سيارة MIT الكهربائية قد تنافس طرازات الغاز على الأداء

داخل مرآب عادي في الحرم الجامعي لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، يعمل رادوجو جوجانا وفريقه من زملائه الطلاب على مشروع يمكن أن ينافس ما يفعله كبار مصنعي السيارات.

هدف الفريق هو بناء سيارة كهربائية بالكامل مع قدرات أداء مماثلة من نظيراتها التي تعمل بالبنزين فقط ، والتي تشتمل على سرعة قصوى تبلغ حوالي 161 كم في الساعة ، وسعة سيارات سيدان عائلية ، ونطاق يبلغ حوالي 320 كيلومتر ، والقدرة على إعادة الشحن خلال حوالي 10 دقائق. يأملون في إكمال المشروع ، الذي يقومون بالتأشير عليه في مدونتهم ، بحلول الربع الثالث من عام 2010.

كل عضو في فريق السيارات الكهربائية التابع لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا يعمل ما يقرب من 100 ساعة في الأسبوع على المشروع الذي يطلقونه على "إي elيين". وقالت جوجوانا في مقابلة "الان الشيء الذي يميزنا هو اننا نستكشف اعادة الشحن السريع." وقال إن العديد من السيارات الكهربائية في الوقت الحالي تستغرق ما بين ساعتين إلى 12 ساعة لإعادة الشحن ولا يعرف أي مركبات يتم إعادة شحنها تجارياً بسرعة.

لهذا المشروع الذي يعتمد على جسم سيارة ميركوري ميلان الهجين 2010 ويخطط الفريق لاستخدام بطاريات خلايا الحديد-فوسفات الليثيوم من A123Systems "لأن لديهم مقاومة داخلية منخفضة للغاية كما أنهم كانوا في السوق لمدة ثلاث سنوات تقريبا" ، قال جوجانا. وأضافت المواد الصحفية للفريق أن "الكيمياء الكهربائية [للبطاريات] أقل تقلبًا من أنواع خلايا الليثيوم أيون الأخرى ، مما يجعل هذه البطاريات أمرًا مرغوبًا في التطبيقات التي تكون فيها سلامة التصادم ذات أولوية قصوى".

محرك السيارة هو محرك تحريض AC ثلاثي الطور مبرد بالزيت من SatCon يزن 138 كيلوغرام بما في ذلك جهاز التحكم الخاص به. تم تصميمها في الأصل لاستخدامها في حافلة كهربائية 15000 كجم. لذلك عندما يتم تثبيته في السيارة التي يبلغ وزنها 2000 كيلوغرام ، يجب أن يسمح لها بالانتقال من صفر إلى 60 في أقل من تسع ثوانٍ وتحقيق سرعة قصوى تبلغ 100 ميل في الساعة عند 12000 لفة في الدقيقة.

من أجل تشغيل 250 حصانًا في السيارة ، 187 كيلووات محرك كهربائي ويعطيه أداء مماثل لمحرك البنزين ، يحتاج الفريق لسلك حزمة البطارية التي تضم 7،905 من الخلايا A123. لإعادة شحن تلك البطاريات بسرعة ، ستحتاج إلى 350 كيلو وات. وقالت جوجوانا: "هذه طاقة كافية لتفجير المصاهر في 20 منزلاً سكنياً في آن واحد … لذلك سنقوم بالربط مباشرة مع محطة توليد الطاقة التابعة لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا للحصول على هذا النوع من القوة".

من الواضح أنه لن يكون بإمكان كل مالك منزل الوصول إلى محطة توليد الكهرباء لشحن سيارتهم ، لكن غوغوانا قال أنه يمكن شحن السيارة خلال الليل باستخدام منفذ قياسي. وهو يأمل في أنه بمجرد أن يتم إنشاء السيارات الكهربائية والمزيد من محطات الشحن ، سيكون الأمر "سهلا مثل ملء خزان الوقود الخاص بك".

قال إنه يشبه "سيناريو الدجاج أو البيضة" وتساءل عما إذا كانت البنية التحتية للشحن أو يجب أن يتم بناء سيارة التغذية السريعة أولاً. وقال: "نشعر الآن أنه من الأسهل بناء سيارة يمكنها القيام بذلك بدلاً من إنشاء بنية تحتية".

يعمل بعض الشركات على بناء محطات شحن وطنية. أحد هذه التقنيات هو Coulomb Technologies ، التي لديها حوالي 40 محطة شحن ChargePoint عبر الولايات المتحدة. يمكن لشارة CT1000 ChargePoint إخراج 1.4 كيلووات ، أو 120 فولت عند 12 أمبير ، وهو ما لن يكفي لإعادة شحن سيارة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا بسرعة. في الواقع ، من أجل شحن سيارة MIT في حوالي 10 دقائق ، يحتاج الفريق إلى 356 فولت عند 1000 أمبير.

هذه ليست المرة الأولى التي يعمل فيها الفريق على سيارة كهربائية ، رغم ذلك. في عام 2006 ، وهو العام الذي بدأ فيه الفريق ، قاموا بتعديل سيارة بورش 914 عام 1976 لتشغيل طاقة البطارية. وكانت النتيجة النهائية هي سيارة يمكن أن تسافر مسافة 161 كلم قبل أن تحتاج إلى شحن لمدة 8 ساعات على متن 220 فولط. تحتوي حزمة البطارية على 18 وحدة من بطاريات الليثيوم والمغنيسيوم - فوسفات الحديد مرتبة في سلسلة لجهد حزمة اسمي يبلغ 230.4 فولت وسعة 100 أمبير في الساعة. تستخدم بورشه محرك تحريض AC ثلاثي الطور من Azure Dynamics ، مع قوة ذروة تبلغ 74 حصان وسرعة قصوى تبلغ حوالي 161 كم / الساعة عند 12000 دورة في الدقيقة. يمكن أن تنتقل من صفر إلى 60 ميل في الساعة في 20 ثانية.

واحد من أكبر الاختلافات بين بورشه والمشروع الحالي هو القدرة على الشحن الكامل في حوالي 10 دقائق. يستخدم الفريق أيضًا المشروع الحالي لإجراء بحث حول تأثير إعادة الشحن السريع على البطاريات. وقالت جوجوانا: "إعادة الشحن السريع أصعب قليلاً على البطاريات ، لكن هذه الخلايا تم شحنها خلال خمس دقائق ، لذا فنحن لا نتعرض لها بشدة".

وضع غوغانا تكلفة المشروع ، باستثناء العمل عند حوالي 200،000 دولار ، لكن الكثير من المواد تم التبرع بها ولم يتم دفع أموال فريق السيارات الكهربائية. وتبلغ قيمة البطاريات وحدها حوالي 80 ألف دولار ، لكن غوغانا قالت إنه مع إنتاج المزيد من البطاريات والسيارات ، يجب خفض التكلفة إلى أسفل.

أثناء تثبيت مجموعة بطارية 7،905 هو الهدف النهائي للفريق ، يخططون لاختبار السيارة مع مجموعة بطاريات أصغر بحلول منتصف أغسطس. وبمجرد الانتهاء من هذه الاختبارات ، يأملون في إنهاء السيارة ، والتي تشمل تركيب مجموعة أكبر ووضع اللمسات الأخيرة على نظام إعادة الشحن السريع.

(جوستين مايسنسر في بوسطن ساهم في هذا التقرير.)