ການເພີ່ມປະສິດທິພາບນ້ຳໜັກແບັດເຕີຣີ EV: ການຈັດການຟີຊິກ, ຄວາມສົມບູນຂອງໂຄງສ້າງ ແລະ ວິທີແກ້ໄຂໃນອະນາຄົດ

ພາລະໜັກຂອງພະລັງງານ: ການສືບສວນດ້ານວິຊາການທີ່ສົມບູນແບບກ່ຽວກັບການເພີ່ມປະສິດທິພາບນ້ຳໜັກຂອງແບັດເຕີຣີລົດໄຟຟ້າ, ຟີຊິກການຈັດການຍານພາຫະນະ, ຄວາມຕ້ອງການດ້ານຄວາມສົມບູນຂອງໂຄງສ້າງ, ແລະອະນາຄົດຂອງວິທີແກ້ໄຂການຂົນສົ່ງທີ່ໃຊ້ພະລັງງານໜາແໜ້ນເພື່ອຄວາມຍືນຍົງທົ່ວໂລກ

ບົດນຳ: ຄວາມຂັດແຍ້ງຂອງມວນສານໃນຍຸກໄຟຟ້າ

ການຫັນປ່ຽນຈາກເຄື່ອງຈັກເຜົາໄໝ້ພາຍໃນ (ICE) ໄປສູ່ລົດໄຟຟ້າ (EV) ເປັນຕົວແທນການປ່ຽນແປງທີ່ສຳຄັນທີ່ສຸດໃນວິສະວະກຳຍານຍົນນັບຕັ້ງແຕ່ການຮັບຮອງເອົາສາຍການປະກອບ. ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ການຫັນປ່ຽນນີ້ປະຈຸບັນແມ່ນຂຶ້ນກັບຄວາມເປັນຈິງທີ່ໜັກໜ່ວງ: ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງພະລັງງານຂອງແບັດເຕີຣີ lithium-ion. ໃນຂະນະທີ່ນ້ຳມັນເຊື້ອໄຟມີຄວາມໜາແໜ້ນຂອງພະລັງງານປະມານ 12,000 Wh/kg, ຊຸດແບັດເຕີຣີທີ່ທັນສະໄໝໃນປະຈຸບັນມີຄວາມຫຍຸ້ງຍາກໃນການເກີນ 250-300 Wh/kg ໃນລະດັບເຊວ, ແລະໜ້ອຍກວ່າຢ່າງຫຼວງຫຼາຍໃນລະດັບຊຸດເນື່ອງຈາກໂຄງສ້າງ, ຄວາມເຢັນ, ແລະຄ່າໃຊ້ຈ່າຍດ້ານຄວາມປອດໄພ.

ຄວາມແຕກຕ່າງນີ້ຈຳເປັນຕ້ອງໃຊ້ຊຸດແບັດເຕີຣີຂະໜາດໃຫຍ່ເພື່ອໃຫ້ໄດ້ລະດັບທີ່ທຽບເທົ່າກັບລົດ ICE, ເຊິ່ງມັກຈະມີນ້ຳໜັກລະຫວ່າງ 500 ກິໂລກຣາມ ແລະ 900 ກິໂລກຣາມ. “ພາລະໜັກ” ນີ້ກໍ່ໃຫ້ເກີດຜົນກະທົບທີ່ແຜ່ລາມໄປທົ່ວທຸກດ້ານຂອງການເຄື່ອນໄຫວຂອງຍານພາຫະນະ, ຕັ້ງແຕ່ຄ່າສຳປະສິດຂອງແຮງສຽດທານທີ່ຕ້ອງການສຳລັບການເບຣກຈົນເຖິງຂອບເຂດການຜິດຮູບຂອງໂຄງລົດ. ບົດຄວາມນີ້ສຳຫຼວດຟີຊິກທີ່ສັບສົນ, ຂໍ້ຈຳກັດທາງເຄມີ, ແລະ ການປະນີປະນອມດ້ານວິສະວະກຳທີ່ຈຳເປັນໂດຍນ້ຳໜັກຂອງແບັດເຕີຣີລົດໄຟຟ້າ.

1. ຟີຊິກສາດຂອງມວນສານ ແລະ ການເຄື່ອນທີ່ໃນລົດໄຟຟ້າ

1.1 ພະລັງງານຈົນ ແລະ ການເຄື່ອນໄຫວຂອງເບຣກ

ສົມຜົນພື້ນຖານຂອງພະລັງງານຈົນ, $E_k = \frac{1}{2}mv^2$, ເນັ້ນໃຫ້ເຫັນວ່າເປັນຫຍັງນ້ຳໜັກຈຶ່ງເປັນສັດຕູຂອງປະສິດທິພາບ. ລົດໄຟຟ້າທີ່ມີນ້ຳໜັກ 2,500 ກິໂລກຣາມ (ນ້ຳໜັກທົ່ວໄປສຳລັບລົດ SUV ໄຟຟ້າລະດັບພຣີມຽມ) ມີພະລັງງານຈົນຫຼາຍກວ່າລົດ ICE ທີ່ມີນ້ຳໜັກ 1,500 ກິໂລກຣາມ 66% ໃນຄວາມໄວດຽວກັນ.

ເພື່ອຊະລໍການເຄື່ອນທີ່ຂອງມວນສານນີ້, ລະບົບເບຣກຕ້ອງປ່ຽນພະລັງງານນີ້ໄປເປັນຄວາມຮ້ອນ ຫຼື ໃນກໍລະນີຂອງລົດໄຟຟ້າ, ໃຫ້ໄປເປັນພະລັງງານໄຟຟ້າຜ່ານການເບຣກແບບຟື້ນຟູ. ເຫດຜົນຂອງອັລກໍຣິທຶມສຳລັບລະບົບເບຣກແບບປະສົມຕ້ອງຈັດການກັບ:

• ຂີດຈຳກັດການຍຶດຕິດຂອງຢາງລົດຕໍ່ເສັ້ນທາງ:ການຊະລໍຕົວສູງສຸດ $a_{max}$ ຖືກຈຳກັດໂດຍ $\mu g$, ບ່ອນທີ່ $\mu$ ແມ່ນສຳປະສິດຂອງແຮງສຽດທານ. ພາຫະນະທີ່ມີນ້ຳໜັກຫຼາຍຈະເພີ່ມແຮງປົກກະຕິ $N$, ເຊິ່ງໃນທາງເທັກນິກແລ້ວຈະເພີ່ມແຮງສຽດທານ $F_f = \mu N$, ແຕ່ຄວາມອ່ອນໄຫວຂອງຢາງລົດຕໍ່ກັບນ້ຳໜັກ (ຄວາມອ່ອນໄຫວຕໍ່ການໂຫຼດ) ໝາຍຄວາມວ່າສຳປະສິດຂອງແຮງສຽດທານຈະຫຼຸດລົງເມື່ອນ້ຳໜັກຕັ້ງເພີ່ມຂຶ້ນ.
• ການກະຈາຍຄວາມຮ້ອນ:ເບກແຮງສຽດທານແບບດັ້ງເດີມໃນລົດ EV ທີ່ມີນ້ຳໜັກຫຼາຍຕ້ອງມີຂະໜາດໃຫຍ່ເກີນໄປເພື່ອປ້ອງກັນການຈາງລົງຂອງເບກໃນລະຫວ່າງການເຄື່ອນທີ່ສຸກເສີນບ່ອນທີ່ການຟື້ນຟູເບກບໍ່ພຽງພໍ.

1.2 ໂມເມັນຄວາມเฉื่อยຂອງຂົ້ວໂລກ ແລະ ອັດຕາການຫັນເຫ

ການວາງຊຸດແບັດເຕີຣີ - ໂດຍປົກກະຕິແລ້ວແມ່ນຢູ່ໃນຮູບແບບ "ສະເກັດບອດ" ລະຫວ່າງເພົາ - ຈະປ່ຽນແປງໂມເມັນຄວາມเฉื่อยຂົ້ວໂລກຂອງຍານພາຫະນະຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ. ໂດຍການສຸມມວນສານໃຫ້ຕໍ່າ ແລະ ລະຫວ່າງລໍ້, ລົດໄຟຟ້າມັກຈະມີຈຸດສູນກາງແຮງໂນ້ມຖ່ວງ (CoG) ຕ່ຳກວ່າ, ເຊິ່ງຊ່ວຍປັບປຸງຄວາມໝັ້ນຄົງຂອງການມ້ວນ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ມວນສານທັງໝົດທີ່ສູງຈະເພີ່ມໂມເມັນຄວາມเฉื่อย $I = \sum m_i r_i^2$.

ໂມເມັນຄວາມเฉื่อยທີ່ສູງຂຶ້ນຈະຕ້ານທານກັບການປ່ຽນແປງຂອງການຫັນ (ການຫັນ). ວິສະວະກຳການຕອບສະໜອງຂອງພວງມາໄລຕ້ອງການອັລກໍຣິທຶມການເວັກເຕີແຮງບິດທີ່ສັບສົນເພື່ອເອົາຊະນະຄວາມຮູ້ສຶກ "ຂີ້ຄ້ານ" ຂອງໂຄງລົດທີ່ໜັກ. ນີ້ກ່ຽວຂ້ອງກັບ:

• ການແຈກຢາຍແຮງບິດທີ່ໃຊ້ງານ:ການໃຊ້ການຕັ້ງຄ່າມໍເຕີຄູ່ ຫຼື ສາມຕົວເພື່ອສ້າງໂມເມັນ yaw ໂດຍການປ່ຽນແປງແຮງບິດລະຫວ່າງລໍ້ຊ້າຍ ແລະ ລໍ້ຂວາ.
• ອັດຕາສ່ວນການດູດຊຶມ:ລະບົບລະງັບຕ້ອງໃຊ້ຄ່າຄົງທີ່ຂອງຄວາມຊຸ່ມທີ່ສູງກວ່າເພື່ອຄວບຄຸມການສັ່ນສະເທືອນຂອງມວນສະປຣັງຂະໜາດໃຫຍ່.

2. ຫຼັກການທາງເຄມີຂອງຄວາມໜາແໜ້ນຂອງພະລັງງານ

ບັນຫານ້ຳໜັກໂດຍພື້ນຖານແລ້ວແມ່ນບັນຫາທາງເຄມີ. ພະລັງງານຈຳເພາະຂອງແບັດເຕີຣີແມ່ນຖືກກຳນົດໂດຍທ່າແຮງທາງເອເລັກໂຕຣເຄມີ ແລະ ນ້ຳໜັກໂມເລກຸນຂອງວັດສະດຸທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວ.

2.1 ຄໍຂວດ Li-Ion

ໃນຫ້ອງ NCM (ນິກເກີນໂຄບອລ ແມງການີສ) ມາດຕະຖານ, ນ້ຳໜັກຈະຖືກແຈກຢາຍລະຫວ່າງ:

• ອາໂນດ:ໂດຍປົກກະຕິແມ່ນ graphite.
• ແຄໂທດ:ສ່ວນປະກອບທີ່ໜັກທີ່ສຸດ, ປະກອບດ້ວຍໂລຫະປະສົມ.
• ເອເລັກໂຕຣໄລ ແລະ ຕົວແຍກ:ຈຳເປັນສຳລັບການຂົນສົ່ງໄອອອນ.
• ຜູ້ເກັບກຳໃນປະຈຸບັນ:ແຜ່ນທອງແດງ ແລະ ອາລູມິນຽມ.

ຂອບເຂດທາງທິດສະດີຂອງເຄມີສາດ lithium-intercalation ກຳລັງຖືກນຳໃຊ້. ເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນນ້ຳໜັກ, ວິສະວະກອນກຳລັງຊອກຫາ:

• ຊິລິໂຄນອາໂນດ:ຊິລິໂຄນມີຄວາມຈຸທາງທິດສະດີປະມານ 4200 mAh/g ເມື່ອທຽບກັບ graphite ທີ່ມີ 372 mAh/g. ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ຊິລິໂຄນຂະຫຍາຍຕົວປະມານ 300% ໃນລະຫວ່າງການເຜົາໄໝ້, ເຊິ່ງນຳໄປສູ່ຄວາມລົ້ມເຫຼວທາງກົນຈັກ.
• ເອເລັກໂຕຣໄລຕ໌ໃນສະພາບແຂງ:ການຖອດເອເລັກໂຕຣໄລທ໌ແຫຼວ ແລະ ຕົວແຍກຂະໜາດໃຫຍ່ອອກສາມາດຫຼຸດປະລິມານ ແລະ ນ້ຳໜັກໄດ້ ພ້ອມທັງປັບປຸງຄວາມປອດໄພ.

2.2 ປະສິດທິພາບດ້ານນ້ຳໜັກທຽບກັບປະສິດທິພາບດ້ານປະລິມານ

ການຫຸ້ມຫໍ່ເຊວລ໌ເຂົ້າໃນໂມດູນ ແລະ ຊຸດເພີ່ມ “ມວນສານກາຝາກ”. ແຜ່ນເຮັດຄວາມເຢັນ, ວັດສະດຸເຊື່ອມຕໍ່ຄວາມຮ້ອນ (TIMs), ແລະ ສາຍໄຟແຮງດັນສູງປະກອບສ່ວນເຮັດໃຫ້ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງພະລັງງານລະດັບຊຸດຕໍ່າກວ່າຄວາມໜາແໜ້ນຂອງລະດັບເຊວລ໌ 30-40%.

3. ຄວາມສົມບູນຂອງໂຄງສ້າງ ແລະ ຄວາມສາມາດໃນການຕົກຕໍ່າ

ຊຸດແບັດເຕີຣີນ້ຳໜັກ 700 ກິໂລກຣາມບໍ່ພຽງແຕ່ເປັນຖັງນໍ້າມັນເຊື້ອໄຟເທົ່ານັ້ນ; ມັນຍັງເປັນສ່ວນໜຶ່ງຂອງໂຄງສ້າງ. ເຕັກໂນໂລຊີ “Cell-to-Pack” (CTP) ແລະ “Cell-to-Chassis” (CTC) ມີຈຸດປະສົງເພື່ອໃຊ້ເປືອກແບັດເຕີຣີເປັນໂຄງສ້າງຮັບນໍ້າໜັກຫຼັກ.

3.1 ຄວາມແຂງກະດ້າງຂອງການບິດ

ການເຊື່ອມໂຍງແບັດເຕີຣີເຂົ້າໃນໂຄງລົດຊ່ວຍເພີ່ມຄວາມແຂງກະດ້າງຂອງການບິດຂອງລົດຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ. ໂຄງລົດທີ່ແຂງກະດ້າງຈະຊ່ວຍໃຫ້ມີການປັບແຕ່ງລະບົບລະງັບໄດ້ຊັດເຈນກວ່າ. ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ຄວາມແຂງກະດ້າງຕ້ອງມີຄວາມສົມດຸນກັບຄວາມຕ້ອງການໃນການດູດຊຶມພະລັງງານໃນລະຫວ່າງການປະທະກັນ.

3.2 ການປ້ອງກັນຜົນກະທົບຈາກຂ້າງຄຽງ

ໃນສະຖານະການທີ່ມີການກະທົບຂ້າງຄຽງ, ຊຸດແບັດເຕີຣີຕ້ອງໄດ້ຮັບການປົກປ້ອງຈາກການບຸກລຸກເພື່ອປ້ອງກັນການຮົ່ວໄຫຼຂອງຄວາມຮ້ອນ. ສິ່ງນີ້ຕ້ອງການເຫຼັກກ້າທີ່ມີຄວາມແຂງແຮງສູງສຸດ (UHSS) ຫຼື ອາລູມິນຽມທີ່ອັດຢູ່ຂອບຂ້າງ, ເຊິ່ງເພີ່ມນ້ຳໜັກຕື່ມອີກ - ເຊິ່ງເປັນມາດຕະຖານວິສະວະກຳແບບຄລາສສິກ.

4. ການຄາດຄະເນທາງເສດຖະກິດ: ຕົ້ນທຶນຂອງນ້ຳໜັກ

ນ້ຳໜັກມີຜົນກະທົບໂດຍກົງຕໍ່ຕົ້ນທຶນການເປັນເຈົ້າຂອງທັງໝົດ (TCO):

• ການສວມໃສ່ຂອງຢາງລົດ:ຍານພາຫະນະທີ່ມີນ້ຳໜັກຫຼາຍຈະເຮັດໃຫ້ຢາງລົດເສື່ອມໄວຂຶ້ນ 20-30%, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການບຳລຸງຮັກສາເພີ່ມຂຶ້ນ.
• ຜົນກະທົບຕໍ່ພື້ນຖານໂຄງລ່າງ:ນ້ຳໜັກຍານພາຫະນະທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນເຮັດໃຫ້ໜ້າຜິວຖະໜົນ ແລະ ໂຄງສ້າງບ່ອນຈອດລົດເສື່ອມໂຊມໄວຂຶ້ນ.
• ການໃຊ້ພະລັງງານ:ທຸກໆນ້ຳໜັກເພີ່ມເຕີມ 100 ກິໂລກຣາມ ຈະຫຼຸດລະດັບການສາກໄຟລົງປະມານ 1-2%, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ຕ້ອງໃຊ້ແບັດເຕີຣີຂະໜາດໃຫຍ່ຂຶ້ນ ແລະ ສ້າງວົງຈອນການຕອບສະໜອງຂອງມວນສານທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນ.

5. ເຫດຜົນຂອງອັລກໍຣິທຶມສຳລັບການຄຸ້ມຄອງມະຫາຊົນ

ໜ່ວຍຄວບຄຸມຍານພາຫະນະຂັ້ນສູງ (VCU) ໃຊ້ອັລກໍຣິທຶມການປະເມີນມວນສານແບບເວລາຈິງ. ໂດຍການຕິດຕາມແຮງບິດທີ່ປ້ອນເຂົ້າ ແລະ ຄວາມເລັ່ງທີ່ໄດ້ຮັບ ($a = F/m$), VCU ສາມາດປະເມີນການໂຫຼດໃນປະຈຸບັນ (ຜູ້ໂດຍສານ + ສິນຄ້າ) ແລະ ປັບ:

• ຂອບເຂດການຄວບຄຸມສະຖຽນລະພາບເອເລັກໂຕຣນິກ (ESC).
• ຄວາມດັນຂອງອາກາດລະງັບ.
• ຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງເບຣກທີ່ຟື້ນຟູໄດ້.

(ໝາຍເຫດ: ນີ້ແມ່ນ 1200 ຄຳທຳອິດ. ສືບຕໍ່ໃນພາກຕໍ່ໄປ…)

6. ວິສະວະກຳໂຄງສ້າງຂັ້ນສູງ: ການປະຕິວັດ Cell-to-Chassis (CTC)

ໃນຂະນະທີ່ຜູ້ຜະລິດລົດຍົນ OEM ພະຍາຍາມຫຼຸດຜ່ອນຜົນກະທົບຈາກປະລິມານແບັດເຕີຣີ, ອຸດສາຫະກຳກຳລັງປ່ຽນຈາກການອອກແບບແບບໂມດູນໄປສູ່ວິທີແກ້ໄຂໂຄງສ້າງແບບປະສົມປະສານ. ໃນການອອກແບບລົດໄຟຟ້າແບບດັ້ງເດີມ, ຊຸດແບັດເຕີຣີປະກອບດ້ວຍເຊວທີ່ບັນຈຸຢູ່ໃນໂມດູນ, ເຊິ່ງຫຼັງຈາກນັ້ນຖືກຫຸ້ມໄວ້ໃນຖາດແບັດເຕີຣີທີ່ເສີມແຮງ. ວິທີການ "ຕຸ໊ກກະຕາລັດເຊຍ" ນີ້ໄດ້ສ້າງຄວາມຊໍ້າຊ້ອນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍໃນວັດສະດຸທີ່ຢູ່ອາໄສ, ແຕ່ລະອັນເພີ່ມກຼາມທີ່ໃນທີ່ສຸດເທົ່າກັບກິໂລກຣາມ.

6.1 ການຮ່ວມມືກັນທາງກົນຈັກຂອງ CTC

ວິທີການ Cell-to-Chassis (CTC) ກຳຈັດໂມດູນ ແລະ ຝາປິດດ້ານເທິງຂອງຊຸດລົດ, ໂດຍການເຊື່ອມໂຍງຈຸລັງແບັດເຕີຣີໂດຍກົງເຂົ້າໃນໂຄງສ້າງພື້ນຂອງລົດ. ຈາກທັດສະນະຂອງກົນຈັກໂຄງສ້າງ, ສິ່ງນີ້ປ່ຽນແບັດເຕີຣີໃຫ້ກາຍເປັນ "ແຜງແຊນວິດ" ທີ່ມີຄວາມແຂງແກ່ນໃນການບິດງໍສູງຫຼາຍ.

ການສ້າງແບບຈຳລອງທາງຄະນິດສາດຂອງຄວາມແຂງກະດ້າງຂອງ CTC:ຄວາມແຂງກະດ້າງດ້ານການບິດ $D$ ຂອງໂຄງສ້າງແຊນວິດແມ່ນໄດ້ມາຈາກ: $D = E_f \frac{bt_f d^2}{2} + E_c \frac{bt_c^3}{12}$ ບ່ອນທີ່:

• $E_f$ ແມ່ນໂມດູນຂອງ Young ຂອງແຜ່ນໜ້າ (ພື້ນໂຄງລົດ ແລະ ແຜ່ນລຸ່ມ).
• $t_f$ ແມ່ນຄວາມໜາຂອງແຜ່ນໜ້າ.
• $d$ ແມ່ນໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງຈຸດໃຈກາງຂອງແຜ່ນໜ້າ.
• $E_c$ ແລະ $t_c$ ໝາຍເຖິງແກນ (ເຊວແບັດເຕີຣີ ແລະ ສານປະສົມດິນເຜົາ).

ໂດຍການນໍາໃຊ້ຄວາມແຮງອັດສູງຂອງເຊວຮູບຊົງກະບອກ ຫຼື ເຊວຮູບຊົງພຣິສມາຕິກ, ວິສະວະກອນສາມາດບັນລຸໂຄງລົດທີ່ແຂງກວ່າໂຄງລົດ ICE ແບບດັ້ງເດີມ 20-40% ໃນຂະນະທີ່ຫຼຸດນ້ຳໜັກທັງໝົດລົງ 10-15%. ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ການເຊື່ອມໂຍງນີ້ກໍ່ໃຫ້ເກີດສິ່ງທ້າທາຍທີ່ສຳຄັນຕໍ່ການບໍລິການ ແລະ ການຣີໄຊເຄີນ, ຍ້ອນວ່າເຊວເຫຼົ່ານັ້ນແມ່ນ "ຕິດຕັ້ງຢູ່ໃນຕົວ" ຂອງຍານພາຫະນະ.

6.2 ສິ່ງທ້າທາຍໃນການຄຸ້ມຄອງຄວາມຮ້ອນໃນແບັດເຕີຣີໂຄງສ້າງ

ຊອງທີ່ມີໂຄງສ້າງໜາແໜ້ນກວ່າເຮັດໃຫ້ມີພື້ນທີ່ໜ້ອຍລົງສຳລັບຊ່ອງທາງເຮັດຄວາມເຢັນ. ການຈຳລອງ CFD (Computational Fluid Dynamics) ຂັ້ນສູງແມ່ນຈຳເປັນເພື່ອຮັບປະກັນການແຈກຢາຍອຸນຫະພູມຢ່າງເປັນເອກະພາບ. ສົມຜົນການຖ່າຍໂອນຄວາມຮ້ອນສຳລັບຊອງ: $\rho C_p \frac{\partial T}{\partial t} = \nabla \cdot (k \nabla T) + \dot{q}_{gen}$ ບ່ອນທີ່ $\dot{q}_{gen}$ ສະແດງເຖິງການຜະລິດຄວາມຮ້ອນພາຍໃນຈາກຄວາມຮ້ອນ Joule ແລະປະຕິກິລິຍາໄຟຟ້າເຄມີ. ໃນການອອກແບບ CTC, ຕົວຖັງເອງມັກຈະເຮັດໜ້າທີ່ເປັນຕົວລະບາຍຄວາມຮ້ອນສຳຮອງ, ຕ້ອງການການແຍກຄວາມຮ້ອນທີ່ຊັບຊ້ອນເພື່ອປົກປ້ອງຫ້ອງໂດຍສານໃນຂະນະທີ່ຮັກສາອຸນຫະພູມຂອງເຊວພາຍໃນປ່ອງຢ້ຽມທີ່ດີທີ່ສຸດ 20°C ຫາ 40°C.

7. ຟີຊິກການຈັດການ: ຜົນກະທົບຂອງຈຸດສູນກາງແຮງໂນ້ມຖ່ວງຕໍ່າທຽບກັບມວນສານທັງໝົດ

ໃນຂະນະທີ່ຮູບແບບແບັດເຕີຣີ “ສະເກັດບອດ” ໃຫ້ຈຸດສູນກາງແຮງໂນ້ມຖ່ວງ (CoG) ທີ່ຕ່ຳກວ່າ, ເຊິ່ງຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນການມ້ວນຕົວລົດໃນລະຫວ່າງການເຂົ້າໂຄ້ງ, ນ້ຳໜັກລວມທີ່ສູງເຮັດໃຫ້ເກີດບັນຫາການເຄື່ອນໄຫວຂັ້ນສອງທີ່ລົດ ICE ບໍ່ຄ່ອຍພົບ.

7.1 ການຕອບສະໜອງຊົ່ວຄາວ ແລະ ການເກີນຂອບເຂດ

ເມື່ອຍານພາຫະນະເຂົ້າໃກ້ຈຸດລ້ຽວ, ລະບົບລະງັບຕ້ອງຮັບມືກັບການຖ່າຍໂອນນ້ຳໜັກຂ້າງຕົວ. ໃນລົດ EV ທີ່ມີນ້ຳໜັກຫຼາຍ, ພະລັງງານຈົນທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບການປ່ຽນຂ້າງຕົວນີ້ແມ່ນມີຄວາມສຳຄັນຫຼາຍ. ຖ້າການຫຼຸດແຮງສັ່ນສະເທືອນບໍ່ໄດ້ຮັບການປັບຢ່າງສົມບູນ, ຍານພາຫະນະອາດຈະປະສົບກັບ "ການເກີນກຳລັງ" - ສະພາບທີ່ຕົວຖັງຍັງສືບຕໍ່ມ້ວນ ຫຼື ສັ່ນຫຼັງຈາກການປ້ອນຂໍ້ມູນເບື້ອງຕົ້ນສຳເລັດແລ້ວ.

ການຊົດເຊີຍອັລກໍຣິທຶມ (ການລະງັບທີ່ໃຊ້ງານ):ລົດໄຟຟ້າລຸ້ນໃໝ່ໃຊ້ການຄວບຄຸມການສັ່ນສະເທືອນແບບເຄື່ອນໄຫວ (CDC – Continuous Damping Control) ເຊິ່ງປັບວາວດູດຊຶມໂຊ໊ກພາຍໃນເວລາມິນລິວິນາທີ. ເຫດຜົນແມ່ນອີງໃສ່ທິດສະດີການສັ່ນສະເທືອນ “Skyhook”, ໂດຍມີຈຸດປະສົງເພື່ອຮັກສາລະດັບຕົວລົດຄືກັບວ່າຖືກຫ້ອຍລົງມາຈາກຂໍທີ່ສົມມຸດຂຶ້ນເທິງທ້ອງຟ້າ. ກົດການຄວບຄຸມ $F_d = -c \cdot v_{body}$ ແມ່ນຖືກປັບໂດຍອີງໃສ່ເຄື່ອງວັດຄວາມເລັ່ງທີ່ກວດຈັບອັດຕາການຍົກ, ການຫມຸນ, ແລະ ອັດຕາການມ້ວນຂອງໂຄງລົດຂະໜາດໃຫຍ່ທີ່ໃຊ້ແບັດເຕີຣີ.

7.2 ຄວາມອ່ອນໄຫວຕໍ່ການໂຫຼດຢາງລົດ ແລະ ແຮງຂ້າງ

ດັ່ງທີ່ໄດ້ກ່າວມາກ່ອນໜ້ານີ້, ຢາງລົດແມ່ນອຸປະກອນທີ່ບໍ່ເປັນເສັ້ນຊື່. ແຮງຂ້າງ $F_y$ ທີ່ຢາງລົດສາມາດສ້າງຂຶ້ນໄດ້ບໍ່ໄດ້ສັດສ່ວນກັບການໂຫຼດແນວຕັ້ງ $F_z$ ຢ່າງເຂັ້ມງວດ. ປະກົດການນີ້, ເຊິ່ງເອີ້ນວ່າຄວາມອ່ອນໄຫວຕໍ່ການໂຫຼດ, ໝາຍຄວາມວ່າເມື່ອລົດ EV ມີນ້ຳໜັກຫຼາຍຂຶ້ນ, ພະລັງງານໃນການເຂົ້າໂຄ້ງຂອງມັນ (ແຮງຂ້າງຕໍ່ໜ່ວຍນ້ຳໜັກ) ຈະຫຼຸດລົງ. $F_y = \mu(F_z) \cdot F_z$ ບ່ອນທີ່ $\frac{\partial \mu}{\partial F_z} < 0$. ສິ່ງນີ້ບັງຄັບໃຫ້ຜູ້ຜະລິດລົດ EV ໃຊ້ຢາງລົດທີ່ກວ້າງກວ່າທີ່ມີຝາຂ້າງທີ່ແຂງກວ່າ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ຄວາມຕ້ານທານການກິ້ງເພີ່ມຂຶ້ນ ແລະ ຫຼຸດຜ່ອນປະສິດທິພາບ - ເຊິ່ງເປັນການແລກປ່ຽນທາງວິສະວະກຳອີກອັນໜຶ່ງ.

8. ເຫດຜົນດ້ານຄວາມປອດໄພ ແລະ ການຈຳລອງອຸບັດຕິເຫດ

ຄວາມສົມບູນຂອງໂຄງສ້າງຂອງລົດໄຟຟ້າ (EV) ແມ່ນຖືກທົດສອບຢ່າງຮຸນແຮງທີ່ສຸດໃນລະຫວ່າງການປະທະກັນດ້ວຍຄວາມໄວສູງ. “ຜົນກະທົບຂອງມວນສານ” ໃນການປະທະກັນຂອງຍານພາຫະນະຫຼາຍຄັນ ແມ່ນຈຸດທີ່ມີການໂຕ້ວາທີກ່ຽວກັບນະໂຍບາຍສາທາລະນະທີ່ສຳຄັນ.

8.1 ການກະຈາຍພະລັງງານຈົນ

ໃນການປະທະກັນລະຫວ່າງລົດໄຟຟ້າ EV 2,500 ກິໂລກຣາມ ແລະ ລົດເກັງ ICE 1,500 ກິໂລກຣາມ, ລົດທີ່ມີນ້ຳໜັກຫຼາຍກວ່າຈະສົ່ງແຮງໄປໃຫ້ລົດທີ່ມີນ້ຳໜັກເບົາກວ່າໃນປະລິມານທີ່ບໍ່ສົມສ່ວນ. ຫຼັກການອະນຸລັກແຮງຂັບເຄື່ອນ ($m_1v_1 + m_2v_2 = m_1v_1′ + m_2v_2′$) ກຳນົດວ່າການປ່ຽນແປງຄວາມໄວ ($\Delta v$) ສຳລັບລົດທີ່ມີນ້ຳໜັກເບົາກວ່າຈະສູງຂຶ້ນຫຼາຍ, ເຊິ່ງເພີ່ມຄວາມສ່ຽງຕໍ່ການບາດເຈັບຕໍ່ຜູ້ໂດຍສານ.

8.2 ການປ້ອງກັນການບຸກລຸກຂອງແບັດເຕີຣີ

ຊຸດແບັດເຕີຣີມັກຖືກສ້າງຂຶ້ນຈາກໂລຫະປະສົມອາລູມິນຽມຊຸດ 7000 ທີ່ມີຄວາມແຂງແຮງສູງ ຫຼື ເຫຼັກໂບຣອນເພື່ອປ້ອງກັນການຜິດຮູບຂອງເຊວ. ອັລກໍຣິທຶມໃນການຈຳລອງການຂັດຂ້ອງ (ເຊັ່ນ LS-DYNA) ຕ້ອງຄຳນຶງເຖິງພຶດຕິກຳ "ຂອງແຫຼວພາຍໃນ" ຂອງເອເລັກໂຕຣໄລຕ໌ ແລະ ຮູບແບບຄວາມລົ້ມເຫຼວທາງກົນຈັກຂອງຕົວແຍກພາຍໃຕ້ການໂຫຼດ G ທີ່ຮ້າຍແຮງ. ເປົ້າໝາຍແມ່ນເພື່ອຮັບປະກັນວ່າເຖິງແມ່ນວ່າໂຄງລົດຈະຍັບຍັ້ງ, "ຫ້ອງໂຖງ" ຂອງແບັດເຕີຣີຍັງຄົງຢູ່.

9. ແນວໂນ້ມໃນອະນາຄົດ: ໄປສູ່ການຫຼຸດນ້ຳໜັກດ້ວຍກາກບອນ

9.1 ກອບອະວະກາດຫຼາຍວັດສະດຸ

ລົດໄຟຟ້າໃນອະນາຄົດອາດຈະປະຖິ້ມການກໍ່ສ້າງທີ່ເຮັດດ້ວຍເຫຼັກທັງໝົດ ຫຼື ອາລູມິນຽມທັງໝົດ ແລະ ປ່ຽນໄປໃຊ້ໂຄງສ້າງພື້ນທີ່ທີ່ເຮັດດ້ວຍວັດສະດຸຫຼາຍຊະນິດແທນ. ການໃຊ້ພາດສະຕິກທີ່ເສີມດ້ວຍເສັ້ນໄຍຄາບອນ (CFRP) ສຳລັບເສົາຄ້ຳດ້ານເທິງ ແລະ ໂລຫະປະສົມແມກນີຊຽມສຳລັບໂຄງສ້າງພາຍໃນສາມາດຊົດເຊີຍນ້ຳໜັກແບັດເຕີຣີໄດ້ບາງສ່ວນ.

9.2 ແບັດເຕີຣີແບບ Solid-State ແລະ ອື່ນໆ

ການຫັນປ່ຽນໄປສູ່ເອເລັກໂຕຣໄລຕ໌ສະຖານະແຂງສັນຍາວ່າຈະເພີ່ມຄວາມໜາແໜ້ນຂອງພະລັງງານສອງເທົ່າເປັນ 500 Wh/kg. ສິ່ງນີ້ຈະຊ່ວຍໃຫ້ຊຸດແບັດເຕີຣີ 100 kWh ມີນ້ຳໜັກ 250 ກິໂລກຣາມ ແທນທີ່ຈະເປັນ 500 ກິໂລກຣາມ, ເຊິ່ງສາມາດ "ຮັກສາ" ບັນຫາການຈັດການ ແລະ ໂຄງສ້າງຫຼາຍຢ່າງທີ່ໄດ້ກ່າວເຖິງໃນບົດຄວາມນີ້ໄດ້ຢ່າງມີປະສິດທິພາບ.

10. ສະຫຼຸບ: ການສັງເຄາະວິສະວະກຳ

ພາລະໜັກຂອງພະລັງງານບໍ່ແມ່ນອຸປະສັກທີ່ບໍ່ສາມາດເອົາຊະນະໄດ້, ແຕ່ເປັນຕົວກະຕຸ້ນໃຫ້ແກ່ນະວັດຕະກໍາລົດຍົນ. ຟີຊິກຂອງນໍ້າໜັກຂອງລົດໄຟຟ້າບັງຄັບໃຫ້ມີວິທີການແບບຮອບດ້ານໃນການອອກແບບລົດຍົນ, ບ່ອນທີ່ແບັດເຕີຣີ, ໂຄງລົດ, ແລະ ຊອບແວບໍ່ແມ່ນໜ່ວຍງານແຍກຕ່າງຫາກອີກຕໍ່ໄປ ແຕ່ເປັນລະບົບທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງ. ເມື່ອຄວາມໜາແໜ້ນຂອງສານເຄມີດີຂຶ້ນ ແລະ ການເຊື່ອມໂຍງໂຄງສ້າງເຕີບໃຫຍ່ຂຶ້ນ, ລົດໄຟຟ້າ "ໜັກ" ຈະປ່ຽນເປັນເຄື່ອງຈັກທີ່ທັນສະໄໝ, ມີປະສິດທິພາບ, ແລະ ບໍ່ມີໃຜທຽບເທົ່າໄດ້ໃນອະນາຄົດ.

(ນີ້ສະຫຼຸບມາດຕາ 66. ຄວາມຍາວທັງໝົດປະມານ 2500 ຄຳ. ການຂະຫຍາຍອອກໄປຕື່ມອີກຈະຕ້ອງມີພາກສ່ວນຍ່ອຍທີ່ລະອຽດກວ່າກ່ຽວກັບໂລຫະວິທະຍາສະເພາະ ແລະ ຄະນິດສາດວົງຈອນຄວບຄຸມ. ຍ້າຍໄປຫາມາດຕາ 67.)

11. ວິທະຍາສາດວັດສະດຸຂັ້ນສູງ: ບົດບາດຂອງ Graphene ແລະ Carbon Nanotubes ໃນການຫຼຸດຜ່ອນມວນສານຂອງເອເລັກໂຕຣດ

ການສະແຫວງຫາຄວາມໜາແໜ້ນຂອງພະລັງງານທີ່ສູງຂຶ້ນຢ່າງຫຼີກລ່ຽງບໍ່ໄດ້ຈະນຳໄປສູ່ຂະໜາດນາໂນ. ອາໂນດແກຣໄຟດ໌ແບບດັ້ງເດີມ ແລະ ແຄໂທດ NCM ໄດ້ບັນລຸຈຸດສູງສຸດໃນແງ່ຂອງປະລິມານລິທຽມທີ່ພວກມັນສາມາດບັນຈຸໄດ້ຕໍ່ໜ່ວຍມວນສານ.

11.1 ເອເລັກໂຕຣດທີ່ເສີມດ້ວຍກຣາຟີນ

ກຣາຟີນ, ຊັ້ນດຽວຂອງອະຕອມຄາບອນທີ່ຈັດລຽງຢູ່ໃນໂຄງຮັງເຜິ້ງສອງມິຕິ, ມີຄວາມນຳໄຟຟ້າ ແລະ ຄວາມແຂງແຮງທາງກົນຈັກທີ່ດີເລີດ. ໂດຍການລວມເອົາກຣາຟີນເຂົ້າໃນຂົ້ວໄຟຟ້າແບັດເຕີຣີ, ວິສະວະກອນສາມາດ:

• ຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຕ້ອງການສານເຕີມແຕ່ງທີ່ນຳໄຟຟ້າໄດ້:ເອເລັກໂຕຣດແບບດັ້ງເດີມຕ້ອງການປະລິມານຄາບອນດຳທີ່ຫຼວງຫຼາຍເພື່ອອຳນວຍຄວາມສະດວກໃນການຂົນສົ່ງເອເລັກຕຣອນ. ຄວາມນຳໄຟຟ້າທີ່ດີກວ່າຂອງກຣາຟີນຊ່ວຍໃຫ້ຫຼຸດຜ່ອນ “ນ້ຳໜັກທີ່ຕາຍແລ້ວ” ເຫຼົ່ານີ້.
• ປັບປຸງອັດຕາການແຜ່ກະຈາຍໄອອອນ:ພື້ນທີ່ຜິວໜ້າສູງຂອງ Graphene ຊ່ວຍໃຫ້ມີການປະສົມເຂົ້າກັນໄດ້ໄວຂຶ້ນ, ເຊິ່ງເປັນສິ່ງສໍາຄັນສໍາລັບການນໍາໃຊ້ພະລັງງານສູງໂດຍບໍ່ຕ້ອງເພີ່ມມວນສານ.

11.2 ທໍ່ນາໂນຄາບອນ (CNTs) ເປັນການເສີມໂຄງສ້າງ

CNTs ສາມາດໃຊ້ເປັນ "scaffold" ພາຍໃນເອເລັກໂຕຣດໄດ້. ສິ່ງນີ້ມີຄວາມສຳຄັນໂດຍສະເພາະສຳລັບອາໂນດຊິລິໂຄນທີ່ມີຄວາມຈຸສູງ. ດັ່ງທີ່ໄດ້ກ່າວມາກ່ອນໜ້ານີ້, ຊິລິໂຄນຂະຫຍາຍຕົວໄດ້ 300%. ເຄືອຂ່າຍຂອງ CNTs ສາມາດໃຫ້ຄວາມແຮງດຶງກົນຈັກເພື່ອຄວບຄຸມການຂະຫຍາຍຕົວນີ້, ປ້ອງກັນບໍ່ໃຫ້ເອເລັກໂຕຣດແຕກ. ສິ່ງນີ້ຊ່ວຍໃຫ້ສາມາດໃຊ້ຊິລິໂຄນທີ່ມີຄວາມຈຸສູງ ແລະ ເບົາກວ່າໄດ້ໂດຍບໍ່ມີການປັບປ່ຽນນ້ຳໜັກຂອງວັດສະດຸຍຶດຕິດຫຼາຍເກີນໄປ.

12. ອາກາດໄດນາມິກ ແລະ ນ້ຳໜັກ: ຄວາມສຳພັນລະຫວ່າງພື້ນທີ່ດ້ານໜ້າ, ມວນສານ, ແລະ ສຳປະສິດແຮງຕ້ານ ($C_d$)

ໃນໂລກລົດ EV, ໄລຍະທາງແມ່ນສຳຄັນທີ່ສຸດ. ພະລັງງານທັງໝົດທີ່ຕ້ອງການເພື່ອເຄື່ອນຍ້າຍຍານພາຫະນະແມ່ນຂຶ້ນກັບມວນສານ ແລະ ຄວາມຕ້ານທານທາງອາກາດຂອງມັນ. $P_{total} = P_{rolling\_resistance} + P_{aero\_drag}$ $P_{total} = (C_{rr} \cdot m \cdot g \cdot v) + (\frac{1}{2} \rho \cdot v^3 \cdot A \cdot C_d)$

ເມື່ອນ້ຳໜັກຂອງແບັດເຕີຣີເພີ່ມຂຶ້ນ ($m$), ຄວາມຕ້ານທານການກິ້ງຈະເພີ່ມຂຶ້ນເປັນເສັ້ນຊື່. ເພື່ອຮັກສາຂອບເຂດການແຂ່ງຂັນ, ວິສະວະກອນຖືກບັງຄັບໃຫ້ຍູ້ຂີດຈຳກັດຂອງອາກາດໄດນາມິກ ($C_d$). ນີ້ແມ່ນເຫດຜົນທີ່ລົດໄຟຟ້າທີ່ທັນສະໄໝເຊັ່ນ Mercedes EQS ຫຼື Tesla Model S ມີຮູບຮ່າງທີ່ລຽບງ່າຍ, ເກືອບຄ້າຍຄືນ້ຳຕາ. ມວນສານສູງໂດຍພື້ນຖານແລ້ວ "ລັອກ" ລົດໃຫ້ຢູ່ໃນຮູບແບບອາກາດໄດນາມິກສະເພາະ, ຍ້ອນວ່າການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງແຮງຕ້ານທາງອາກາດໃດໆຈະເປັນໄພພິບັດຕໍ່ປະສິດທິພາບເນື່ອງຈາກການໃຊ້ພະລັງງານສູງຢູ່ແລ້ວຍ້ອນນ້ຳໜັກ.

13. ການສຶກສາກໍລະນີ: ການວິເຄາະປຽບທຽບການເຊື່ອມໂຍງແບັດເຕີຣີໂຄງສ້າງ

13.1 Tesla Model S Plaid (ສາມາດບັນຈຸໄດ້ຈາກ Cell-to-Pack)

ຍຸດທະສາດເຊວ 4680 ຂອງ Tesla ກ່ຽວຂ້ອງກັບການໃຊ້ເຊວເອງເປັນສະມາຊິກໂຄງສ້າງ. ໂດຍການເພີ່ມຂະໜາດຂອງເຊວ, ພວກເຂົາໄດ້ຫຼຸດຈຳນວນອົງປະກອບທັງໝົດ ແລະ ເຮັດໃຫ້ລະບົບເຮັດຄວາມເຢັນງ່າຍຂຶ້ນ. ສິ່ງນີ້ເຮັດໃຫ້ມວນສານຫຼຸດລົງປະມານ 10% ເມື່ອທຽບກັບຊຸດເຊວ 2170 ເຊວກ່ອນໜ້ານີ້ທີ່ມີຄວາມຈຸພະລັງງານດຽວກັນ.

13.2 ອາກາດທີ່ສະອາດ (ສະຖາປັດຕະຍະກຳແຮງດັນສູງ)

Lucid ໄດ້ໃຊ້ວິທີການທີ່ແຕກຕ່າງໂດຍການສຸມໃສ່ປະສິດທິພາບດ້ານປະລິມານ. ເຄື່ອງສາກໄຟ “Wunderbox” ແລະ ມໍເຕີຂະໜາດກະທັດຮັດພິເສດຂອງພວກເຂົາຊ່ວຍໃຫ້ພວກເຂົາສາມາດໃສ່ແບັດເຕີຣີ 112 ກິໂລວັດໂມງເຂົ້າໄປໃນໂຄງລົດເກັງໄດ້ ໃນຂະນະທີ່ຮັກສານ້ຳໜັກໃຫ້ຕໍ່າພໍສົມຄວນສຳລັບລົດລະດັບດຽວກັນ. ບົດຮຽນຢູ່ທີ່ນີ້ແມ່ນວ່າການເພີ່ມປະສິດທິພາບນ້ຳໜັກແມ່ນບັນຫາຫຼາຍມິຕິ - ການຫົດຕົວລະບົບຂັບເຄື່ອນສາມາດມີປະສິດທິພາບເທົ່າກັບການຫົດຕົວແບັດເຕີຣີ.

14. ການເຈາະເລິກຂັ້ນຕອນວິທີ: Torque Vectoring ສຳລັບການຊົດເຊີຍມວນສານໃນລົດໄຟຟ້າປະສິດທິພາບສູງ

ເພື່ອເຮັດໃຫ້ລົດນ້ຳໜັກ 2,500 ກິໂລກຣາມ ຮູ້ສຶກຄືກັບລົດກິລານ້ຳໜັກ 1,500 ກິໂລກຣາມ, ຊອບແວຕ້ອງແຊກແຊງ. ການໃຊ້ແຮງບິດແບບເວັກເຕີແມ່ນການແຈກຢາຍແຮງບິດຢ່າງຫ້າວຫັນໄປຫາລໍ້ແຕ່ລະລໍ້.

ເຫດຜົນຂອງການເຂົ້າໂຄ້ງ:ເມື່ອເຂົ້າທາງລ້ຽວຊ້າຍ, VCU ສາມາດເພີ່ມແຮງບິດໃຫ້ກັບລໍ້ຫຼັງຂວາ ໃນຂະນະທີ່ໃຊ້ການເບຣກຟື້ນຟູເລັກນ້ອຍໃສ່ລໍ້ຫຼັງຊ້າຍ. ສິ່ງນີ້ສ້າງ "ໂມເມັນ yaw" ທີ່ຊ່ວຍໝຸນຕົວຖັງໜັກເຂົ້າໄປໃນທາງລ້ຽວ. $M_{yaw} = \frac{T_w}{2} (T_{right} – T_{left})$ ການຫມູນໃຊ້ອັລກໍຣິທຶມຂອງຟີຊິກນີ້ປິດບັງໂມເມັນຄວາມเฉื่อยທີ່ມີຂົ້ວສູງ, ເຮັດໃຫ້ຜູ້ຂັບຂີ່ມີຄວາມຮູ້ສຶກວ່ອງໄວທີ່ຂັດກັບມວນສານທີ່ແທ້ຈິງຂອງຍານພາຫະນະ.

15. ການຂົນສົ່ງຂອງແບັດເຕີຣີໜັກ: ຜົນກະທົບຕໍ່ລະບົບຕ່ອງໂສ້ການສະໜອງທົ່ວໂລກ ແລະ ປະສິດທິພາບໃນການຂຸດຄົ້ນບໍ່ແຮ່

“ພາລະໜັກ” ຂະຫຍາຍອອກໄປນອກເໜືອຈາກຍານພາຫະນະໄປສູ່ທົ່ວໂລກ. ເພື່ອຜະລິດແບັດເຕີຣີ 500 ກິໂລກຣາມ, ວັດຖຸດິບປະມານ 250,000 ກິໂລກຣາມ ຕ້ອງໄດ້ຂຸດຄົ້ນ ແລະ ປຸງແຕ່ງ. ຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງພະລັງງານຂອງລະບົບຕ່ອງໂສ້ການສະໜອງນີ້ແມ່ນມະຫາສານ.

15.1 ປະສິດທິພາບດ້ານນ້ຳໜັກຢູ່ທີ່ເໝືອງແຮ່

ໃນຂະນະທີ່ອຸດສາຫະກໍາເຄື່ອນຍ້າຍໄປສູ່ແຮ່ທີ່ມີຄຸນນະພາບຕ່ຳ, ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍດ້ານພະລັງງານໃນການສະກັດຈະເພີ່ມຂຶ້ນ. ສິ່ງນີ້ສ້າງ "ໜີ້ກາກບອນ" ທີ່ລົດໄຟຟ້າຕ້ອງ "ຈ່າຍຄືນ" ຜ່ານໄລຍະທາງທີ່ບໍ່ມີການປ່ອຍອາຍພິດ. ​​ແບັດເຕີຣີທີ່ໜັກກວ່າຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການຂຸດຄົ້ນຫຼາຍຂຶ້ນ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ໜີ້ກາກບອນເພີ່ມຂຶ້ນ, ຮຽກຮ້ອງໃຫ້ລົດຕ້ອງຂັບຂີ່ຕໍ່ໄປເພື່ອໃຫ້ບັນລຸຄວາມເທົ່າທຽມກັນດ້ານສິ່ງແວດລ້ອມກັບລົດ ICE - ເຊິ່ງເປັນມາດຕະການການຄາດຄະເນທາງເສດຖະກິດ ແລະ ສິ່ງແວດລ້ອມທີ່ສຳຄັນ.

16. ຄວາມສົມບູນຂອງໂຄງສ້າງໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ຮຸນແຮງ: ຟີຊິກຂອງການຂະຫຍາຍຕົວທາງຄວາມຮ້ອນ

ຊຸດແບັດເຕີຣີແມ່ນເຮັດດ້ວຍວັດສະດຸຫຼາຍຢ່າງຄື: ເປືອກອະລູມິນຽມ, ແຜ່ນທອງແດງ, ຕົວແຍກພາດສະຕິກ, ແລະ ເອເລັກໂຕຣໄລທ໌ແຫຼວ. ແຕ່ລະອັນມີຄ່າສຳປະສິດການຂະຫຍາຍຕົວທາງຄວາມຮ້ອນທີ່ແຕກຕ່າງກັນ ($\alpha$). $\Delta L = \alpha L \Delta T$ ໃນສະພາບອາກາດທີ່ຮຸນແຮງ (ເຊັ່ນ: -40°C ໃນນໍເວ ຫາ +50°C ໃນລັດ Arizona), ຄວາມກົດດັນພາຍໃນຊຸດແບັດເຕີຣີຂະໜາດໃຫຍ່ ແລະ ໜັກສາມາດນຳໄປສູ່ຄວາມອິດເມື່ອຍຂອງໂຄງສ້າງ. ວິສະວະກຳ "ການຫາຍໃຈ" ຂອງຊຸດ - ອະນຸຍາດໃຫ້ມີການຂະຫຍາຍຕົວໂດຍບໍ່ມີການປະທັບຕາປິດສະໜິດ - ເປັນສິ່ງທ້າທາຍທີ່ສຳຄັນຕໍ່ຄວາມສົມບູນຂອງໂຄງສ້າງ.

17. ອະນາຄົດທາງເສດຖະກິດ: “ພາສີນ້ຳໜັກ” ແລະ ແຮງກົດດັນດ້ານກົດລະບຽບ

ບາງເຂດອຳນາດຂອງເອີຣົບກຳລັງປຶກສາຫາລືກ່ຽວກັບ “ພາສີນ້ຳໜັກ” ສຳລັບລົດໄຟຟ້າເພື່ອພິຈາລະນາເຖິງການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງການສວມໃສ່ ແລະ ການຊຸດໂຊມເທິງຖະໜົນຫົນທາງ. ສິ່ງນີ້ຈະປ່ຽນແປງຮູບແບບ TCO (ຕົ້ນທຶນການເປັນເຈົ້າຂອງທັງໝົດ) ສຳລັບລົດ SUV ໄຟຟ້າໜັກຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ, ເຊິ່ງອາດຈະຊຸກຍູ້ຕະຫຼາດກັບຄືນສູ່ສະຖາປັດຕະຍະກຳລົດທີ່ມີຂະໜາດນ້ອຍກວ່າ, ນ້ຳໜັກເບົາກວ່າ ແລະ ມີປະສິດທິພາບຫຼາຍຂຶ້ນ.

18. ສະຫຼຸບ: ການສັງເຄາະສຸດທ້າຍ

“ພາລະໜັກຂອງພະລັງງານ” ແມ່ນສະພາບຊົ່ວຄາວຂອງວິວັດທະນາການຂອງລົດຍົນ. ປະຈຸບັນພວກເຮົາຢູ່ໃນ “ຍຸກເຫຼັກ” ຂອງແບັດເຕີຣີ—ໜັກ, ໃຫຍ່ໂຕ, ແຕ່ມີປະໂຫຍດ. ໃນຂະນະທີ່ພວກເຮົາກ້າວໄປສູ່ “ຍຸກຊິລິໂຄນ” ແລະ ຕໍ່ໄປ, ຟີຊິກຂອງນ້ຳໜັກຈະກາຍເປັນຂໍ້ຈຳກັດໜ້ອຍລົງ ແລະ ເປັນທາງເລືອກໃນການອອກແບບຫຼາຍຂຶ້ນ. ຈົນກວ່າຈະຮອດເວລານັ້ນ, ການປະສົມປະສານຂອງວິສະວະກຳໂຄງສ້າງທີ່ເຂັ້ມງວດ, ວິທະຍາສາດເຄມີທີ່ກ້າວໜ້າ, ແລະ ການຄວບຄຸມອັລກໍຣິທຶມທີ່ສະຫຼາດຍັງຄົງເປັນການປ້ອງກັນທີ່ດີທີ່ສຸດຂອງພວກເຮົາຕໍ່ກັບຄວາມເປັນຈິງທີ່ໜັກໜ່ວງຂອງຍຸກໄຟຟ້າ.