الانتقال إلى المحتوى
DaylitedSimply Awesome

الإلكترونيات

كل شيء يحمل كهرباء ويتحرك

تبدو السيارة والطائرة المسيّرة وطائرة الرفع والقارب والشاحنة خمس مشكلات مختلفة. لكنها في السجلات مسألة واحدة: مقدار الطاقة التي يمكن حملها، وسرعة استعادتها، وما تفعله الحرارة أثناء ذلك.

أخبرنا ما تبنيه

لماذا تهم الأشكال أقل من ما يبدو

حزمة هي حزمة بغض النظر عن مكانها، سواء كانت تحت الأرض، في الجدران، أو في القشرة. الكيمياء الخلية، طريقة تناول الحرارة، التيار الذي يمكن للواجهة التعامل معه، والمعايير التي تحدد تلك الواجهة هي الأربعة الأسئلة نفسها في كل مرة. ما يتغير هو الذي يضرب أولاً.

في السيارة، عادة ما يكون وقت الشحن. في الدرون، هو الكتلة. في الطائرة، هو الاحتياط الذي يجب أن تظله عند الهبوط. في السفينة، هو ما يفعله الماء على التبريد. معرفة أي واحد يتحكم في تصميمك هي معظم الشهر الأول، ويمكن قراءته قبل أن يكون قابلًا للبناء.

الترتيب الذي يضرب فيه هو أيضًا الترتيب الذي يصبح فيه الأغلى. خلية مختارة بشكل سيء هي أمر طلب شراء. مسار حراري مصمم بشكل سيء هو إعادة تصميم. واجهة الشحن الموجهة نحو المعيار الخطأ هو منتج يعمل ولكنه لا يمكن بيعه.

An electric motor seen end on, with the inverter beside it A motor drawn as concentric circles seen from the end. Twelve stator poles stand around the rim and eight rotor magnets sit inside them in violet. A glowing line runs from the motor to a power electronics box on the right with three cooling channels. A measurement line spans the motor diameter. Along the bottom stand the words stator, rotor and inverter. STATOR . ROTOR . INVERTER
Ett elfordon
مواقع الشحن في جراج تحت الأرض. الكابل هو حيث يظهر الحرارة لأول مرة، وهو الجزء الذي لا يتميز به الميزانية.

01. السيارة

تم حل المحرك. الحرارة لا

المغناطيسات الدائمة والمُستشعرات التي تُقودها متطورة، ومستندت، وتوفر من أكثر من مورد. هذا الجزء من السجل هو ثقيل جداً وغالباً ما يكون مُستقرًا.

ما ينتهي به المشاريع هو ما يحدث بين الخلية والهواء: المسار الذي يأخذ منه الحرارة من البطارية، وما إذا كانت الواجهة التي تصممت لها هي التي ستوفرها السوق عند الشحن. كلاهما في السجل، مكتوبًا بواسطة الأشخاص الذين تعلموا بطريقة مكلفة.

A four rotor drone seen from above with its camera line below A drone drawn from above. A body in the middle carries four arms out to four rotors, each shown as a thin violet ellipse that turns. Under the body a camera looks down and a glowing line falls to a point on a help line. A measurement line spans the rotor span. Along the bottom stand the words lift, endurance and payload. LIFT . ENDURANCE . PAYLOAD
En drönare i luften med last
درونز في الهواء. كل جرام يحمله يدفع مرة أخرى في الهيكل والمحرك والبطارية والوقت المستمر.

02. الطائرة المسيّرة

كل جرام يتم دفعه أربعة مرات

إضافة جرام إلى محرك الدوران تدفع في الهيكل، في المحرك الذي يجب أن يرفعه، في الخلية التي يجب أن تغذيه هذا المحرك، وفي الهيكل الذي يجب أن يحمل الخلية الكبيرة. هذا الحلقة هي السبب في تقارب المشاريع الدرون ببطء ثم في وقت واحد.

قراءة الحلقة المركبة قبل أن يتم تقليم أول إطار، وقراءة ما سيطلبه القوانين الجوية عن المحمول الذي تخطط له. كاميرا تحتاج إلى شهادة لم تخطط لها هي أرخص للعثور عليها في وثيقة من محاكاة الطيران.

الحلقة تغلق أسرع من ما يتوقع معظم الفرق. على إطار صغير، يمكن أن تكلف مائة جرام من المحمول إضافة مائة جرام من وزن العودة حتى يلتقط الهيكل.

A lift and cruise aircraft with six rotors seen from the front An aircraft body with a wing to each side, drawn in thin outline. Six lift rotors stand above the wing as violet ellipses on short masts. One glowing arrow points up for lift and one points right for cruise. A measurement line spans the wing. Along the bottom stand the words lift, cruise and transition. LIFT . CRUISE . TRANSITION
En helikopter i luften
طائرات هليكوبتر بدون محرك. الاحتفاظ بجهاز ما في الهواء يستهلك الطاقة كل ثانية تستمر، بغض النظر عن مصدر الطاقة.

03. طائرات الرفع والمروحيات

البقاء مكلفة والركوب مكلفة

محرك الدوران ينفق معظم طاقته في البقاء في الهواء. الجدران تنفق معظم طاقتها في الانتقال إلى مكان ما. كل تصميم لرفع وركوب هو مناقشة عن كم من الوقت تحتاجه للقيام بالرفع قبل أن تكون مسموح لك بالركوب.

الانتقال بينهما هو حيث تكون التأمينات مثيرة ومسار التأكيد أقل منظمًا. نقوم بتتبع كلاهما قبل اختيار التكوين، لأن تغيير التكوين لاحقًا يعني بدء التصميم الجوي من جديد.

An electric aircraft seen from the front with battery bays in the wings An aircraft drawn from the front in thin outline. A propeller turns above the nose and a glowing line runs up into it. Each wing carries eight battery bays marked in violet. A measurement line spans the wingspan. Along the bottom stand the words energy, mass and reserve. ENERGY . MASS . RESERVE
Ett eldrivet flygplan
نموذج Helios على سطح بحيرة خشنة. الجدران التي تبلغ هذه الحجم كانت موجودة لأن حساب الطاقة كان مكتوبًا قبل رسم الهيكل.

04. طائرات كهربائية

الاحتياط هو التصميم

يجب أن يسقط طائرات البطاريات مع الطاقة التي لم تكن لها الحق في استخدامها. هذا الاحتياط مكتوب في القوانين، لا يختفي بسبب النجاح في الطيران، ويكون الرقم الوحيد الذي يقرر ما إذا كانت المسار يغلق أو يفتح.

An electric boat with the pod drive lit under the waterline A boat drawn in thin outline from the side, sitting on a moving blue water line. Under the hull a battery pack with six cells is marked in violet, and a glowing line runs from it back to a pod drive with a propeller. A measurement line spans the hull. Along the bottom stand the words displacement, range and wake. DISPLACEMENT . RANGE . WAKE
En eldriven båt
قارب كهربائي للمسافرين في لاروتش. الماء يبرد الجدران دون أي تكاليف ويأخذ الصوديوم كدفع.

05. الدراجات الكهربائية

الماء هدية ومشكلة

الجسم يجلس في أفضل مكيف لمركبة يمكنه طلبه، وفي البيئة الأكثر تلوثًا يمكن أن يضعها البطارية. الأول يجعل تصميم الحرارة سهلًا. الثاني يحدد مدى مدى استمرار البحارة.

الجسم ذو التقليل يكافئ الكفاءة بطريقة لا تفعلها السيارات على الطرق، لأن تكلفة الطاقة ترتفع بسرعة مع السرعة. البحارة المصممة حول السرعة التي تفعلها هي بحارة مختلفة عن تلك المصممة حول سرعتها الأقصى.

An electric truck charging, with the power curve drawn above A truck with cab and trailer drawn in thin outline from the side. A battery pack with eight cells sits between the axles in violet. A glowing cable runs from a charging post on the right to the truck, and a blue curve above shows power falling as the pack fills. A measurement line spans the vehicle. Along the bottom stand the words megawatt, duty cycle and depot. POWER MEGAWATT . DUTY CYCLE . DEPOT
Eldriven tung transport
دراجة تيار تحت خط الكابل. إجابة واحدة هي حمل الطاقة معها، والآخر هو تزويدها طوال الطريق، وهما لا يزالان يعملان.

06. الدراجات والقطارات

إجابتان على نفس السؤال

حل القطارة للمشكلة الطاقة بتجنب حملها: الكابل فوق ونافذة القطار تصل إلى الأعلى. الدراجة تحمل كل ما يحتاج إليه ثم تعود إلى وضعها أسرع مما يجد الناس مريحًا.

كلا الطرق مفتوحة للنقل الثقيلة ولها سجل يستحق القراءة. الذي يناسب يعتمد على الدورة الزمنية، وتعتبر الدورة الزمنية قابلة للقياس قبل وجود السيارة.

الرسمية

ما نرسم أثناء القراءة

كل تفاعل يترك مجموعة من الرسمية مثل هذه. وهي الطريقة التي تتحول الطلب أو المعيار أو القياس إلى شيء يمكن للفريق من مناقشته في الغرفة.

  • An electric motor seen end on, with the inverter beside it A motor drawn as concentric circles seen from the end. Twelve stator poles stand around the rim and eight rotor magnets sit inside them in violet. A glowing line runs from the motor to a power electronics box on the right with three cooling channels. A measurement line spans the motor diameter. Along the bottom stand the words stator, rotor and inverter. STATOR . ROTOR . INVERTER
  • One cell becoming a module and then a pack Three drawings side by side joined by arrows. On the left a single cell with two terminals. In the middle a module holding five cells in violet. On the right a pack holding twelve modules in a grid, with a glowing line rising from it. The words cell, module and pack stand under each. Along the bottom stand the words chemistry, thermal path and serviceability. CELL MODULE PACK CHEMISTRY . THERMAL PATH . SERVICEABILITY
  • A charging curve where power falls as the cell fills A chart with two axes. A blue line holds high and then falls away in steps as it moves right, and a violet line rises to meet it. A charging connector stands to the left of the chart with a glowing lead into it. Along the bottom stand the words taper, temperature and time at plug. POWER STATE OF CHARGE TAPER . TEMPERATURE . TIME AT PLUG
  • A train collecting current from an overhead line A carriage drawn in thin outline on a track. On its roof a pantograph reaches up in a V to a blue overhead wire, and a glowing line runs between them. Seven windows are marked along the side and four wheels below. Along the bottom stand the words catenary, pantograph and regeneration. CATENARY . PANTOGRAPH . REGENERATION
  • A helicopter drawn from the side with the rotor head lit A helicopter in thin outline seen from the side. Five blades run out from a rotor head at the top, drawn as violet strips. The body curves back into a tail boom and ends in a tail rotor shown as a circle with a cross. A glowing line runs up into the rotor head. A measurement line spans the rotor diameter. Along the bottom stand the words rotor head, tail authority and torque. ROTOR HEAD . TAIL AUTHORITY . TORQUE
  • A printer building an object layer by layer, with the layers enlarged beside it A gantry frame with a nozzle in the middle. A glowing line falls from the nozzle onto a stack of thin layers that grows narrower towards the top, the highest ones marked in violet. To the right a circle enlarges six layers so the bonding between them can be seen. A measurement line spans the base. Along the bottom stand the words layer, adhesion and tolerance. LAYER . ADHESION . TOLERANCE
  • Five composite plies stacked, each with its own fibre direction Five thin sheets drawn in perspective and stacked on top of each other. In each sheet short violet strokes show the fibre direction, and the angle is written to the right of each layer. A glowing line falls onto the top sheet. A measurement line spans the stack. Along the bottom stand the words stiffness, mass and lay up. 0 DEG 45 DEG 90 DEG -45 DEG 0 DEG STIFFNESS . MASS . LAY UP
  • The life of a battery drawn as a ring with five stops Five circles stand around a faint ring, marked build, use, measure, reuse and recover. A glowing arc runs from the first towards the second. Below the ring a branch leads down to a smaller pack with three cells marked in violet. Along the bottom stand the words second life and material recovery. BUILD USE MEASURE REUSE RECOVER SECOND LIFE . MATERIAL RECOVERY
  • Wind and solar feeding a store at the edge of the grid A wind turbine stands on the left with three violet blades, a solar array lies in the middle drawn in perspective, and a store stands on the right holding four cells. Glowing lines run from both sources into the store. The words wind, solar and storage stand under each. Along the bottom stand the words intermittency, firming and grid edge. WIND SOLAR STORAGE INTERMITTENCY . FIRMING . GRID EDGE
  • Two emission lines crossing at the point where the electric vehicle pays back A chart with distance along the bottom and emissions up the side. A cool line starts at zero and rises steeply. A violet line starts higher, because building the battery costs something, and rises much more slowly. They cross at a marked point labelled break even, with a help line dropping to the axis. Along the bottom stand the words cradle, use and gate. BREAK EVEN MANUFACTURE 0 FOSSIL ELECTRIC DISTANCE DRIVEN EMISSIONS CRADLE . USE . GATE
  • A test piece in a rig with four sensors and the reading written above A rectangular test piece stands in the middle with six violet lines across it. Four sensors sit at its corners, each joined by a cool line to a small circle further out. Above the piece a panel shows a blue trace being recorded, and a glowing line joins the panel to the piece. A measurement line spans the piece. Along the bottom stand the words repeatable, written down and dated. REPEATABLE . WRITTEN DOWN . DATED
  • An electric aircraft seen from the front with battery bays in the wings An aircraft drawn from the front in thin outline. A propeller turns above the nose and a glowing line runs up into it. Each wing carries eight battery bays marked in violet. A measurement line spans the wingspan. Along the bottom stand the words energy, mass and reserve. ENERGY . MASS . RESERVE
A printer building an object layer by layer, with the layers enlarged beside it A gantry frame with a nozzle in the middle. A glowing line falls from the nozzle onto a stack of thin layers that grows narrower towards the top, the highest ones marked in violet. To the right a circle enlarges six layers so the bonding between them can be seen. A measurement line spans the base. Along the bottom stand the words layer, adhesion and tolerance. LAYER . ADHESION . TOLERANCE
Additiv tillverkning på nära håll
التصنيع الإضافي في نطاق. يتم بناء الجزء خطوة بخطوة، لذا ما يكلف يتبع الحجم وليس الشكل.

07. إنتاج الجزء

مطبوع وتم ترتيبه، وليس تم إنتاجه من الكتلة

التصنيع الإضافي تغيرت أي شكل هو مقبول، وتركيب الكتلة المركبة تغيرت أي شكل هو أخف. معًا، أنتقلت القيود من ما يمكن للكائن الميكانيكي قطعه إلى ما يمكن للجزء القيام به.

كلاهما يحملان أشكال خاطئتين، وهما كلاهما مغطيان جيدًا في السجل: الربط بين الطبقات في أحدهما، والاتجاه والنظام الرمزي في الآخر. النموذج الأولي الذي يفشل في حدود الطبق يفشل لأسباب ما سجلها شخص ما بالفعل.

لا يحل محل التصنيع. ما يقوم به هو تقليل القرار مبكراً: الآن تختار العملية بينما الجزء لا يزال مخططًا، واختيارك يحدد ما يمكن للجزء أن يزن وما يمكنه أن يكلف.

Two emission lines crossing at the point where the electric vehicle pays back A chart with distance along the bottom and emissions up the side. A cool line starts at zero and rises steeply. A violet line starts higher, because building the battery costs something, and rises much more slowly. They cross at a marked point labelled break even, with a help line dropping to the axis. Along the bottom stand the words cradle, use and gate. BREAK EVEN MANUFACTURE 0 FOSSIL ELECTRIC DISTANCE DRIVEN EMISSIONS CRADLE . USE . GATE
Förnybar kraft i landskapet
الطاورات ضد الشمس. ما يقود الشبكة يحدد كم يجب أن يتحرك بها البطارية قبل أن تلتقطها.

08. ما يجب أن يدفعه المركبة

البطارية تبدأ في المنافسة خلفًا

بناء مجموعة يكلف شيئًا قبل أن يتحرك المركبة مترًا. لذا، فإن المركبة الكهربائية تبدأ بدين، ويدفعه بالمسافة. حيث تلتقي الخطوط تعتمد على الخلية، على الشبكة التي تشحنها، وكم المسافة التي تفعلها حقًا.

هذا هو الاقتباس الذي يجب أن يتم تقديمه باستخدام القياس وليس بالشعور. قيمة المجموعة بعد أن تنتهي بها المركبة يجب أن تدخل في نفس الحساب، وعادة ما يتم تركها خارج الحساب.

الأسئلة الأربعة

تم طرحها لكل منهم

غض النظر عن الشكل، يسأل الأول شهر ما هذه. الإجابات تختلف. الأسئلة لا تختلف.

One cell becoming a module and then a pack Three drawings side by side joined by arrows. On the left a single cell with two terminals. In the middle a module holding five cells in violet. On the right a pack holding twelve modules in a grid, with a glowing line rising from it. The words cell, module and pack stand under each. Along the bottom stand the words chemistry, thermal path and serviceability. CELL MODULE PACK CHEMISTRY . THERMAL PATH . SERVICEABILITY

كم يمكنه حمله

طاقة على متنه، وما يكلف حملها في الكتلة والحجم الذي تحتاجه لنقله.

A charging curve where power falls as the cell fills A chart with two axes. A blue line holds high and then falls away in steps as it moves right, and a violet line rises to meet it. A charging connector stands to the left of the chart with a glowing lead into it. Along the bottom stand the words taper, temperature and time at plug. POWER STATE OF CHARGE TAPER . TEMPERATURE . TIME AT PLUG

ما هي السرعة التي يمكن أن تُلبيها

الواجهة، المعيار الذي يُحكم بها، والمنحى الذي يقرر ما يعني الرقم على البانر حقاً.

An electric motor seen end on, with the inverter beside it A motor drawn as concentric circles seen from the end. Twelve stator poles stand around the rim and eight rotor magnets sit inside them in violet. A glowing line runs from the motor to a power electronics box on the right with three cooling channels. A measurement line spans the motor diameter. Along the bottom stand the words stator, rotor and inverter. STATOR . ROTOR . INVERTER

أين تذهب الحرارة

من الخلية، عبر الهيكل، إلى الهواء أو الماء. المسار هو التصميم، وتم اتخاذ القرار في المبادأ ما إذا كنت تتخذه أم لا.

The life of a battery drawn as a ring with five stops Five circles stand around a faint ring, marked build, use, measure, reuse and recover. A glowing arc runs from the first towards the second. Below the ring a branch leads down to a smaller pack with three cells marked in violet. Along the bottom stand the words second life and material recovery. BUILD USE MEASURE REUSE RECOVER SECOND LIFE . MATERIAL RECOVERY

ماذا يحدث بعد

الحياة الثانية، التحويل، وما هي قيمة البطارية عندما ينتهي فيها المركبة.

الحقل

ست أماكن حيث يُجري فيها التيار بالفعل

لا أحد هذه الأمثلة هي نموذج. كلها تعمل في مكان ما اليوم.

  • En laddstation för fordon
    المقصدات المُلصقة للمركبات الكهربائية، حيث يكون الانتظار للاتصال وليس للمساحة.
  • Eldriven tung transport
    قطار متنقل، الذي يحل مشكلة البطارية عن طريق عدم وجودها.
  • Ett eldrivet tåg
    خط معلق فوق تقاطع. النقل الكهربائي القديم الذي يحمل المزيد.
  • En eldriven båt
    قارب كهربائي متجه للشمس، حيث ينبلج الماء ويضره.
  • Ett eldrivet flygplan
    طائرات كهربائية على سطح البحر، بناءً على حساب الطاقة بدلاً من غرفة مركبة.
  • Förnybar kraft i landskapet
    المحطات الكهربائية التي تقرر كم من الوقت يستغرقه التغطية بالبطارية ما الذي تدفعه لإنتاجها.
An opened envelope under an arc of light An envelope stands open in the middle with two lines of text visible, one of them violet. An arc of light curves over it from left to right and ends in a point. Above stands two paragraphs is enough, below stands it reaches the person who would build it. TWO PARAGRAPHS IS ENOUGH IT REACHES THE PERSON WHO WOULD BUILD IT

شيء في هذا القائمة هو لك

أخبرنا أي واحد وما تقلقك عنه. إذا كان السجل يقول إنه تم اتخاذه، ستجد ذلك في الاتصال.

اتصل بنا