새로운 플러그인 전기 트럭이 전기 SUV와 함께 개발 중입니다. Richard Truesdell / 위키 미디어 커먼즈, CC의 BY-SA
전기 자동차 - 특히 테슬라 모델 3 -은 미국 시장을 지배하다 프리미엄 세단 형 자동차의 경우, 레이더에서 간신히 가장 바쁜 자동차 카테고리포함되어있는 포드 SUV 및 픽업 트럭.
즉각적인 이유는 경제학이지만 물리학과도 관련이 있습니다. 더 크고 무겁고 공기 역학적 인 전기 자동차는 더 크고 무겁고 비싼 배터리를 필요로합니다. 우리의 연구 보았다. 필요한 에너지 도로를 따라 자동차와 트럭을 옮기며 전력 사용에 영향을 미치는 중요한 요소를 확인했습니다.
우리는 애플릿 주어진 주행 거리에서 전기 자동차가 얼마나 많은 에너지를 소비해야하는지에 대한 추정치를 제공 할 수 있습니다. 이를 통해 소비자는 자동차에 필요한 배터리 팩의 크기를 결정할 수 있습니다. 애플릿은 세단, 픽업 트럭 및 SUV 간의 에너지 소비 차이를 비교할 수 있습니다. 테슬라의 모델 3와 모델 Y 크로스 오버 SUV는 동일한 배터리 팩을 사용합니다.그래서 우리 애플릿은 소비자가 세단과 SUV 사이의 주행 거리 차이를 비교할 수있게 해줍니다.
전기 자동차는 어떻게 작동합니까?
평평한 도로에서 자동차를 움직이려는 노력에는 저항 세 가지가 있습니다 : 바람 저항, 도로에서 마찰, 관성. 중량, 치수 및 모양을 포함한 차량 설계의 사양을 사용하여 차량을 시동하고 움직이기 위해 필요한 에너지를 계산할 수 있습니다. 거기에서 우리는 차가 일정한 속도로 여행 할 수있는 시간을 결정할 수 있으며, 배터리를 충전하기 전에 얼마나 오래 갈 수 있는지 추정 할 수 있습니다.
차량의 실제 범위는 고속도로를 주행하거나 도시에서 운전하는 것과 같은 정확한 주행 시나리오에 따라 크게 다를 수 있습니다. 미국 환경 보호국 (US Environmental Protection Agency)은 다양한 조건에 맞는 일련의 표준화 된 드라이브 프로파일을 제공합니다도시, 고속도로 또는 복합체와 같은) 각각은 자동차가 주행 할 때 자동차의 속도를 지정합니다. EPA는 또한 인증 보고서 배터리 팩 크기 및 주어진 차량의 범위를 포함한 많은 특성을 제공합니다. 이는 서로 다른 차량, SUV 및 트럭을 비교할 수있는 일관된 데이터 세트를 제공합니다.
아직 개발중인 Rivian의 SUV 프로토 타입.
이러한 종류의 계산은 가스 구동 차량에 일반적입니다. 전기 자동차는 다음 요소도 고려해야합니다. 회생 제동자동차가 천천히 움직이면서 배터리를 충전 할 수있게 해준다.
초기 테스트 우리의 접근 관여했다 테슬라 모델 3. 우리는 얼마나 많은 에너지가 필요한지, 여행을 통해 얼마나 재생성 될 수 있는지, 얼마나 많은 배터리를 보관해야 하는지를 계산했습니다. 우리는 충전이 필요하기 전에 약속 한 310 마일 범위를 달성하기 위해 자동차를 사용해야한다고 예측했습니다. 배터리 은행에서 80 킬로와트시. 그 계산은 나중에 EPA 인증 보고서.
그 첫 번째 성공 이후, 우리는 광범위한 전기 자동차를 분석하여 우리와 소비자가 에너지 효율과 전력 소비를 비교할 수있게했으며, 우리에게 "배터리 경찰. "
전동 픽업 트럭에
우리의 방법은 자동차에만 국한되지 않습니다. 우리는 트랙터 트레일러를 분석하는데 사용했습니다. 그 장거리 운송화물. 그리고 우리는 픽업과 SUV가 시장에 나올 때.
트럭은 자동차보다 더 크고 공기 역학적으로 설계되지 않아 일반적으로 더 많은 바람 저항이 발생합니다. 무거운 차량의 경우 마찰과 관성이 증가합니다. 이 모든 것들은 트럭이 움직이고 체재하기 위해서는 더 많은 에너지가 필요하다는 것을 의미합니다.
에너지 양을 알면 배터리 팩 크기 또는 주행 거리를 계산할 수 있습니다. 배터리 팩의 가격은 현저하게 떨어졌다 지난 10 년간
차량 특성을 연구함으로써 다양한 전기 자동차의 배터리 요구 사항과 비용을 비교할 수 있으므로 소비자가 전기 자동차, 미래의 SUV 또는 전기 픽업 트럭을 구입할 때 옵션을 평가하는 데 도움이 될 수 있습니다. 애플릿 내에서 현재 다른 차량을 선택할 수 있습니다. 다른 평균 주행 속도에 대한 주행 거리의 변화를 계산할 수 있습니다.
또한 모든 배터리 팩 크기의 맞춤식 전기 자동차를 설계 할 수 있으며 애플릿은 배터리 팩으로 차량의 에너지 소비, 범위 및 총 중량에 대한 질문에 대답합니다. 이것은 차량 간의 차이를 비교하고 이해하는 데 사용할 수 있습니다.
저자에 관하여
Venkat Viswanathan, 기계 공학 조교수, 카네기 멜론 대학 Shashank Sripad, Ph.D. 후보자 기계 공학, 카네기 멜론 대학
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