездок и меньшего рабочего диапазона.

Поиск оптимального баланса по размеру батареи

Porsche применяет свой обычный новаторский подход к решению этой проблемы. Производитель спортивных автомобилей проанализировал приоритеты и варианты использования, чтобы определить размер батареи, обеспечивающий правильный баланс между тем, что часто можно описать как противоречащие друг другу требования. Например, клиенты Porsche ценят динамичный опыт вождения, но в то же время ожидают, что их автомобили будут быстро преодолевать большие расстояния с коротким временем зарядки. Статистика показывает, что большинство клиентов проезжают менее 80 км в день, и примерно 80% поездок, совершаемых в течение недели, составляют менее 450 км.

Вложение 448


Обычно считается, что большая батарея трансмиссии означает динамические характеристики. Однако смоделированные времена круга на трассе Nordschleife на Нюрбургринге говорят об обратном: Porsche подсчитал, что виртуальный Taycan Turbo S с батареей 85,1 кВтч и весом 2419 кг может пройти круг за 7: 39,5 минут.

При уменьшении емкости аккумулятора до 70 кВтч общая масса автомобиля снижается до 2310 кг. Снижение заряда аккумулятора означает, что Taycan требуется семь десятых секунды для прохождения круга. Меньший вес автомобиля позволяет разгоняться с нуля до 100 км / ч за 2,90 секунды, что на 0,02 секунды быстрее, чем у эталонного автомобиля, но с этой конфигурацией Taycan требуется 9,51 секунды для достижения 200 км / ч, что составляет около восьми десятых. на секунду медленнее. Эти расчеты показывают, что общая экономия веса не компенсирует снижение мощности батареи.

Вложение 450

Напротив, аккумулятор на 100 кВтч добавляет очень заметные дополнительные 107 кг к общему весу автомобиля. Несмотря на более мощную батарею, время круга увеличивается до 7: 42,4 минуты, разгон с нуля до 100 км / ч занимает 3,04 секунды, а от нуля до 200 км / ч - 9,71 секунды. Влияние веса становится еще более очевидным с аккумулятором на 130 кВтч, который увеличивает общий вес автомобиля до 2743 кг. В этой конфигурации время круга увеличивается до 7: 48,2 минуты, разгон с нуля до 100 км / ч занимает 3,28 секунды, а нуль до 200 км / ч занимает 10,48 секунды.


Технология 800 вольт и высокоэффективная зарядка постоянным током



Выводы Porsche показывают, что, хотя аккумулятор меньшего размера является лучшим вариантом для снижения выбросов CO2 во время производства, аккумулятор среднего размера обеспечивает наилучшую динамику движения. Считается, что большие батареи обеспечивают больший запас хода плюс меньшее время в пути. Однако благодаря 800-вольтовой технологии и высокоэффективному процессу зарядки постоянным током Taycan всего за пять минут сохраняет достаточно энергии, чтобы преодолеть дополнительные 100 км. Большинство исследований рекомендуют соотношение двух часов вождения к 15 минутам зарядки, и Taycan уже способен преодолевать большие расстояния при такой поездке.


Вложение 449


Размышляя о том, как сбалансировать запас хода, производительность и экологичность, Porsche сосредоточил внимание на времени в пути. Емкость батареи в районе 100 кВтч - лучший вариант в этом отношении. Будущие разработки аккумуляторов будут продолжать улучшать динамику движения и время зарядки, и мы можем ожидать еще большего прогресса в плане сокращения выбросов CO2. Электромобили второго поколения, которые еще не были запущены, будут генерировать примерно на четверть меньше углекислого газа в течение своего жизненного цикла, чем модели первого поколения, но именно аккумуляторная технология внесет наибольший вклад в сокращение углеродного следа транспортного средства: Новая технология ячеек снизит потребление энергии, а более высокая зарядная мощность повысит эффективность.


Новая технология аккумуляторов улучшает экологический баланс


Кроме того, ожидаемое увеличение доли переработанного сырья, доступного из аккумуляторов, обещает значительное улучшение устойчивости, а также дает Porsche реальный шанс достичь своей цели к 2030 году: иметь баланс с нейтральным выбросом углерода по всей стоимости. цепь.