ព័ត៌មាន - ការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពទម្ងន់អាគុយ EV៖ រូបវិទ្យាដោះស្រាយ ភាពសុចរិតនៃរចនាសម្ព័ន្ធ

បន្ទុកធ្ងន់នៃថាមពល៖ ការស៊ើបអង្កេតបច្ចេកទេសដ៏ទូលំទូលាយលើការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពទម្ងន់ថ្មរថយន្តអគ្គិសនី រូបវិទ្យានៃការគ្រប់គ្រងរថយន្ត តម្រូវការសុចរិតភាពនៃរចនាសម្ព័ន្ធ និងអនាគតនៃដំណោះស្រាយដឹកជញ្ជូនដែលប្រើប្រាស់ថាមពលច្រើនសម្រាប់និរន្តរភាពសកល

សេចក្តីផ្តើម៖ ភាពផ្ទុយគ្នានៃម៉ាស់នៅក្នុងយុគសម័យអគ្គិសនី

ការផ្លាស់ប្តូរពីម៉ាស៊ីនចំហេះខាងក្នុង (ICE) ទៅជាយានយន្តអគ្គិសនី (EV) តំណាងឱ្យការផ្លាស់ប្តូរដ៏សំខាន់បំផុតនៅក្នុងវិស្វកម្មរថយន្តចាប់តាំងពីការអនុម័តខ្សែសង្វាក់ផលិតកម្ម។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការផ្លាស់ប្តូរនេះបច្ចុប្បន្នត្រូវបានគាំទ្រដោយការពិតដ៏ធ្ងន់ធ្ងរមួយ៖ ដង់ស៊ីតេថាមពលនៃអាគុយលីចូម-អ៊ីយ៉ុង។ ខណៈពេលដែលសាំងមានដង់ស៊ីតេថាមពលប្រហែល 12,000 Wh/kg កញ្ចប់អាគុយទំនើបបច្ចុប្បន្នពិបាកនឹងលើសពី 250-300 Wh/kg នៅកម្រិតកោសិកា និងតិចជាងយ៉ាងខ្លាំងនៅកម្រិតកញ្ចប់ដោយសារតែរចនាសម្ព័ន្ធ ការត្រជាក់ និងសុវត្ថិភាព។

ភាពខុសគ្នានេះតម្រូវឱ្យមានកញ្ចប់ថ្មដ៏ធំសម្បើមដើម្បីសម្រេចបានជួរដែលអាចប្រៀបធៀបទៅនឹងយានយន្ត ICE ដែលជារឿយៗមានទម្ងន់ចន្លោះពី 500 គីឡូក្រាម ទៅ 900 គីឡូក្រាម។ “បន្ទុកធ្ងន់” នេះបង្កើតឥទ្ធិពលរលកតាមរយៈគ្រប់ទិដ្ឋភាពនៃឌីណាមិកយានយន្ត ចាប់ពីមេគុណកកិតដែលត្រូវការសម្រាប់ការហ្វ្រាំងរហូតដល់ដែនកំណត់នៃការខូចទ្រង់ទ្រាយយឺតនៃតួរថយន្ត។ អត្ថបទនេះស្វែងយល់ពីរូបវិទ្យាស្មុគស្មាញ ការរឹតបន្តឹងគីមី និងការសម្របសម្រួលផ្នែកវិស្វកម្មដែលចាំបាច់ដោយទម្ងន់ថ្ម EV។

១. រូបវិទ្យានៃម៉ាស់ និងចលនានៅក្នុងរថយន្តអគ្គិសនី

១.១ ថាមពលចលនា និងឌីណាមិកហ្វ្រាំង

សមីការជាមូលដ្ឋាននៃថាមពលចលនា $E_k = \frac{1}{2}mv^2$ បង្ហាញពីមូលហេតុដែលទម្ងន់ជាសត្រូវនៃប្រសិទ្ធភាព។ រថយន្តអគ្គិសនីដែលមានទម្ងន់ 2,500 គីឡូក្រាម (ទម្ងន់ទូទៅសម្រាប់រថយន្ត SUV អគ្គិសនីលំដាប់ខ្ពស់) មានថាមពលចលនាច្រើនជាងរថយន្ត ICE ដែលមានទម្ងន់ 1,500 គីឡូក្រាម 66% ក្នុងល្បឿនដូចគ្នា។

ដើម្បីបន្ថយល្បឿនម៉ាសនេះ ប្រព័ន្ធហ្វ្រាំងត្រូវតែបំប្លែងថាមពលនេះទៅជាកំដៅ ឬក្នុងករណីរថយន្តអគ្គិសនី ទៅជាថាមពលអគ្គិសនីតាមរយៈការហ្វ្រាំងបង្កើតឡើងវិញ។ តក្កវិជ្ជាអាល់ហ្គោរីតសម្រាប់ប្រព័ន្ធហ្វ្រាំងចម្រុះត្រូវតែដោះស្រាយ៖

ដែនកំណត់នៃការស្អិតជាប់នឹងសំបកកង់រថយន្ត៖ការបន្ថយល្បឿនអតិបរមា $a_{max}$ ត្រូវបានកំណត់ដោយ $\mu g$ ដែល $\mu$ ជាមេគុណកកិត។ យានយន្តធ្ងន់ៗបង្កើនកម្លាំងធម្មតា $N$ ដែលតាមបច្ចេកទេសបង្កើនកម្លាំងកកិត $F_f = \mu N$ ប៉ុន្តែភាពប្រែប្រួលនៃសំបកកង់ទៅនឹងបន្ទុក (ភាពប្រែប្រួលនៃបន្ទុក) មានន័យថាមេគុណកកិតពិតជាថយចុះនៅពេលដែលបន្ទុកបញ្ឈរកើនឡើង។
ការរលាយកំដៅ៖ហ្វ្រាំងកកិតបែបប្រពៃណីនៅក្នុងរថយន្ត EV ធុនធ្ងន់ត្រូវតែមានទំហំធំពេក ដើម្បីការពារការបន្ថយហ្វ្រាំងក្នុងអំឡុងពេលធ្វើសមយុទ្ធសង្គ្រោះបន្ទាន់ ដែលការបង្កើតឡើងវិញមិនគ្រប់គ្រាន់។

១.២ ម៉ូម៉ង់និចលភាពប៉ូល និងអត្រាយ៉រ

ការដាក់កញ្ចប់ថ្ម—ជាធម្មតានៅក្នុងការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធ "skateboard" រវាងអ័ក្ស—ផ្លាស់ប្តូរយ៉ាងខ្លាំងនូវម៉ូម៉ង់និចលភាពប៉ូលរបស់យានយន្ត។ តាមរយៈការប្រមូលផ្តុំម៉ាស់ទាប និងរវាងកង់ រថយន្ត EV ជារឿយៗបង្ហាញចំណុចកណ្តាលទំនាញ (CoG) ទាបជាង ដែលធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវស្ថេរភាពនៃការរមៀល។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ម៉ាស់សរុបខ្ពស់បង្កើនម៉ូម៉ង់និចលភាព $I = \sum m_i r_i^2$។

ម៉ូម៉ង់នៃនិចលភាពខ្ពស់ទប់ទល់នឹងការផ្លាស់ប្តូរនៃការបត់ (yaw)។ ការរចនាការឆ្លើយតបរបស់ចង្កូតតម្រូវឱ្យមានក្បួនដោះស្រាយវ៉ិចទ័រកម្លាំងបង្វិលជុំស្មុគស្មាញដើម្បីយកឈ្នះលើអារម្មណ៍ "ខ្ជិល" នៃតួរថយន្តធ្ងន់។ នេះពាក់ព័ន្ធនឹង៖

ការចែកចាយកម្លាំងបង្វិលជុំសកម្ម៖ការប្រើប្រាស់ការដំឡើងម៉ូទ័រពីរ ឬបី ដើម្បីបង្កើតម៉ូម៉ង់ yaw ដោយការផ្លាស់ប្តូរកម្លាំងបង្វិលជុំរវាងកង់ឆ្វេង និងស្តាំ។
សមាមាត្រសំណើម៖ប្រព័ន្ធព្យួរត្រូវតែប្រើថេរសំណើមខ្ពស់ជាងមុន ដើម្បីគ្រប់គ្រងលំយោលនៃម៉ាស់ស្ពឺធំ។

២. គោលការណ៍គីមីនៃដង់ស៊ីតេថាមពល

បញ្ហាទម្ងន់ជាមូលដ្ឋានគឺជាបញ្ហាគីមីមួយ។ ថាមពលជាក់លាក់របស់ថ្មត្រូវបានកំណត់ដោយសក្តានុពលអេឡិចត្រូគីមី និងទម្ងន់ម៉ូលេគុលនៃវត្ថុធាតុសកម្ម។

២.១ ចំណុចកកស្ទះ Li-Ion

នៅក្នុងក្រឡា NCM (នីកែល កូបល ម៉ង់ហ្គាណែស) ស្តង់ដារ ទម្ងន់ត្រូវបានចែកចាយក្នុងចំណោម៖

អាណូត៖ជាធម្មតាក្រាហ្វីត។
កាតូត៖សមាសធាតុធ្ងន់បំផុត ដែលមានលោហធាតុអន្តរកាល។
អេឡិចត្រូលីត និងឧបករណ៍បំបែក៖ចាំបាច់សម្រាប់ការដឹកជញ្ជូនអ៊ីយ៉ុង។
អ្នកប្រមូលបច្ចុប្បន្ន៖សន្លឹកស្ពាន់ និងអាលុយមីញ៉ូម។

ដែនកំណត់ទ្រឹស្តីនៃគីមីវិទ្យាលីចូម-អ៊ីនធឺកាល់កាល់កំពុងត្រូវបានខិតជិតមកដល់។ ដើម្បីកាត់បន្ថយទម្ងន់ វិស្វករកំពុងសម្លឹងមើលទៅ៖

អាណូតស៊ីលីកុន៖ស៊ីលីកុនមានសមត្ថភាពទ្រឹស្តីប្រហែល ៤២០០ mAh/ក្រាម បើប្រៀបធៀបទៅនឹង ៣៧២ mAh/ក្រាម របស់ក្រាហ្វីត។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ស៊ីលីកុនពង្រីកប្រហែល ៣០០% ក្នុងអំឡុងពេលលីទីយ៉ា ដែលនាំឱ្យមានការខូចខាតមេកានិច។
អេឡិចត្រូលីតសភាពរឹង៖ការដកអេឡិចត្រូលីតរាវ និងឧបករណ៍បំបែកធំៗចេញអាចកាត់បន្ថយបរិមាណ និងទម្ងន់ ខណៈពេលដែលបង្កើនសុវត្ថិភាព។

២.២ ប្រសិទ្ធភាពទម្ងន់ធៀបនឹងប្រសិទ្ធភាពបរិមាណ

ការវេចខ្ចប់កោសិកាទៅជាម៉ូឌុល និងកញ្ចប់បន្ថែម "ម៉ាស់ប៉ារ៉ាស៊ីត"។ បន្ទះត្រជាក់ សម្ភារៈចំណុចប្រទាក់កម្ដៅ (TIMs) និងខ្សែភ្លើងវ៉ុលខ្ពស់រួមចំណែកដល់ដង់ស៊ីតេថាមពលកម្រិតកញ្ចប់ទាបជាងដង់ស៊ីតេកម្រិតកោសិកា 30-40%។

៣. ភាពសុចរិតនៃរចនាសម្ព័ន្ធ និងភាពរឹងមាំនៃការប៉ះទង្គិច

កញ្ចប់ថ្មទម្ងន់ 700 គីឡូក្រាមមិនមែនគ្រាន់តែជាធុងប្រេងឥន្ធនៈនោះទេ វាគឺជាសមាជិករចនាសម្ព័ន្ធមួយ។ បច្ចេកវិទ្យា “Cell-to-Pack” (CTP) និង “Cell-to-Chassis” (CTC) មានគោលបំណងប្រើប្រាស់ស្រោមថ្មជារចនាសម្ព័ន្ធទ្រទ្រង់បន្ទុកចម្បង។

៣.១ ភាពរឹងរមួល

ការបញ្ចូលថ្មទៅក្នុងតួរថយន្តបង្កើនភាពរឹងរបស់រថយន្តយ៉ាងខ្លាំង។ តួរថយន្តដែលរឹងជាងអនុញ្ញាតឱ្យមានការលៃតម្រូវប្រព័ន្ធព្យួរកាន់តែច្បាស់លាស់។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ភាពរឹងត្រូវតែមានតុល្យភាពទល់នឹងតម្រូវការសម្រាប់ការស្រូបយកថាមពលក្នុងពេលមានការប៉ះទង្គិចគ្នា។

៣.២ ការការពារផលប៉ះពាល់ពីចំហៀង

ក្នុងសេណារីយ៉ូដែលមានការប៉ះទង្គិចពីចំហៀង កញ្ចប់ថ្មត្រូវតែការពារពីការឈ្លានពាន ដើម្បីការពារការហូរចេញនៃកម្ដៅ។ នេះតម្រូវឱ្យមានដែកថែបដែលមានកម្លាំងខ្លាំងបំផុត (UHSS) ឬអាលុយមីញ៉ូមដែលច្របាច់ចេញនៅចំហៀង ដែលបន្ថែមទម្ងន់បន្ថែមទៀត - ដែលជាចំណុចទាញវិស្វកម្មបុរាណ។

៤. ការព្យាករណ៍សេដ្ឋកិច្ច៖ តម្លៃនៃទម្ងន់

ទម្ងន់មានឥទ្ធិពលដោយផ្ទាល់ទៅលើថ្លៃដើមសរុបនៃភាពជាម្ចាស់ (TCO)៖

ការពាក់សំបកកង់៖យានយន្តធ្ងន់ៗធ្វើឲ្យសំបកកង់សឹកលឿនជាងមុន 20-30% ដែលធ្វើឲ្យថ្លៃថែទាំកើនឡើង។
ផលប៉ះពាល់លើហេដ្ឋារចនាសម្ព័ន្ធ៖ការកើនឡើងនៃទម្ងន់យានយន្តនាំឱ្យមានការរលួយលឿនជាងមុននៃផ្ទៃផ្លូវ និងរចនាសម្ព័ន្ធចតរថយន្ត។
ការប្រើប្រាស់ថាមពល៖រាល់ទម្ងន់បន្ថែម 100 គីឡូក្រាម ធ្វើឱ្យចម្ងាយហោះហើរថយចុះប្រហែល 1-2% ដែលតម្រូវឱ្យមានថ្មធំជាង និងបង្កើតរង្វិលជុំមតិត្រឡប់នៃម៉ាស់កើនឡើង។

៥. តក្កវិជ្ជាក្បួនដោះស្រាយសម្រាប់ការគ្រប់គ្រងម៉ាស់

អង្គភាពត្រួតពិនិត្យយានយន្តកម្រិតខ្ពស់ (VCU) ប្រើប្រាស់ក្បួនដោះស្រាយប៉ាន់ស្មានម៉ាស់ពេលវេលាជាក់ស្តែង។ តាមរយៈការត្រួតពិនិត្យការបញ្ចូលកម្លាំងបង្វិលជុំ និងការបង្កើនល្បឿន ($a = F/m$) VCU អាចប៉ាន់ស្មានបន្ទុកបច្ចុប្បន្ន (អ្នកដំណើរ + ទំនិញ) និងកែតម្រូវ៖

កម្រិតត្រួតពិនិត្យស្ថេរភាពអេឡិចត្រូនិក (ESC)។
សម្ពាធខ្យល់ផ្អាក។
កម្លាំងហ្វ្រាំងបង្កើតឡើងវិញ។

(ចំណាំ៖ នេះជាពាក្យ ១២០០ ដំបូង។ បន្តនៅផ្នែកបន្ទាប់…)

៦. វិស្វកម្មរចនាសម្ព័ន្ធកម្រិតខ្ពស់៖ បដិវត្តន៍ពីកោសិកាទៅតួរថយន្ត (CTC)

ខណៈពេលដែលក្រុមហ៊ុនផលិតគ្រឿងបន្លាស់ដើម (OEM) សម្រាប់រថយន្តខិតខំកាត់បន្ថយការខាតបង់យ៉ាងច្រើននៃថ្ម ឧស្សាហកម្មនេះកំពុងផ្លាស់ប្តូរពីការរចនាម៉ូឌុលទៅជាដំណោះស្រាយរចនាសម្ព័ន្ធរួមបញ្ចូលគ្នា។ នៅក្នុងការរចនារថយន្តអគ្គិសនីបែបប្រពៃណី កញ្ចប់ថ្មមានកោសិកាដែលដាក់ក្នុងម៉ូឌុល ដែលបន្ទាប់មកត្រូវបានរុំព័ទ្ធក្នុងថាសថ្មដែលបានពង្រឹង។ វិធីសាស្រ្ត "តុក្កតារុស្ស៊ី" នេះបានបង្កើតភាពលើសលប់យ៉ាងសំខាន់នៅក្នុងសម្ភារៈលំនៅដ្ឋាន ដែលនីមួយៗបន្ថែមក្រាមដែលនៅទីបំផុតស្មើនឹងគីឡូក្រាម។

៦.១ ភាពស៊ីសង្វាក់គ្នាខាងមេកានិចនៃ CTC

វិធីសាស្ត្រ Cell-to-Chassis (CTC) លុបបំបាត់ម៉ូឌុល និងគម្របកំពូលកញ្ចប់ ដោយបញ្ចូលកោសិកាថ្មដោយផ្ទាល់ទៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធកម្រាលរថយន្ត។ ពីទស្សនៈមេកានិចរចនាសម្ព័ន្ធ វាប្រែក្លាយថ្មទៅជា "បន្ទះសាំងវិច" ដែលមានភាពរឹងបត់បែនខ្ពស់បំផុត។

ការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពទម្ងន់អាគុយ EV៖ ការដោះស្រាយរូបវិទ្យា ភាពសុចរិតនៃរចនាសម្ព័ន្ធ និងដំណោះស្រាយនាពេលអនាគត

ការធ្វើគំរូគណិតវិទ្យានៃភាពរឹងរបស់ CTC៖ភាពរឹងពត់កោង $D$ នៃរចនាសម្ព័ន្ធសាំងវិចត្រូវបានផ្តល់ដោយ៖ $D = E_f \frac{bt_f d^2}{2} + E_c \frac{bt_c^3}{12}$ ដែល៖

$E_f$ គឺជាម៉ូឌុលយ៉ង់នៃសន្លឹកមុខ (កម្រាលតួរថយន្ត និងបន្ទះខាងក្រោម)។
$t_f$ គឺជាកម្រាស់នៃសន្លឹកមុខ។
$d$ គឺជាចម្ងាយរវាងចំណុចកណ្តាលនៃសន្លឹកមុខ។
$E_c$ និង $t_c$ សំដៅលើស្នូល (កោសិកាថ្ម និងសមាសធាតុផើង)។

តាមរយៈការប្រើប្រាស់កម្លាំងបង្ហាប់ខ្ពស់នៃកោសិការាងស៊ីឡាំង ឬកោសិការាងព្រីស្ម៉ាទិក វិស្វករអាចសម្រេចបាននូវតួរថយន្តដែលរឹងមាំជាងស៊ុម ICE ប្រពៃណីពី 20-40% ខណៈពេលដែលកាត់បន្ថយទម្ងន់សរុបពី 10-15%។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការរួមបញ្ចូលគ្នានេះបង្កបញ្ហាប្រឈមយ៉ាងសំខាន់សម្រាប់ភាពងាយស្រួលនៃសេវាកម្ម និងការកែច្នៃឡើងវិញ ដោយសារកោសិកាទាំងនោះត្រូវបាន "ភ្ជាប់ជាមួយ" យានយន្ត។

៦.២ បញ្ហាប្រឈមនៃការគ្រប់គ្រងកម្ដៅនៅក្នុងអាគុយរចនាសម្ព័ន្ធ

កញ្ចប់ដែលមានរចនាសម្ព័ន្ធក្រាស់ជាងទុកកន្លែងតិចសម្រាប់បណ្តាញត្រជាក់។ ការក្លែងធ្វើ CFD (ឌីណាមិកសារធាតុរាវគណនា) កម្រិតខ្ពស់ត្រូវបានទាមទារដើម្បីធានាបាននូវការចែកចាយសីតុណ្ហភាពឯកសណ្ឋាន។ សមីការផ្ទេរកំដៅសម្រាប់កញ្ចប់៖ $\rho C_p \frac{\partial T}{\partial t} = \nabla \cdot (k \nabla T) + \dot{q}_{gen}$ ដែល $\dot{q}_{gen}$ តំណាងឱ្យការបង្កើតកំដៅខាងក្នុងពីកំដៅ Joule និងប្រតិកម្មអេឡិចត្រូគីមី។ នៅក្នុងការរចនា CTC តួខ្លួនវាជារឿយៗដើរតួជាឧបករណ៍លិចកំដៅបន្ទាប់បន្សំ ដែលតម្រូវឱ្យមានភាពឯកោកម្ដៅដ៏ទំនើបដើម្បីការពារកាប៊ីនអ្នកដំណើរ ខណៈពេលដែលរក្សាសីតុណ្ហភាពក្រឡាក្នុងចន្លោះពី 20°C ដល់ 40°C។

៧. រូបវិទ្យាដោះស្រាយ៖ ផលប៉ះពាល់នៃចំណុចកណ្តាលទំនាញទាបធៀបនឹងម៉ាស់សរុប

ខណៈពេលដែលប្លង់ថ្ម "skateboard" ផ្តល់នូវចំណុចកណ្តាលទំនាញទាប (CoG) ដែលកាត់បន្ថយការរមៀលតួរថយន្តអំឡុងពេលបត់ជ្រុង ម៉ាស់សរុបខ្ពស់បង្កឱ្យមានបញ្ហាថាមវន្តបន្ទាប់បន្សំដែលរថយន្ត ICE កម្រជួបប្រទះ។

៧.១ ការឆ្លើយតបបណ្តោះអាសន្ន និងការលើសកម្រិត

នៅពេលដែលយានយន្តចូលដល់ចំណុចបត់ ប្រព័ន្ធព្យួរត្រូវតែគ្រប់គ្រងការផ្ទេរទម្ងន់ទៅចំហៀង។ នៅក្នុងរថយន្ត EV ធុនធ្ងន់ ថាមពលចលនាដែលពាក់ព័ន្ធនឹងការផ្លាស់ប្តូរទៅចំហៀងនេះគឺមានសារៈសំខាន់។ ប្រសិនបើការបន្ថយសម្ពាធមិនត្រូវបានលៃតម្រូវយ៉ាងល្អឥតខ្ចោះទេ យានយន្តអាចជួបប្រទះនឹង "ការហួសកម្រិត" - ស្ថានភាពមួយដែលតួរថយន្តបន្តរមៀល ឬញ័របន្ទាប់ពីការបញ្ចូលចង្កូតដំបូងត្រូវបានបញ្ចប់។

សំណងក្បួនដោះស្រាយ (ការផ្អាកសកម្ម)៖រថយន្ត EV ទំនើបៗប្រើប្រាស់ការគ្រប់គ្រងការសម្ងួតសកម្ម (CDC – Continuous Damping Control) ដែលកែតម្រូវវ៉ាល់ស្រូបរំញ័រក្នុងរយៈពេលមីលីវិនាទី។ តក្កវិជ្ជានេះគឺផ្អែកលើទ្រឹស្តីសម្ងួត "Skyhook" ដែលមានគោលបំណងរក្សាកម្រិតតួរថយន្តដូចជាត្រូវបានព្យួរពីទំពក់ស្រមើស្រមៃនៅលើមេឃ។ ច្បាប់គ្រប់គ្រង $F_d = -c \cdot v_{body}$ ត្រូវបានកែតម្រូវដោយផ្អែកលើឧបករណ៍វាស់ល្បឿនដែលរកឃើញអត្រាលើក កម្ពស់ និងរមៀលនៃតួរថយន្តដ៏ធំដែលផ្ទុកថ្ម។

៧.២ ភាពរសើបនៃបន្ទុកសំបកកង់ និងកម្លាំងចំហៀង

ដូចដែលបានរៀបរាប់ខាងលើ សំបកកង់រថយន្តគឺជាឧបករណ៍មិនមែនលីនេអ៊ែរ។ កម្លាំងចំហៀង $F_y$ ដែលសំបកកង់អាចបង្កើតបានមិនសមាមាត្រទៅនឹងបន្ទុកបញ្ឈរ $F_z$ នោះទេ។ បាតុភូតនេះ ដែលត្រូវបានគេស្គាល់ថាជាភាពរសើបនៃបន្ទុក មានន័យថា នៅពេលដែលរថយន្តអគ្គិសនីកាន់តែធ្ងន់ កម្លាំងបត់របស់វា (កម្លាំងចំហៀងក្នុងមួយឯកតាទម្ងន់) ថយចុះ។ $F_y = \mu(F_z) \cdot F_z$ ដែល $\frac{\partial \mu}{\partial F_z} < 0$។ នេះបង្ខំឱ្យក្រុមហ៊ុនផលិតរថយន្តអគ្គិសនីប្រើសំបកកង់ធំទូលាយជាងមុនជាមួយនឹងជញ្ជាំងចំហៀងរឹងជាងមុន ដែលវាបង្កើនភាពធន់នឹងការរំកិល និងកាត់បន្ថយប្រសិទ្ធភាព - ជាការដោះដូរផ្នែកវិស្វកម្មមួយផ្សេងទៀត។

៨. តក្កវិជ្ជាសុវត្ថិភាព និងការក្លែងធ្វើគ្រោះថ្នាក់

ភាពសុចរិតនៃរចនាសម្ព័ន្ធរបស់រថយន្ត EV ត្រូវបានសាកល្បងយ៉ាងម៉ត់ចត់បំផុតក្នុងអំឡុងពេលប៉ះទង្គិចគ្នាក្នុងល្បឿនលឿន។ “ឥទ្ធិពលម៉ាស” ក្នុងការប៉ះទង្គិចគ្នានៃយានយន្តច្រើនគ្រឿង គឺជាចំណុចមួយនៃការជជែកវែកញែកអំពីគោលនយោបាយសាធារណៈដ៏សំខាន់មួយ។

៨.១ ការរលាយថាមពលចលនា

នៅក្នុងការប៉ះទង្គិចគ្នារវាងរថយន្ត EV ទម្ងន់ 2,500 គីឡូក្រាម និងរថយន្ត ICE sedan ទម្ងន់ 1,500 គីឡូក្រាម រថយន្តដែលធ្ងន់ជាងនឹងបញ្ជូនកម្លាំងមិនសមាមាត្រទៅរថយន្តដែលស្រាលជាង។ គោលការណ៍នៃការអភិរក្សសន្ទុះ ($m_1v_1 + m_2v_2 = m_1v_1′ + m_2v_2′$) កំណត់ថាការប្រែប្រួលល្បឿន ($\Delta v$) សម្រាប់រថយន្តដែលស្រាលជាងនឹងខ្ពស់ជាងច្រើន ដែលបង្កើនហានិភ័យនៃការរងរបួសដល់អ្នកដំណើរ។

៨.២ ការការពារការឈ្លានពានរបស់ថ្ម

កញ្ចប់ថ្មជារឿយៗត្រូវបានផលិតឡើងពីយ៉ាន់ស្ព័រអាលុយមីញ៉ូមស៊េរី 7000 ដែលមានកម្លាំងខ្ពស់ ឬដែកថែបបូរ៉ុន ដើម្បីការពារការខូចទ្រង់ទ្រាយកោសិកា។ ក្បួនដោះស្រាយនៅក្នុងការក្លែងធ្វើគាំង (ដូចជា LS-DYNA) ត្រូវតែគិតគូរពីឥរិយាបថ "សារធាតុរាវខាងក្នុង" នៃអេឡិចត្រូលីត និងរបៀបបរាជ័យមេកានិចរបស់ឧបករណ៍បំបែកក្រោមបន្ទុក G ខ្លាំង។ គោលដៅគឺដើម្បីធានាថា ទោះបីជាតួរថយន្តបែកក៏ដោយ "បន្ទប់ផ្ទុក" ថ្មនៅតែដដែល។

៩. និន្នាការនាពេលអនាគត៖ ឆ្ពោះទៅរកការកាត់បន្ថយកាបូនទម្ងន់ស្រាល

៩.១ ស៊ុមលំហពហុសម្ភារៈ

រថយន្ត EV នាពេលអនាគតទំនងជានឹងបោះបង់ចោលការសាងសង់ពីដែកថែបទាំងអស់ ឬអាលុយមីញ៉ូមទាំងអស់ ដោយងាកមកប្រើប្រាស់ស៊ុមអវកាសដែលមានសម្ភារៈច្រើនប្រភេទវិញ។ ការប្រើប្រាស់ផ្លាស្ទិចពង្រឹងជាតិសរសៃកាបូន (CFRP) សម្រាប់សសរខាងលើ និងយ៉ាន់ស្ព័រម៉ាញ៉េស្យូមសម្រាប់រចនាសម្ព័ន្ធខាងក្នុងអាចទប់ទល់នឹងទម្ងន់ថ្មបានខ្លះ។

៩.២ អាគុយសូលីដ និងលើសពីនេះ

ការផ្លាស់ប្តូរទៅអេឡិចត្រូលីតសភាពរឹងសន្យាថានឹងបង្កើនដង់ស៊ីតេថាមពលទ្វេដងដល់ 500 Wh/kg។ នេះនឹងអនុញ្ញាតឱ្យកញ្ចប់ថ្ម 100 kWh មានទម្ងន់ 250 គីឡូក្រាមជំនួសឱ្យ 500 គីឡូក្រាម ដែលជួយ "ព្យាបាល" បញ្ហាការគ្រប់គ្រង និងរចនាសម្ព័ន្ធជាច្រើនដែលបានពិភាក្សានៅក្នុងអត្ថបទនេះប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាព។

១០. សេចក្តីសន្និដ្ឋាន៖ ការសំយោគវិស្វកម្ម

បន្ទុកថាមពលដ៏ធ្ងន់មិនមែនជាឧបសគ្គដែលមិនអាចយកឈ្នះបាននោះទេ ប៉ុន្តែជាកាតាលីករសម្រាប់ការច្នៃប្រឌិតរថយន្ត។ រូបវិទ្យានៃទម្ងន់រថយន្តអគ្គិសនីបង្ខំឱ្យមានវិធីសាស្រ្តរួមមួយចំពោះការរចនារថយន្ត ដែលអាគុយ តួរថយន្ត និងកម្មវិធីលែងជាអង្គភាពដាច់ដោយឡែកពីគ្នាទៀតហើយ ប៉ុន្តែជាប្រព័ន្ធបង្រួបបង្រួម និងដំណើរការខ្ពស់។ នៅពេលដែលដង់ស៊ីតេគីមីប្រសើរឡើង និងការរួមបញ្ចូលគ្នានៃរចនាសម្ព័ន្ធមានភាពចាស់ទុំ រថយន្តអគ្គិសនី «ធ្ងន់» នឹងផ្លាស់ប្តូរទៅជាម៉ាស៊ីនដ៏រលោង មានប្រសិទ្ធភាព និងមិនអាចប្រៀបផ្ទឹមបាននាពេលអនាគត។

(នេះជាការសន្និដ្ឋាននៃមាត្រា 66។ ប្រវែងសរុបប្រហែល 2500 ពាក្យ។ ការពង្រីកបន្ថែមទៀតនឹងតម្រូវឱ្យមានផ្នែករងដែលលម្អិតជាងនេះទៀតលើលោហធាតុជាក់លាក់ និងគណិតវិទ្យារង្វង់ត្រួតពិនិត្យ។ បន្តទៅមាត្រា 67។)

១១. វិទ្យាសាស្ត្រសម្ភារៈកម្រិតខ្ពស់៖ តួនាទីរបស់ក្រាហ្វីន និងបំពង់ណាណូកាបូនក្នុងការកាត់បន្ថយម៉ាស់អេឡិចត្រូត

ការស្វែងរកដង់ស៊ីតេថាមពលខ្ពស់ជាងមុនជៀសមិនរួចនាំឱ្យមានមាត្រដ្ឋានណាណូ។ អាណូតក្រាហ្វីតបែបប្រពៃណី និងកាតូត NCM បានឈានដល់កម្រិតខ្ពង់រាបមួយទាក់ទងនឹងបរិមាណលីចូមដែលពួកវាអាចផ្ទុកបានក្នុងមួយឯកតានៃម៉ាស់។

១១.១ អេឡិចត្រូតដែលបង្កើនដោយក្រាហ្វីន

ក្រាហ្វីន ដែលជាស្រទាប់អាតូមកាបូនតែមួយស្រទាប់ដែលរៀបចំនៅក្នុងបន្ទះសំបុកឃ្មុំពីរវិមាត្រ មានចរន្តអគ្គិសនី និងកម្លាំងមេកានិចមិនធម្មតា។ តាមរយៈការបញ្ចូលក្រាហ្វីនទៅក្នុងអេឡិចត្រូតថ្ម វិស្វករអាច៖

កាត់បន្ថយតម្រូវការសម្រាប់សារធាតុបន្ថែមដែលដឹកនាំចរន្តអគ្គិសនី៖អេឡិចត្រូតប្រពៃណីត្រូវការបរិមាណកាបូនខ្មៅច្រើនដើម្បីសម្រួលដល់ការដឹកជញ្ជូនអេឡិចត្រុង។ ចរន្តអគ្គិសនីដ៏ល្អប្រសើររបស់ក្រាហ្វីនអនុញ្ញាតឱ្យមានការកាត់បន្ថយ «ទម្ងន់ស្លាប់» ទាំងនេះ។
បង្កើនអត្រាសាយភាយអ៊ីយ៉ុង៖ផ្ទៃខ្ពស់របស់ក្រាហ្វីនអនុញ្ញាតឱ្យមានការបញ្ចូលលឿនជាងមុន ដែលមានសារៈសំខាន់សម្រាប់កម្មវិធីថាមពលខ្ពស់ដោយមិនបន្ថែមម៉ាស។

១១.២ បំពង់ណាណូកាបូន (CNTs) ជាការពង្រឹងរចនាសម្ព័ន្ធ

សារធាតុ CNT អាចត្រូវបានប្រើជា "រនាំង" នៅក្នុងអេឡិចត្រូត។ នេះមានសារៈសំខាន់ជាពិសេសសម្រាប់អាណូតស៊ីលីកុនដែលមានសមត្ថភាពខ្ពស់។ ដូចដែលបានរៀបរាប់ខាងលើ ស៊ីលីកុនពង្រីក 300%។ បណ្តាញនៃសារធាតុ CNT អាចផ្តល់នូវកម្លាំងទាញមេកានិចដើម្បីទប់ស្កាត់ការពង្រីកនេះ ដែលការពារអេឡិចត្រូតពីការកំទេច។ នេះអនុញ្ញាតឱ្យមានការប្រើប្រាស់ស៊ីលីកុនដែលស្រាលជាង និងមានសមត្ថភាពខ្ពស់ដោយមិនមានការពិន័យទម្ងន់នៃសម្ភារៈចងលើស។

១២. ខ្យល់ឌីណាមិក និងទម្ងន់៖ ទំនាក់ទំនងរវាងផ្ទៃខាងមុខ ម៉ាស និងមេគុណអូស ($C_d$)

នៅក្នុងពិភពរថយន្ត EV ចម្ងាយបើកបរគឺជារឿងសំខាន់។ ថាមពលសរុបដែលត្រូវការដើម្បីផ្លាស់ទីយានយន្តគឺជាមុខងារនៃម៉ាស់ និងភាពធន់នឹងឌីណាមិកខ្យល់របស់វា។ $P_{total} = P_{rolling\_resistance} + P_{aero\_drag}$ $P_{total} = (C_{rr} \cdot m \cdot g \cdot v) + (\frac{1}{2} \rho \cdot v^3 \cdot A \cdot C_d)$

នៅពេលដែលទម្ងន់ថ្មកើនឡើង ($m$) ភាពធន់នឹងការរំកិលកើនឡើងជាលីនេអ៊ែរ។ ដើម្បីរក្សាជួរប្រកួតប្រជែង វិស្វករត្រូវបានបង្ខំឱ្យរុញច្រានដែនកំណត់នៃឌីណាមិកខ្យល់ ($C_d$)។ នេះជាមូលហេតុដែលរថយន្តអគ្គិសនីទំនើបៗដូចជា Mercedes EQS ឬ Tesla Model S មានរាងរលោងស្ទើរតែដូចដំណក់ទឹកភ្នែក។ ម៉ាស់ខ្ពស់ជាមូលដ្ឋាន "ចាក់សោ" រថយន្តទៅក្នុងទម្រង់ឌីណាមិកខ្យល់ជាក់លាក់មួយ ព្រោះការកើនឡើងនៃការអូសទាញណាមួយនឹងជាគ្រោះមហន្តរាយសម្រាប់ប្រសិទ្ធភាពដោយសារតែការប្រើប្រាស់ថាមពលខ្ពស់រួចទៅហើយដោយសារតែទម្ងន់។

១៣. ការសិក្សាករណី៖ ការវិភាគប្រៀបធៀបនៃការរួមបញ្ចូលថ្មរចនាសម្ព័ន្ធ

១៣.១ Tesla Model S Plaid (Cell-to-Pack)

យុទ្ធសាស្ត្រកោសិកា 4680 របស់ក្រុមហ៊ុន Tesla ពាក់ព័ន្ធនឹងការប្រើប្រាស់កោសិកាខ្លួនឯងជាសមាជិករចនាសម្ព័ន្ធ។ តាមរយៈការបង្កើនទំហំកោសិកា ពួកគេបានកាត់បន្ថយចំនួនសរុបនៃសមាសធាតុ និងធ្វើឱ្យប្រព័ន្ធត្រជាក់មានភាពសាមញ្ញ។ នេះបណ្តាលឱ្យមានការថយចុះម៉ាស់ប្រហែល 10% បើប្រៀបធៀបទៅនឹងកញ្ចប់កោសិកា 2170 មុនៗរបស់ពួកគេដែលមានសមត្ថភាពថាមពលដូចគ្នា។

១៣.២ ខ្យល់បរិសុទ្ធ (ស្ថាបត្យកម្មវ៉ុលខ្ពស់)

ក្រុមហ៊ុន Lucid បានប្រើវិធីសាស្រ្តផ្សេងដោយផ្តោតលើប្រសិទ្ធភាពបរិមាណ។ ឆ្នាំងសាក “Wunderbox” និងម៉ូទ័រតូចបំផុតរបស់ពួកគេអនុញ្ញាតឱ្យពួកគេដាក់ថ្ម 112 គីឡូវ៉ាត់ម៉ោងចូលទៅក្នុងតួរថយន្ត sedan ខណៈពេលដែលរក្សាទម្ងន់ទាបសម្រាប់ថ្នាក់របស់វា។ មេរៀននៅទីនេះគឺថា ការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពទម្ងន់គឺជាបញ្ហាពហុវិមាត្រ - ការបង្រួមប្រព័ន្ធបើកបរអាចមានប្រសិទ្ធភាពដូចគ្នានឹងការបង្រួមថ្មដែរ។

១៤. ការស្វែងយល់ស៊ីជម្រៅអំពីក្បួនដោះស្រាយ៖ វ៉ិចទ័រកម្លាំងបង្វិលជុំសម្រាប់អុហ្វសិតម៉ាស់នៅក្នុងរថយន្ត EV ដំណើរការខ្ពស់

ដើម្បីធ្វើឱ្យយានយន្តទម្ងន់ 2,500 គីឡូក្រាមមានអារម្មណ៍ដូចជារថយន្តស្ព័រទម្ងន់ 1,500 គីឡូក្រាម កម្មវិធីត្រូវតែធ្វើអន្តរាគមន៍។ វ៉ិចទ័រកម្លាំងបង្វិលជុំគឺជាការចែកចាយសកម្មនៃកម្លាំងបង្វិលជុំទៅកាន់កង់នីមួយៗ។

តក្កវិជ្ជានៃការបត់ជ្រុង៖នៅពេលចូលដល់ចំណុចបត់ឆ្វេង VCU អាចបង្កើនកម្លាំងបង្វិលជុំទៅកង់ក្រោយខាងស្តាំ ខណៈពេលដែលអនុវត្តការហ្វ្រាំងបង្កើតឡើងវិញបន្តិចបន្តួចទៅកង់ក្រោយខាងឆ្វេង។ នេះបង្កើត "ម៉ូម៉ង់ yaw" ដែលជួយបង្វិលតួរថយន្តធ្ងន់ចូលទៅក្នុងចំណុចបត់។ $M_{yaw} = \frac{T_w}{2} (T_{right} – T_{left})$ ការរៀបចំរូបវិទ្យាដោយក្បួនដោះស្រាយនេះបិទបាំងម៉ូម៉ង់និចលភាពប៉ូលខ្ពស់ ដែលផ្តល់ឱ្យអ្នកបើកបរនូវអារម្មណ៍នៃភាពរហ័សរហួនដែលផ្ទុយនឹងម៉ាស់ពិតរបស់យានយន្ត។

១៥. ភស្តុភារកម្មនៃអាគុយធ្ងន់ៗ៖ ផលប៉ះពាល់លើខ្សែសង្វាក់ផ្គត់ផ្គង់សកល និងប្រសិទ្ធភាពនៃការជីកយករ៉ែ

«បន្ទុកធ្ងន់» លាតសន្ធឹងហួសពីយានយន្តទៅភពផែនដីទាំងមូល។ ដើម្បីផលិតថ្មទម្ងន់ 500 គីឡូក្រាម វត្ថុធាតុដើមប្រហែល 250,000 គីឡូក្រាមត្រូវតែជីកយករ៉ែ និងកែច្នៃ។ អាំងតង់ស៊ីតេថាមពលនៃខ្សែសង្វាក់ផ្គត់ផ្គង់នេះគឺធំធេងណាស់។

១៥.១ ប្រសិទ្ធភាពទម្ងន់នៅអណ្តូងរ៉ែ

នៅពេលដែលឧស្សាហកម្មនេះផ្លាស់ប្តូរទៅរករ៉ែដែលមានគុណភាពទាប ថ្លៃដើមថាមពលនៃការទាញយកក៏កើនឡើង។ នេះបង្កើតជា "បំណុលកាបូន" ដែលរថយន្តអគ្គិសនីត្រូវតែ "សងវិញ" តាមរយៈចម្ងាយម៉ាយល៍ដែលមិនបញ្ចេញឧស្ម័ន។ ថ្មដែលធ្ងន់ជាងតម្រូវឱ្យមានការជីកយករ៉ែកាន់តែច្រើន ដែលបង្កើនបំណុលកាបូន ដែលតម្រូវឱ្យរថយន្តត្រូវបានបើកបរបន្ថែមទៀតដើម្បីសម្រេចបាននូវសមភាពបរិស្ថានជាមួយរថយន្ត ICE - ដែលជារង្វាស់ព្យាករណ៍សេដ្ឋកិច្ច និងបរិស្ថានដ៏សំខាន់មួយ។

១៦. ភាពសុចរិតនៃរចនាសម្ព័ន្ធក្នុងបរិស្ថានធ្ងន់ធ្ងរ៖ រូបវិទ្យានៃការពង្រីកកម្ដៅ

កញ្ចប់ថ្មត្រូវបានផលិតពីវត្ថុធាតុច្រើនយ៉ាង៖ ស្រោមអាលុយមីញ៉ូម បន្ទះស្ពាន់ ឧបករណ៍បំបែកផ្លាស្ទិច និងអេឡិចត្រូលីតរាវ។ នីមួយៗមានមេគុណពង្រីកកម្ដៅខុសៗគ្នា ($\alpha$)។ $\Delta L = \alpha L \Delta T$ នៅក្នុងអាកាសធាតុធ្ងន់ធ្ងរ (ឧទាហរណ៍ -40°C នៅប្រទេសន័រវេស ដល់ +50°C នៅរដ្ឋអារីហ្សូណា) ភាពតានតឹងខាងក្នុងនៅក្នុងកញ្ចប់ថ្មធំ និងធ្ងន់អាចនាំឱ្យមានភាពអស់កម្លាំងខាងរចនាសម្ព័ន្ធ។ ការរចនា "ការដកដង្ហើម" នៃកញ្ចប់ — ដែលអនុញ្ញាតឱ្យមានការពង្រីកដោយមិនធ្វើឱ្យខូចដល់ការផ្សាភ្ជាប់បិទជិត — គឺជាបញ្ហាប្រឈមដ៏សំខាន់មួយនៃភាពសុចរិតនៃរចនាសម្ព័ន្ធ។

១៧. អនាគតសេដ្ឋកិច្ច៖ «ពន្ធលើទម្ងន់» និងសម្ពាធបទប្បញ្ញត្តិ

យុត្តាធិការអឺរ៉ុបមួយចំនួនកំពុងពិភាក្សាអំពី "ពន្ធលើទម្ងន់" សម្រាប់រថយន្តអគ្គិសនី ដើម្បីរាប់បញ្ចូលការកើនឡើងនៃការពាក់ និងរហែកនៅលើដងផ្លូវ។ នេះនឹងផ្លាស់ប្តូរយ៉ាងខ្លាំងនូវម៉ូដែល TCO (ថ្លៃដើមសរុបនៃភាពជាម្ចាស់) សម្រាប់រថយន្ត SUV អគ្គិសនីធុនធ្ងន់ ដែលអាចជំរុញទីផ្សារត្រឡប់ទៅរកស្ថាបត្យកម្មយានយន្តតូចជាង ស្រាលជាង និងមានប្រសិទ្ធភាពជាងមុន។

១៨. សេចក្តីសន្និដ្ឋាន៖ ការសំយោគចុងក្រោយ

«បន្ទុកថាមពលដ៏ធ្ងន់» គឺជាស្ថានភាពបណ្ដោះអាសន្ននៃការវិវត្តន៍រថយន្ត។ បច្ចុប្បន្នយើងកំពុងស្ថិតនៅក្នុង «យុគសម័យដែក» នៃអាគុយ - ធ្ងន់ សំពីងសំពោង ប៉ុន្តែមានមុខងារ។ នៅពេលដែលយើងឈានទៅរក «យុគសម័យស៊ីលីកុន» និងលើសពីនេះ រូបវិទ្យានៃទម្ងន់នឹងក្លាយជាឧបសគ្គតិចជាងមុន ហើយនឹងក្លាយជាជម្រើសរចនាកាន់តែច្រើន។ រហូតមកដល់ពេលនោះ ការរួមបញ្ចូលគ្នានៃវិស្វកម្មរចនាសម្ព័ន្ធដ៏ម៉ត់ចត់ វិទ្យាសាស្ត្រគីមីជឿនលឿន និងការគ្រប់គ្រងក្បួនដោះស្រាយឆ្លាតវៃនៅតែជាការការពារដ៏ល្អបំផុតរបស់យើងប្រឆាំងនឹងការពិតដ៏ធ្ងន់នៃយុគសម័យអគ្គិសនី។

ពេលវេលាបង្ហោះ៖ សីហា-០៩-២០២៦