Зарядка электромобилей и другие важные истории о транспорте

IEEE-спектр‘s транспорт в этом году освещались прорывы в электромобили, батарейкизарядка, автоматизацияавиация, морские технологии и многое другое. Читатели следили за стремлением восстановить производство магнитов в США, переосмыслить архитектуру зарядки электромобилей и заново изобрести автомобильное программное обеспечение. Они отслеживали Китай спринт к пятиминутной зарядке, появлению мощных домашних зарядных устройств и стремлению к автоматизации аэропорты. В наших самых читаемых статьях также рассказывалось о навигации следующего поколения. безуглеродное судовое топливо, электросуда рекордных размерови первые дорожные испытания твердотельные батареи. Продолжайте читать наш обзор транспортных историй, опубликованных в 2025 году и которые читатели сочли наиболее интересными.

Деловой провод

самый посещаемый транспортный пост года сосредоточился на усилиях Соединенных Штатов по восстановлению внутренних поставок магниты неодим-железо-бор (NdFeB)— критические компоненты для электромобили, ветряные турбины, ОВК системы и многие военные системы. МП Материалы начала пробное производство на своем новом заводе в Техасе с планами увеличить производительность до 1000–3000 тонн в год, а такие компании-поставщики, как Дженерал Моторс. Другие американские проекты от Электронный VAC Магниты, Новеон, США Редкоземельныеи Квадрант также возникают.

Но эти усилия затмеваются действиями Китая. редкоземельные элементы промышленность: Китай составляет от 85 до 90 процентов магнитов NdFeB и 97 процентов основного редкоземельные металлыПри этом отдельные китайские фирмы производят десятки тысяч тонн — гораздо больше, чем все некитайские заводы вместе взятые. Китай также имеет огромные неиспользуемые мощности по переработке и производству нефти, что позволяет поддерживать низкие мировые цены.

Уникальная стратегия MP Materials «от рудника до магнита» может обеспечить разведку и устойчивость цепочки поставок, но конкурировать с субсидиями и масштабами Китая будет чрезвычайно сложно. США Министерство обороны могут платить больше за магниты «дружественной нации», но одержимые экономией автопроизводители, такие как ГМ может сопротивляться повышению внутренних цен.

Джим Уэст/REA/Redux

Сильная общественная сеть зарядки электромобилей необходима для массового внедрения электромобилей, особенно для водителей, которые не могут надежно заряжать электромобили дома. Однако сегодняшние станции быстрой зарядки дороги и сложны во многом из-за одной особенности: гальваническая развязка— барьер безопасности на основе трансформатора, защищающий от поражение электрическим током при выходе из строя заземления. На это изолирующее оборудование приходится примерно 60 процентов стоимости силовой электроники зарядного устройства и около половины потерь мощности, что делает создание и обслуживание быстрых зарядных устройств дорогостоящими. Авторы статьи — ветераны Двигатель переменного токачьи ранние технологии повлияли на Тесла Родстер—утверждают, что гальваническая развязка больше не нужна.

Авторы предлагают новый подход, который они называют прямым преобразованием мощности (DPC): полностью устранить изолирующую связь и заменить ее: (1) системой двойного заземления с обнаружением непрерывности заземления для предотвращения опасности поражения электрическим током и (2) понижающим стабилизатором для устранения несоответствия напряжения между сетью и аккумулятором электромобиля. Удаление изоляции упростило бы зарядные устройства с четырех ступеней преобразования энергии до одной (плюс понижающий стабилизатор, если необходимо). Это может сократить затраты на зарядное оборудование более чем вдвое, повысить эффективность на 2–3 процента, создать гораздо более дешевые станции быстрой зарядки, позволить бортовым зарядным устройствам для электромобилей стать достаточно мощными для Уровень 3 зарядкии ускорить расширение инфраструктуры общественной зарядки. Авторы утверждают, что упрощение зарядных устройств — и отказ от старых представлений о гальванической развязке — это самый быстрый путь к доступной и надежной сети зарядки электромобилей, которая имеет решающее значение для широкого спектра зарядных устройств. принятие электромобилей.

БИД

БИД выпустил мегаваттный класс зарядка электромобилей в Китае, доставка 400 километров дальности за пять минут— утроить мощность (и, следовательно, утроить скорость) лучших сегодняшних установок в США. А Хан Л седан ненадолго достиг 1002 киловатт на новой 1000-вольтовой платформе BYD, в которой используются чипы из карбида кремния с напряжением 1500 В и модернизированные литий-железо-фосфатные батареи, обеспечивающие безопасную и сверхбыструю зарядку. Вертикально интегрированный подход BYD — производство автомобилей, аккумуляторов и зарядных устройств — позволяет компании быстро масштабироваться и удерживать цены на низком уровне. Компания уже установила 500 мегазарядных устройств и планирует установить еще 4000, что выводит Китай далеко вперед, поскольку такие конкуренты, как Хуавей и Зикр Гонка за достижением скорости до 1500 кВт. Китай производит от 85 до 90 процентов магнитов NdFeB и 97 процентов лежащих в его основе редкоземельных металлов, при этом отдельные китайские фирмы производят десятки тысяч тонн — намного больше, чем все некитайские заводы вместе взятые.

ChargePoint

МАККИБИЛЛО