Survey about Current State of Art of Electromobiles and Future Development Trends

Abstract

Na začátku této práce jsem provedl průzkum o elektrických automobilech (elektromobilech) od světově uznávaných výrobců. Dalším krokem pak bylo zkoumat více technických aspektů vitálních komponent elektromobilu, jmenovitě baterií a hnacího ústrojí. Vzhledem k tomu, že Battery Pack má ústřední roli ve výkonu a také v nákladech na elektromobily, upravil jsem sekci Battery s nejvyšším rozlišením. Tato část se také stručně věnuje inženýrství výroby bateriových sad a elektrochemickým a ekonomickým studiím materiálů, které se používají v chemii a konstrukci baterií. Spolu se studiemi technologie baterií je velmi vhodné studovat stávající nabíjecí technologie pro elektromobily v Evropě a zabývat se infrastrukturou nabíjecích zařízení v celé Evropě a poté na světové úrovni. Později v této části jsem zohlednil dopad tohoto problému na zákazníka a na popularitu Elektromobilů a také nápravná opatření, která mohou být implementována za účelem zvýšení harmonie v nabíjecí infrastruktuře Elektromobilů za účelem zlepšení tržních podmínek. V další části jsem vypracoval analýzu výkonu, což je v zásadě matematicky simulovaná realita v prostředí Microsoft Excel, kde jsem vybral 3 různé modely elektrických automobilů, abych zjistil platnost statistických údajů o výkonu předložených jejich výrobci. Klíčové kontrolované specifikace jsou spotřeba energie a dojezd automobilu. Tento přístup zahrnuje dynamickou analýzu automobilů pro dvě varianty nejvyšší rychlosti 90 km/h a 120 km/h, za konečných konstantních silničních podmínek mezi ČVUT v Praze (jakožto začátkem cesty) a Technickou univerzitou v Brně (jakožto cílem cesty). Chcete-li se dozvědět více, prostudujte si oba excelové listy nazvané "Analýza výkonu". Po podrobném prostudování všech praktických technologií je dalším krokem této práce rozbor budoucnosti elektromagnetických technologií, který opět samozřejmě zahrnuje krátkou studii nových inovací v bateriových technologiích a dalších elektrických vylepšeních, která mají být uvedena na hlavní trh s novým vozem modely do roku 2020 a dále. Dále jsem v souladu s cílem bakalářské práce vypracoval technické srovnání mezi nejlepšími elektromobily a rovnocenně srovnatelným hybridním vozem na trhu hlavního proudu. Poté, abych nakonec odůvodnil srovnání, jsem vyvinul matematický model ekonomické analýzy elektromobilu a hybridního automobilu s cílem zjistit náklady na řízení elektrického auta (elektromobilu) na rozdíl od hybridního automobilu a poté uzavřít dobu návratnosti elektrického vozidla tak, aby byly kompenzovány vyšší kapitálové investice hybridního automobilu. Tuto ekonomickou analýzu najdete v souboru Excel nazvaném "Česká ekonomická analýza EV a hybridů" pro podmínky českého trhu. Hlavním cílem bylo zjistit, zda elektromobily drží jasnější budoucí možnosti na rozdíl od hybridních automobilů, či nikoli, s odkazem na hlavní problémy technologie, ekonomiky a především ekologie.

In the beginning of this Thesis I made a survey about Electric Cars (Electromobiles) from globally renowned manufacturers. Then, the next step was to look into more technical aspects of the Vital Components of an Electromobile namely Batteries and Drive Train. Because of the fact that Battery Pack holds the central role in performance and also costing of an Electromobile, I have treated Battery section with Highest Resolution. This section also briefly goes into Engineering of Manufacturing Battery Packs and Electro-chemical & Economical studies of the materials that are used in the Battery Chemistry and Construction. Along with studies of Battery Technology, it is highly recommendable to study Existing Charging Technologies for Electromobiles in Europe and to look into problems of charging facility infrastructure throughout Europe and then at the world level. Later in this section I have reflected the impact of this problem on customer and on the popularity of Electromobiles and also remedies that can be implemented to increase the level of harmony in charging infrastructure of Electromobiles to improve market conditions. In the further part I have developed Performance Analysis which is in its core sense a Mathematically Simulated Reality in Microsoft Excel Environment where I have selected 3 different Electric Car Models to find out validity of the statistical performance claims made by their manufacturers. The key specifications under the check are Energy Consumption and Range of a car. This approach involves dynamics analysis of cars for two top speed variant 90 kmph and 120 kmph, under finite constant road conditions between CVUT in Prague as the point of departure and Technical University in Brno as the destination. Please study both the excel sheets named as "Performance Analysis" to learn more. Having studied all practiced technologies in detail the next step of this Thesis is to look into Future of Electromobile Technologies that again of course involves a brief study of new Innovations in Battery Technologies and other Electrical Improvements which are to be launched into mainstream market with some new car models by Year 2020 and onwards. Further as per the objective of the thesis I have developed technical comparison between the best of Electromobiles and equivalently comparable Hybrid Car in the main stream market. Then to finally justify comparison, I have developed a Mathematical Model of Economic Analysis of Electromobile and Hybrid Car with the goals of finding out the Cost of driving an Electric Car (Electromobile) as opposed to a Hybrid car and then of concluding the Payback Period of an Electric Car to compensate its Higher Capital Investment with respect to that of a Hybrid Car. This Economic Analysis can be found in the Excel file named "Czech Economic Analysis of EV and Hybrid" for Czech Market condition and for US Market conditions refer to the file named as "US Economic Analysis of EV and Hybrid". This much is done to find out whether the Electromobiles hold Brighter Future Possibilities as opposed to Hybrid Cars or not, referring to major concerns of Technology, Economy and most importantly Ecology.