Siirry sisältöön
DaylitedSimply Awesome

Sähköistäminen

Kaikki mikä kuljettaa virtaa ja liikkuu

Auto, drone, nostoilma-alus, vene ja kuorma-auto näyttävät viideltä eri ongelmalta. Rekisterissä ne ovat yksi: kuinka paljon energiaa voit kantaa, kuinka nopeasti voit täyttää sen uudelleen, ja mitä kautta lämpö poistuu.

Kerro mitä rakennat

Miksi muodot merkitsevät vähemmän kuin näyttää

Akusto on akusto, oli se sitten lattian alla, siivessä tai rungossa. Kennokemia, lämmön poistumisreitti, virta jonka rajapinta kestää, ja standardi joka ohjaa sitä rajapintaa ovat samat neljä kysymystä joka kerta. Se mikä vaihtuu on se, mikä niistä puree ensin.

Autossa se on yleensä latausaika. Dronessa se on massa. Ilma-aluksessa se on varaus joka sinulla on vielä oltava laskeutuessasi. Veneessä se on suola. Kuorma-autossa se on varikko, ja junassa se on lanka yläpuolella.

Järjestys jossa ne purevat on myös järjestys jossa ne käyvät kalliiksi. Väärin valittu kenno on ostotilaus. Väärin suunniteltu lämpöreitti on muutostyö. Väärin valittu latausrajapinta on koko tuote.

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
Latauspylväät maanalaisessa hallissa. Kaapeli on paikka jossa lämpö ilmestyy ensin, ja se on osa jota kukaan ei budjetoi.

01. Auto

Moottori on ratkaistu. Lämpö ei ole

Kestomagneettikoneet ja niitä ohjaavat invertterit ovat kypsiä, hyvin dokumentoituja ja saatavissa useammalta toimittajalta. Se osa suunnittelusta ei ole se jossa projektit kaatuvat.

Se mikä yhä lopettaa projekteja on se mitä tapahtuu kennon ja ilman välillä: reitti jota lämpö poistuu akustosta, ja se onko valitsemasi latausrajapinta yhä se jota markkina odottaa kun pääset perille.

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
Nelikopteri ilmassa. Jokainen gramma jonka se kantaa maksetaan uudelleen rungossa, moottorissa, akussa ja lentoajassa.

02. Drone

Jokainen gramma maksetaan neljästi

Roottorialukseen lisätty gramma maksetaan rakenteessa, moottorissa joka sen nostaa, kennossa joka syöttää moottoria, ja rakenteessa joka kantaa kennon. Silmukka sulkeutuu, ja se sulkeutuu nopeammin kuin luullaan.

Luemme massasilmukan ennen kuin ensimmäinen runko leikataan, ja luemme mitä ilmatilasäännöt tulevat vaatimaan suunnittelemaltasi kuormalta. Kamera joka laukaisee raskaamman sääntöluokan maksaa enemmän kuin kamera.

Silmukka sulkeutuu nopeammin kuin useimmat tiimit odottavat. Pienessä rungossa sata grammaa lisäkuormaa voi maksaa kolmesataa grammaa lähtömassaa kun rakenne, moottori ja kenno on laskettu mukaan, ja lentoaika putoaa enemmän kuin luku antaa ymmärtää.

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
Helikopteri moottori sammutettuna. Koneen pitäminen paikallaan ilmassa maksaa tehoa joka sekunti jonka se kestää, tuli energia mistä tahansa.

03. Nostoilma-alukset ja helikopterit

Leijunta on kallista ja matkalento halpaa

Roottorialus käyttää suurimman osan energiastaan seisoakseen paikallaan ilmassa. Siipi käyttää suurimman osan omastaan päästäkseen jonnekin. Jokainen nosto- ja matkalentosuunnitelma on yritys maksaa ensimmäisestä vain silloin kun se on välttämätöntä.

Siirtymä niiden välillä on kohta jossa patentit ovat tiheimmillään ja jossa sertifiointipolku on vähiten selvillä. Kartoitamme molemmat ennen kuin kokoonpano valitaan, koska valintaa on vaikea perua.

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
Helios-prototyyppi kuivuneella järvenpohjalla. Sen kokoinen siipi on olemassa koska energiabudjetti oli ratkaistu ennen kuin runko piirrettiin.

04. Sähköiset ilma-alukset

Varaus on suunnitelma

Akkukäyttöisen ilma-aluksen on laskeuduttava energialla jota se ei koskaan saanut käyttää. Se varaus on kirjattu sääntöihin, se ei pienene siksi että matka oli lyhyt, ja se on syy siihen että hyötykuorma näyttää pienemmältä kuin tietolehden luku.

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
Aurinkosähköinen matkustajavene La Rochellessa. Vesi jäähdyttää rungon ilmaiseksi ja ottaa suolan maksuksi.

05. Sähköveneet

Vesi on lahja ja ongelma

Runko lepää parhaassa jäähdytysaineessa jota kulkuneuvo voisi toivoa, ja syövyttävimmässä ympäristössä johon akuston voisi asettaa. Ensimmäinen tekee lämmönhallinnasta helppoa. Toinen tekee kotelosta, tiivisteistä ja materiaalivalinnasta varsinaisen työn.

Uppoumarungot palkitsevat hyötysuhteen tavalla jolla maakulkuneuvot eivät, koska tarvittava teho nousee jyrkästi nopeuden mukana. Vene joka on suunniteltu sille nopeudelle jolla se oikeasti kulkee, on eri vene kuin huippunopeudelle suunniteltu.

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
Johdinauto ajolangan alla. Yksi vastaus on kantaa energia mukana, toinen on syöttää sitä koko matkan, ja molemmat ovat yhä liikenteessä.

06. Kuorma-autot ja junat

Kaksi vastausta samaan kysymykseen

Juna ratkaisi energiaongelman olemalla kantamatta sitä: lanka on yläpuolella ja virroitin ylettyy siihen. Kuorma-auto kantaa kaiken tarvitsemansa ja maksaa siitä joka kilometri.

Molemmat tiet ovat auki raskaalle liikenteelle, ja molemmilla on lukemisen arvoinen rekisteri. Kumpi sopii riippuu käyttöjaksosta, ja käyttöjakso mitataan eikä oleteta.

Piirrokset

Mitä piirrämme lukiessamme

Jokainen toimeksianto jättää jälkeensä tällaisen piirrossarjan. Näin vaatimuksesta, standardista tai mittauksesta tulee jotain josta tiimi voi keskustella huoneessa.

  • 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
Ainetta lisäävä valmistus suuressa mittakaavassa. Osa rakennetaan kerros kerrokselta, joten sen hinta seuraa tilavuutta eikä muotoa.

07. Osan tekeminen

Tulostettu ja laminoitu, ei koneistettu kappaleesta

Ainetta lisäävä valmistus muutti sen mitkä muodot ovat kohtuuhintaisia, ja komposiittilaminointi muutti sen mitkä muodot ovat kevyitä. Yhdessä ne siirsivät rajoitteen siitä mitä työkalu osaa tehdä siihen mitä suunnittelija uskaltaa piirtää.

Molemmat tuovat mukanaan omat vikatilansa, ja molemmat on hyvin katettu rekisterissä: kerrosten tarttuvuus toisessa, kuidun suunta ja hartsijärjestelmä toisessa.

Kumpikaan ei korvaa koneistusta. Ne siirtävät päätöksen aikaisemmaksi: valitset nyt prosessin kun osa on vielä luonnos, ja se valinta ratkaisee enemmän kuin muoto.

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
Tuuliturbiineja aurinkoa vasten. Se millä sähköverkko käy ratkaisee kuinka pitkälle akun on matkattava ennen kuin se on kirinyt kiinni.

08. Mitä ajoneuvo on velkaa

Akku aloittaa kilpailun takamatkalta

Akuston rakentaminen maksaa jotain ennen kuin ajoneuvo on liikkunut metriäkään. Sähköinen ajoneuvo aloittaa siis velalla ja maksaa sen takaisin matkan myötä, tahdilla joka riippuu siitä millä sähköverkko jolta se ladataan käy.

Se on argumentti joka pitäisi esittää mittauksella eikä tunteella. Se mitä akusto on arvoltaan sen jälkeen kun ajoneuvo on lopettanut sen käytön, kuuluu samaan laskelmaan, ja se on siinä harvoin.

Neljä kysymystä

Esitettyinä jokaiselle niistä

Muodosta riippumatta ensimmäinen kuukausi kysyy nämä. Vastaukset eroavat. Kysymykset eivät.

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

Kuinka paljon se voi kantaa

Energia mukana, ja mitä sen kantaminen maksaa massana ja tilavuutena jota sinun on sitten liikutettava.

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

Kuinka nopeasti se voidaan täyttää

Rajapinta, sitä ohjaava standardi, ja käyrä joka ratkaisee mitä julisteen luku oikeasti tarkoittaa.

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

Minne lämpö menee

Ulos kennosta, rakenteen läpi, ilmaan tai veteen. Reitti on suunnitelma, ja se ratkeaa aikaisin riippumatta siitä ratkaisetko sen sinä.

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

Mitä tapahtuu jälkeenpäin

Toinen elämä, talteenotto, ja mitä akusto on yhä arvoltaan kun ajoneuvo on siitä valmis.

Kenttä

Kuusi paikkaa joissa virta jo kulkee

Yksikään näistä ei ole prototyyppi. Ne kaikki ovat käytössä jossain tänään.

  • En laddstation för fordon
    Sähköautoille merkityt ruudut, joissa jonotetaan liittymään eikä tilaan.
  • Eldriven tung transport
    Johdinauto, joka ratkaisee akkuongelman olemalla ilman.
  • Ett eldrivet tåg
    Ajolanka risteyksen yli. Vanhin sähköinen kuljetus kantaa yhä eniten.
  • En eldriven båt
    Aurinkosähköinen matkustajavene, jossa vesi sekä jäähdyttää että syövyttää.
  • Ett eldrivet flygplan
    Aurinkoilma-alus järvenpohjalla, rakennettuna energiabudjetin eikä matkustamon ympärille.
  • Förnybar kraft i landskapet
    Tuuliturbiinit, jotka ratkaisevat kuinka nopeasti akku maksaa takaisin sen mitä sen valmistus maksoi.
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

Jokin tällä listalla on sinun

Kerro mikä, ja mikä siinä huolestuttaa sinua. Jos rekisteri sanoo että se on varattu, kuulet sen puhelussa.

Kirjoita meille