Как работает электромобиль: Устройство и принцип работы современных электромобилей

alexxlabОпубликовано

Содержание

Устройство и принцип работы современных электромобилей

Содержание

Вы удивитесь, узнав, что первый электромобиль появился почти 130 лет назад!

Осенью 1899 года в рамках Берлинской автовыставки была организована гонка самодвижущихся повозок с электрическим двигателем. На участке длиной 38 км в заезде из 18-ти участников одержал победу электромобиль, спроектированный 22-летним австрийским конструктором Фердинандом Порше. 

Такими были первые электрокары — предвестники современных электромобилей.

Спрос на электромобили растёт с каждым годом с приростом 10-15%. Недоступность этого вида транспорта для большинства людей объясняется не столько сильным «нефтяным лобби» или «сговором автогигантов», сколько элементарным непониманием, как устроено и как функционирует это простое и удобное средство передвижения. В этой статье мы подробно разберем, что такое современный электромобиль, как он работает, его преимущества и недостатки, а также есть ли у него будущее.  

Что такое электромобиль

Электромобиль — это автомобиль, колеса которого приводится не двигателем внутреннего сгорания, а электродвигателями, питающимися от блока аккумуляторов или топливных элементов.

Внешне электромобиль очень похож на обычный с ДВС. Впрочем, существует ряд внешних признаков, отличающих электрокар от традиционных авто. Например, отсутствие широкой решётки радиатора, плоское днище, характерные логотипы синего или зелёного цвета и совершенно особенный свистящий звук работы электродвигателя. Но главное отличие электромобиля от авто с ДВС — это электродвигатель.

На месте двигателя внутреннего сгорания, сложной системы выхлопа, смазки, охлаждения, трансмиссии, топливного бака и радиаторов расположены компактные электромоторы и маленькие радиаторы для охлаждения батареи, расположенной в подпольном пространстве.

В связи с этим сокращено до минимума количество трущихся деталей, а значит сэкономлена значительная часть средств и времени на техническое обслуживание и ремонт. А о разнице в стоимости между бензином и электричеством и говорить нечего. Как видим, по сути, электромобиль — это более более эффективное и одновременно более простое транспортное средство.

Общий принцип работы электрокара

Принцип работы электромобиля — это преобразование химической энергии батареи в электричество, которое создает вращательный момент ротора в токопроводящей обмотке электродвигателя, который в свою очередь передает его колесам. 

Отсутствие значительной части механизмов не означает, что электромобиль можно собрать в любом гараже «на коленке». Огромные средства производители вкладывают в разработку наиболее ёмких батарей, надёжных электромоторов, систем безопасности. Главный цель в создании электромобиля – это эффективность.

 Знаете ли вы, что до сих пор эффективность современного турбированного двигателя внутреннего сгорания не превышает 30%! Остальные 70% работы мотора идут на нагрев воздуха, трансмиссионные потери и вредные выбросы. В это же время коэффициент полезного действия силовой установки даже самого обычного электрокара составляет минимум 85%. Более того, каждое последующее поколение батарей становится более совершенным – повышается ёмкость и способность принимать большее количество заряда за меньшее время. Электродвигатели способны развивать крутящий момент в 3-5 раз больший при оборотах 15 000-19 000 в минуту, разгоняться быстрее и эффективнее тормозить, используя энергию замедления в зарядку батареи.

Внутренняя конструкция электрического авто

Большинство современных электрокаров имеет похожее устройство. Различаются они между собой мощностью батареи, количеством электромоторов, аэродинамикой и внутренним оснащением.

 Основными элементами конструкции электромобиля являются:

  1. Аккумуляторная батарея.
  2. Электродвигатель.
  3. Трансмиссия.
  4. Бортовое зарядное устройство.
  5. Инвертор.
  6. Преобразователь постоянного тока.
  7. Электронная система управления.
  8. Ходовая часть.

Батарея – главный компонент электромобиля. Она обеспечивает электричеством тяговый электромотор и аксессуары транспортного средства. В современных электрокарах она расположена в подпольном пространстве. Преимуществом такого размещения является низкий центр тяжести и освобождение полезного пространства в салоне и багажнике.

Батарея состоит из ячеек, каждая из которых содержит несколько десятков обычных бытовых литий-ионных батареек типа ААА. Такое решение позволяет быстрее охлаждать быстро нагревающиеся элементы. Система охлаждения имеет множественную сеть каналов, заполненных гликолевым хладагентом, контур движения которого связан с компактными радиаторами в передних воздухозаборниках. По этой причине большинство электромобилей имеют совершенно гладкий обтекаемый профиль. Ёмкость современных батарей в зависимости от класса электромобиля составляет от 40 до 100 кВт.ч, что позволяет проезжать от 150 до 400 км на одном заряде.

Порт зарядки позволяет электромобилю подключаться к внешнему источнику питания для зарядки тягового аккумулятора. На сегодня существует около 5 типов портов зарядных устройств. Производители стараются использовать наиболее популярный тип порта для большего охвата рынка.

Новость: Китайский электрокар взорвался во время зарядки

Преобразователь постоянного тока в переменный

Это устройство под названием инвертор преобразует мощность постоянного тока высокого напряжения от тягового аккумуляторного блока в мощность переменного тока низкого напряжения, необходимую для работы электромоторов, аксессуаров автомобиля и зарядки вспомогательной батареи.

Электрический двигатель

Используя мощность от тягового аккумулятора, двигатель приводит в движение колеса автомобиля. В некоторых транспортных средствах используются мотор-генераторы, которые выполняют функции привода и регенерации.

Классический электродвигатель состоит из токопроводящей обмотки статора и вращающегося ротора, который приводится в движение магнитным полем статора и передаёт крутящий колёсам. Существует два типа электродвигателей: синхронный, в котором магнитное поле вращается одновременно с ротором и асинхронный, в котором магнитное поле вращается быстрее ротора.

Асинхронный мотор изменяет скорость вращения в зависимости от частоты переменного тока простым нажатием на педаль акселератора. Это позволяет получить при желании максимальный крутящий момент для разгона с места.

Современные электрокары в зависимости от мощности батареи и двигателей способны разгоняться с места до 100 км/ч за 5-7 секунд, что сопоставимо с разгоном автомобиля с мотором мощностью 250-350 л.с. Но самый быстрый в мире серийный электрокар Rimac C_Two способен преодолевать «сотню» за 1,85 секунды, быстрее некоторых 12-цилиндровых 6-литровых суперкаров!

Неоспоримым преимуществом электрокаров является также то, что крутящий момент вращения электромотора линейно передаётся напрямую колёсам.  В то время, как двигатель внутреннего сгорания преобразует поступательные движения поршней во вращение коленчатого вала и далее через систему шестерен и фрикционов трансмиссии ведущим колёсам. Для преодоления такой «полосы препятствий» автомобилю требуется больше мощности, а значит – больше топлива и объёма двигателя.

Бортовое зарядное устройство принимает входящую электроэнергию переменного тока, подаваемую через порт зарядки, и преобразует ее в мощность постоянного тока для зарядки тягового аккумулятора. Он также обменивается данными с зарядным оборудованием и отслеживает характеристики аккумулятора, такие как напряжение, ток, температуру и состояние заряда, во время зарядки аккумулятора.

Контроллер силовой электроники: этот блок управляет потоком электроэнергии, подаваемой тяговым аккумулятором, регулируя скорость электрического тягового двигателя и создаваемый им крутящий момент.

Система охлаждения поддерживает надлежащий диапазон рабочих температур двигателя, электродвигателя, силовой электроники и других компонентов. В холодное время года избыточное тепло батареи может отводиться в салон электромобиля. По этой причине в современных электрокарах отсутствует традиционная печка.

Трансмиссия электромобиля

В традиционном понимании в электрокарах отсутствует коробка передач и карданный привод колёс, поскольку электромотор работает эффективно в любом диапазоне скоростей. Поэтому у большинства электромобилей установлена односкоростная коробка, расположенная рядом с инвертором. Это позволяет включать режим заднего хода, меняя всего лишь фазы, а также направлять энергию торможения в заряд батареи.

Значительным преимуществом электродвигателя и одноступенчатой коробки является то, что можно использовать «свободный» дифференциал. И в случае пробуксовки одного из ведущих колёс, мгновенно отбирать мощность в одной из полуосей привода, уменьшая его проскальзывание.

Ходовая часть

Система подвесок в электрокарах традиционна и часто может быть заимствована у обычных автомобилей. Главное отличие подвески электрокаров в том, что эластокинематика вынуждена справляться с большим весом, в то время, как лучшая развесовка по осям позволяет инженерам точнее настраивать управляемость, чтобы справиться с инерционностью тяжёлого кузова.

Тормозная система электромобиля устроена хитрее обычной. Традиционные автомобили могут эффективно замедляться при нажатии на педаль тормоза, а энергия торможения направляется на нагрев тормозных колодок и дисков. В электромобилях электромотор может использоваться в качестве генератора для зарядки батареи. При сбросе педали акселератора электроника распознает замедление вращения магнитного поля относительно ротора и замедляет автомобиль. При этом педаль тормоза может использоваться лишь для полной остановки электрокара. Благодаря этому срок службы тормозных механизмов увеличивается в среднем в три раза.  

Новость: Tesla выпустит бюджетный электрокар в течение трех лет

Преимущества
  1. Высокая эффективность.
  2. Низкая стоимость энергии.
  3. Больше пространства в салоне и багажнике.
  4. Выше мощность и крутящий момент, лучше динамические показатели.
  5. Электродвигатели не нуждаются в принудительном охлаждении
  6. Более эффективное торможение электродвигателем в режиме рекуперации. Меньше износ тормозных колодок.
  7. Электрический двигатель и трансмиссия практически не нуждаются в обслуживании.
  8. Лучшая устойчивость на дороге благодаря низкому центру тяжести.

Недостатки
  1.     Высокая зависимость от источников питания и завязанный на это запас хода.
  2.     Слаборазвитая инфраструктура общественных зарядных станций
  3.     Более высокая стоимость по сравнению с автомобилями-одноклассниками.

Читайте также: Выгоднее ли производить электромобили, чем автомобили с ДВС?

Перспективы электромобилей

Вместе с тем современная автоиндустрия демонстрирует нам, что почти все автопроизводители освоили выпуск электрокаров. С каждым годом создаются более ёмкие и мощные батареи. Некоторые производители используют узлы и агрегаты существующих автомобилей, а кто-то, например, как VW Group или Tesla, разрабатывает собственные платформы исключительно для электромобилей будущего.

Благодаря электромобилям, современные технологии позволяют полностью перейти в режим автономного вождения. Уже сегодня электромобиль стал не просто средством передвижения, а мобильным устройством в широком смысле слова с выходом в интернет. Он может обновлять программное обеспечение дистанционно, а заезжать на сервис лишь для сезонной замены покрышек. 

Как работает электромобиль? — AvtoTachki

Четыре колеса, крыша, окна кругом. На первый взгляд электромобиль может выглядеть как «традиционный» автомобиль с двигателем внутреннего сгорания, но есть несколько существенных отличий. В этой статье мы подробнее рассмотрим, как работает электромобиль.

Все мы знаем, как работает бензиновый автомобиль. На заправке вы заливаете топливо в бензобак. Этот бензин по трубам и шлангам подается к двигателю внутреннего сгорания, который смешивает все это с воздухом и заставляет его взорваться. Если правильно рассчитать время этих взрывов, создается движение, которое переводится во вращательное движение колес.

Если вы сравните это чрезвычайно упрощенное объяснение с электромобилем, вы увидите много общего. Вы заряжаете аккумулятор вашего электромобиля в точке зарядки. Этот аккумулятор, конечно, не пустой «бак», как в вашем бензиновом автомобиле, а литий-ионный аккумулятор, например, в ноутбуке или смартфоне. Это электричество преобразуется во вращающееся движение, чтобы сделать возможным вождение.

Электромобили тоже имеют отличия

Эти две машины в основном сопоставимы, хотя есть и существенные различия. Берем коробку передач. В «традиционном» автомобиле между двигателем внутреннего сгорания и ведущими мостами находится коробка передач. В конце концов, бензиновый двигатель не постоянно развивает полную мощность, а набирает максимальную мощность. Если вы посмотрите на график, показывающий мощность и Нм двигателя внутреннего сгорания при определенном количестве оборотов, вы увидите на нем две кривые. Современные автомобили — за исключением коробок передач CVT — поэтому имеют как минимум пять передних передач, чтобы всегда поддерживать идеальную скорость вашего двигателя внутреннего сгорания.

Электродвигатель с самого начала обеспечивает полную мощность и имеет гораздо более широкий идеальный диапазон скоростей, чем двигатель внутреннего сгорания. Другими словами, вы можете проехать от 0 до 130 км / ч на электромобиле без необходимости использования нескольких передач. Таким образом, электромобиль, такой как Tesla, имеет только одну переднюю передачу. Отсутствие нескольких передач означает отсутствие потери мощности при переключении передач, поэтому электромобили часто рассматриваются как короли спринта на светофоре. Стоит только нажать педаль акселератора на ковре, и вы тут же выстрелите.

Есть исключения. У Porsche Taycan, например, две передние передачи. В конце концов, от Porsche ожидают большего в плане спортивности, чем от Peugeot e-208 или Fiat 500e. Для покупателей этого автомобиля очень важна (относительно) высокая максимальная скорость. Вот почему у Taycan есть две передние передачи, поэтому вы можете быстро уйти от светофора на первой передаче и насладиться более высоким Vmax на второй передаче. Автомобили Формулы Е также имеют несколько передач переднего хода.

Вращающий момент

Говоря о спортивности автомобиля, поехали. векторизация крутящего момента назначить. Мы знаем эту технику и по топливным автомобилям. Идея векторизации крутящего момента заключается в том, что вы можете распределить крутящий момент двигателя между двумя колесами на одной оси. Предположим, вы попали под ливневый дождь, когда колесо внезапно начинает скользить. Нет смысла передавать мощность двигателя на это колесо. Дифференциал с векторизацией крутящего момента может передавать меньший крутящий момент на это колесо, чтобы восстановить контроль над этим колесом.

Более спортивные электромобили обычно имеют как минимум один электродвигатель на ось. Audi e-tron S даже имеет два двигателя на задней оси: по одному на каждое колесо. Это значительно упрощает использование вектора крутящего момента. В конце концов, компьютер может быстро решить не подавать мощность на одно колесо, а передать мощность на другое колесо. То, что вам как водителю не нужно делать, но с чем вы можете получить массу удовольствия.

« Вождение с одной педалью »

Еще одно изменение электромобилей — это тормоза. Вернее, способ торможения. Двигатель электромобиля может не только преобразовывать энергию в движение, но и преобразовывать движение в энергию. В электромобиле это работает так же, как велосипедное динамо. Это означает, что когда вы, как водитель, убираете ногу с педали акселератора, динамо-машина сразу же начинает работать, и вы медленно останавливаетесь. Таким образом, вы тормозите без фактического торможения и заряжаете аккумулятор. Идеально, правда?

Это называется рекуперативным торможением, хотя Nissan любит называть это «вождением с одной педалью». Степень рекуперативного торможения часто можно регулировать. Желательно оставить это значение на максимум, чтобы вы максимально замедлили работу электродвигателя. Не только для вашего диапазона, но и из-за тормозов. Если их не использовать, они не изнашиваются. Электромобили часто сообщают, что их тормозные колодки и диски служат намного дольше, чем когда они все еще ездили на бензиновом автомобиле. Экономить деньги, ничего не делая, разве это не звучит как музыка для ваших ушей?

Подробнее о плюсах и минусах читайте в статье о преимуществах и недостатках электромобиля.

Заключение

Конечно, мы не вдавались в подробности того, как работает электромобиль технически. Это довольно сложное вещество, которое не представляет особого интереса для большинства. Мы в основном писали здесь, в чем заключаются самые большие отличия для нас, бензиновых. А именно другой способ ускорения, торможения и моторизации. Хотите узнать больше о том, какие компоненты есть в электромобиле? Тогда видео на YouTube ниже просто необходимо. Профессор Делфтского университета объясняет, по какому пути должно пройти электричество, чтобы пройти от вилки к колесу. Любопытно, чем электромобиль отличается от бензинового? Тогда стоит посетить этот сайт американского министерства энергетики.

Foto: Model 3 Performance van @Sappy, via Autojunk.nl.

Как работает электромобиль? — AvtoTachki

Содержание

  • Подзарядка
  • Конвертер
  • Аккумулятор
  • Передача инфекции
  • Регенеративное торможение
  • Поломка
  • Небольшой урок механики на электромобиле
  • Зарядка: с чего все начинается
  • Важная роль преобразователя в автомобиле с подключаемым модулем
  • Два типа двигателя электромобиля
  • Аккумулятор, запас электроэнергии электромобиля
  • Как изменить внешний вид вашего электромобиля без коробки передач?
  • Что следует помнить о литий-ионном аккумуляторе?
  • Удивительная особенность торможения электромобиля
  • Как подзарядить эти новые экологические автомобили?
    • Зарядите машину дома
    • Зарядите свой автомобиль в общественном терминале
  • Могут ли электрические модели выйти из строя?
  • Сколько стоит зарядка электромобиля?

Забудьте о поршнях, коробках передач и ремнях: в электромобиле их нет.  Эти автомобили работают намного проще, чем автомобиль с дизельным или бензиновым двигателем. Automobile-Propre подробно объясняет их механику.

По внешнему виду электромобиль похож на любое другое транспортное средство. Вы должны заглянуть под капот, но также и под полом, чтобы увидеть различия. В месте двигателя внутреннего сгорания с использованием тепла в качестве энергии, он использует электричество. Чтобы шаг за шагом понять, как работает электромобиль, мы проследим путь электричества от общественной сети до колеса.

Подзарядка

Все начинается с подзарядки . Для заправки электромобиль необходимо подключить к розетке , настенной коробке или зарядной станции . Подключение осуществляется кабелем с подходящими разъемами. Их несколько, соответствующих желаемому режиму зарядки. Для зарядки дома, на работе или в небольших общественных терминалах вы обычно используете собственный кабель с разъемами типа 2 . К быстросъемным клеммам прикреплен кабель, отвечающий двум стандартам: европейский «Combo CCS» и «Chademo». Японский. Поначалу это может показаться сложным, но на самом деле, когда вы привыкнете, это станет проще. Риск ошибки отсутствует: разъемы имеют разную форму и, следовательно, не могут быть вставлены в неправильное гнездо.

После подключения переменный электрический ток (AC), который циркулирует в распределительной сети, проходит по кабелю, подключенному к автомобилю. Он выполняет серию проверок через свой бортовой компьютер. В частности, он гарантирует, что ток хорошего качества, правильно настроен и что фаза заземления достаточна для гарантии безопасной подзарядки. Если все в порядке, автомобиль пропускает электричество через первый бортовой элемент: преобразователь, также называемый «бортовым зарядным устройством» .

Стандартный зарядный порт Renault Zoé Combo CCS.

Конвертер

Этот орган преобразует переменный ток сети в постоянный ток (DC) . Действительно, аккумуляторы хранят энергию только в виде постоянного тока. Чтобы избежать этого шага и ускорить перезарядку, некоторые терминалы сами преобразуют электричество для подачи постоянного тока непосредственно в батарею.  Это так называемые « быстрые » и « сверхбыстрые » зарядные станции постоянного тока , подобные тем, которые можно найти на станциях автомагистралей. Эти очень дорогие и громоздкие терминалы не предназначены для установки в частном доме.

Аккумулятор

В батарее ток распределяется внутри составляющих ее элементов . Они бывают в виде небольших стопок или собранных вместе карманов. Количество энергии, запасаемой батареей, выражается в киловатт-часах (кВтч) , что эквивалентно «литру» топливного бака. Поток электроэнергии или мощность выражается в киловаттах «кВт» . Производители могут сообщать «полезную» емкость и / или «номинальную» емкость . Это довольно просто: полезная емкость представляет собой количество энергии, фактически используемое транспортным средством. Разница между полезным и номинальным дает запас для продления срока службы батареи .

Пример для понимания: аккумулятор на 50 кВтч, который заряжается мощностью 10 кВт, может перезарядиться примерно за 5 часов. Почему «вокруг»? Поскольку выше 80%, батареи автоматически снижают скорость зарядки.  Подобно бутылке воды, которую вы наполняете из-под крана, вы должны уменьшить поток, чтобы избежать разбрызгивания.

Ток, накопленный в батарее, затем направляется на один или несколько электродвигателей. Вращение осуществляется ротором двигателя под действием магнитного поля, создаваемого в статоре (статической катушке двигателя). Прежде чем достичь колес, движение обычно проходит через редуктор с фиксированным передаточным числом, чтобы оптимизировать скорость вращения.

Передача инфекции

Таким образом, у электромобиля нет коробки передач . В этом нет необходимости, потому что электродвигатель может без проблем работать со скоростью до нескольких десятков тысяч оборотов в минуту. Он обеспечивает вращение напрямую, в отличие от теплового двигателя, который должен преобразовывать прямолинейное движение поршней в круговое движение через коленчатый вал. Логично, что в электромобиле гораздо меньше движущихся частей, чем в тепловозе. Он не требует масла для двигателя, не имеет ремня ГРМ и, следовательно, требует гораздо меньшего обслуживания.

Регенеративное торможение

Еще одним преимуществом транспортных средств с батарейным питанием является то, что они могут вырабатывать электроэнергию. Это называется «рекуперативное торможение» или «режим B» . Действительно, когда электродвигатель вращается «в вакууме» без подачи тока, он его производит. Это происходит каждый раз, когда вы убираете ногу с педали акселератора или тормоза. Таким образом, рекуперированная энергия напрямую вводится в аккумулятор.

Самые последние модели электромобилей даже предлагают режимы для выбора мощности этого рекуперативного тормоза. В максимальном режиме он сильно тормозит автомобиль, не нагружая диски и колодки, и при этом экономит несколько километров запаса хода. В тепловозах эта энергия попросту тратится зря и ускоряет износ тормозной системы.

На приборной панели электромобиля часто есть счетчик, показывающий мощность рекуперативного торможения.

Поломка

Поэтому технические поломки электромобилей встречаются реже.  Однако может случиться так, что у вас закончится энергия после плохого ожидания водителя, как в бензиновой или дизельной машине. В этом случае автомобиль заранее предупреждает о низком уровне заряда батареи, обычно оставшемся от 5 до 10%. Одно или несколько сообщений отображаются на приборной панели или центральном экране и предупреждают пользователя.

В зависимости от модели можно проехать несколько десятков дополнительных километров до точки зарядки. Мощность двигателя иногда ограничивают, чтобы снизить потребление и, следовательно, расширить диапазон. Кроме того, автоматически включается «режим черепахи» : автомобиль постепенно замедляется до полной остановки. Сигналы на приборной панели настоятельно побуждают водителя найти место для остановки в ожидании эвакуатора.

Небольшой урок механики на электромобиле

Чтобы упростить задачу, скажите себе, что вместо теплового двигателя в вашей машине есть электродвигатель. Этот источник энергии находится в батарее.

Вы могли заметить, что у электромобиля нет сцепления.  Кроме того, чтобы получить постоянный ток, водителю достаточно нажать на педаль акселератора. Постоянный ток преобразуется в переменный благодаря действию преобразователя. Это также то, что генерирует электромагнитное поле, проходящее через подвижную медную катушку вашего двигателя.

Ваш двигатель содержит один или несколько фиксированных магнитов. Они противопоставляют свое магнитное поле полю катушки, которое приводит их в движение и заставляет двигатель работать.

Информированные водители могли заметить, что коробки передач тоже не было. В электромобиле это ось двигателя, которая без посредника включает оси ведущих колес. Поэтому автомобилю не нужны поршни.

Наконец, чтобы все эти «устройства» были идеально синхронизированы друг с другом, бортовой компьютер проверяет и модулирует развиваемую мощность. Поэтому в зависимости от ситуации двигатель вашего автомобиля регулирует свою мощность в соответствии с соотношением оборотов в минуту. Часто это меньше, чем на автомобилях внутреннего сгорания.

Зарядка: с чего все начинается

Чтобы ваш автомобиль мог управлять автомобилем, вам необходимо подключить его к розетке или зарядной станции. Сделать это можно с помощью кабеля с подходящими разъемами. Существуют разные модели, соответствующие разным режимам зарядки. Если вы хотите найти свой новый автомобиль у себя дома, на работе или на общественных зарядных станциях, вам понадобится кабель с разъемами типа 2. Используйте кабели «Combo CCS» или «Chedemo» для использования быстрых клемм.

Во время зарядки по кабелю проходит переменный электрический ток. Ваш автомобиль проходит несколько проверок:

  • Нужен качественный и хорошо настроенный ток;
  • Заземление должно обеспечивать безопасную подзарядку.

После проверки этих двух точек автомобиль дает разрешение на прохождение электричества через преобразователь.

Важная роль преобразователя в автомобиле с подключаемым модулем

Преобразователь «преобразует» переменный ток, поступающий через терминал, в постоянный ток.  Этот шаг необходим, потому что аккумуляторы электромобилей могут хранить только постоянный ток. Тем не менее, имейте в виду, что вы можете найти клеммы, которые напрямую преобразуют переменный ток в постоянный. Они отправляют свою «продукцию» прямо в аккумулятор вашего автомобиля. Эти зарядные станции обеспечивают быструю или сверхбыструю зарядку в зависимости от модели. С другой стороны, если вы должны были оснастить себя этими терминалами для зарядки вашего нового электромобиля, знайте, что они очень дороги и внушительны, и поэтому они устанавливаются, в любом случае, на данный момент только в общественных местах (например, например, зоны отдыха на автомагистралях).

Два типа двигателя электромобиля

Электромобиль может быть оснащен двумя типами двигателей: синхронным двигателем или асинхронным двигателем.

Асинхронный двигатель при вращении создает магнитное поле. Для этого он полагается на статор, который получает электричество. При этом ротор постоянно вращается. Асинхронный двигатель в основном устанавливается в автомобилях, совершающих дальние поездки и движущихся с высокой скоростью.

В асинхронном двигателе роль электромагнита берет на себя сам ротор. Поэтому он активно создает магнитное поле. Скорость вращения ротора зависит от частоты тока, получаемого двигателем. Это идеальный тип двигателя для езды по городу, в поездках с частыми остановками и медленным запуском.

Аккумулятор, запас электроэнергии электромобиля

Аккумулятор содержит не несколько литров бензина, а киловатт-часы (кВтч). Расход, который может обеспечить батарея, выражается в киловаттах (кВт).

Батарея всех электромобилей состоит из тысяч ячеек. Когда через них проходит ток, он распределяется между этими тысячами компонентов. Чтобы дать вам более конкретное представление об этих ячейках, представьте их как груды или карманы, соединенные друг с другом.

Как только ток проходит через батареи в батарее, он отправляется на электродвигатель (-ы) вашего автомобиля. На этом этапе статор видит создаваемое магнитное поле. Именно последний приводит в движение ротор двигателя. В отличие от теплового двигателя, он печатает свое движение на колесах.  В зависимости от модели автомобиля он может передавать свое движение на колеса через редуктор. У этого есть только один отчет, что увеличивает скорость его вращения. Именно он находит наилучшее соотношение между крутящим моментом и скоростью вращения. Полезно знать: скорость ротора напрямую зависит от частоты тока, протекающего через двигатель.

Для информации знайте, что новые аккумуляторные батареи работают с литием. Запас хода электромобиля колеблется в среднем от 150 до 200 км. Новые батареи (литий-воздушные, литий-серные и т. Д.) Значительно увеличат емкость батарей этих транспортных средств в течение следующих нескольких лет.

Как изменить внешний вид вашего электромобиля без коробки передач?

Этот тип транспортного средства имеет двигатель, который может совершать несколько десятков тысяч оборотов в минуту! Таким образом, для изменения крейсерской скорости вам не нужна коробка передач.

Двигатель полностью электрического транспортного средства передает вращение непосредственно колесам.

Что следует помнить о литий-ионном аккумуляторе?

Если вы серьезно задумываетесь о покупке электромобиля, вот некоторая важная информация о литий-ионных батареях.

Одним из преимуществ этой батареи является низкая скорость саморазряда. Конкретно это означает, что если вы не используете свой автомобиль в течение года, он потеряет менее 10% своей грузоподъемности.

Еще одно существенное преимущество: аккумулятор такого типа практически не требует обслуживания. С другой стороны, он должен систематически оснащаться схемой защиты и регулирования, BMS.

В зависимости от модели и производителя вашего автомобиля может наблюдаться разное время зарядки аккумулятора . Итак, чтобы узнать, как долго ваш автомобиль будет оставаться подключенным к розетке, обратитесь к плотности его батареи и выбранному вами режиму зарядки. Ориентировочно заряда хватит на 10 часов. Планируйте заранее и ожидайте!

Если вы не хотите или у вас нет времени планировать наперед, подключите свой автомобиль к зарядной станции или настенному ящику: время зарядки сократится вдвое!

Еще одна альтернатива для тех, кто спешит: отдайте предпочтение «быстрой подзарядке» полной перезарядке: ваш автомобиль будет заряжен до 80% всего за 30 минут!

Полезно знать: в большинстве случаев аккумуляторные батареи автомобиля находятся под полом.  Их мощность варьируется от 15 до 100 кВтч.

Удивительная особенность торможения электромобиля

Возможно, вы еще этого не знаете, но вождение электромобиля позволяет производить электричество! Производители автомобилей наделили свои электромобили «сверхмощью»: когда ваш двигатель работает без электричества (например, когда ваша нога отрывается от педали акселератора или когда вы тормозите), он делает это! Эта энергия идет прямо в вашу батарею.

Все современные электромобили имеют несколько режимов, позволяющих их водителям выбирать ту или иную мощность рекуперативного торможения.

Как подзарядить эти новые экологические автомобили?

Вы живете в домике? В этом случае вы можете зарядить машину прямо у себя дома.

Зарядите машину дома

Чтобы зарядить машину дома, возьмите кабель, который был продан вам вместе с автомобилем, и подключите его к стандартной розетке. Тот, от которого вы привыкли заряжать свой смартфон, подойдет! Однако помните о потенциальном риске перегрева.  Сила тока часто ограничивается 8 или 10А, чтобы избежать каких-либо происшествий. Кроме того, если вам нужна полная зарядка, чтобы ваш небольшой электромобиль продолжал работать, лучше запланировать включение на ночь. Это связано с тем, что более низкий ток приводит к более длительному времени зарядки.

Другое решение: установить настенный бокс. Это стоит от 500 до 1200 евро, но вы можете запросить налоговый кредит в размере 30% . Вы получите более быструю зарядку и более сильный ток (примерно 16А).

Зарядите свой автомобиль в общественном терминале

Если вы живете в квартире, не можете подключить свою машину дома или путешествуете, вы можете подключить машину к общественной зарядной станции. Вы найдете все это в специализированных приложениях или в Интернете. Узнайте заранее: вам может потребоваться карта, дающая вам доступ к киоску, выпущенная брендом или сообществом, которое установило указанный киоск.

В зависимости от различных устройств передаваемая мощность и, следовательно, время зарядки также различаются.

Могут ли электрические модели выйти из строя?

Эти более экологически чистые автомобили также имеют то преимущество, что они меньше ломаются. Логично, так как в них меньше компонентов!

Тем не менее, эти автомобили могут испытывать перебои в подаче электроэнергии. Действительно, что касается бензиновых или дизельных автомобилей, если вы не ожидаете достаточного количества «топлива», имеющегося в вашем «баке», ваш автомобиль не сможет двигаться вперед!

Ваш полностью электрический автомобиль отправит вам предупреждающее сообщение, когда уровень заряда батареи станет особенно низким. Знайте, что у вас осталось от 5 до 10% энергии! Предупреждения появляются на приборной панели или на центральном экране.

Будьте уверены, вы (не обязательно) окажетесь на краю безлюдной дороги. Эти чистые автомобили могут перевозить вас от 20 до 50 км — самое время подойти к точке зарядки.

После этого расстояния ваша машина снижает мощность двигателя, и вы должны почувствовать постепенное замедление.  Если вы продолжите движение, вы увидите другие предупреждения. Затем включается режим «Черепаха», когда ваш автомобиль действительно «запыхался». Ваша максимальная скорость не будет превышать десяти километров, и если вы (действительно) не хотите оказаться на краю безлюдной дороги, вам обязательно придется припарковаться или зарядить аккумулятор.

Сколько стоит зарядка электромобиля?

Стоимость пополнения зависит от нескольких факторов. Обратите внимание, что зарядка автомобиля дома обойдется вам дешевле, чем в общественном терминале. Возьмем, к примеру, Renault Zoé. Зарядка в Европе будет стоить около 3,71 евро, или всего 4 цента за километр!

С общественным терминалом рассчитывайте около 6 евро, чтобы преодолеть 100 км.

Вы также найдете терминалы мощностью 22 кВт бесплатно в течение определенного периода времени, прежде чем они станут платными.

Самыми дорогими, несомненно, являются станции с «быстрой подзарядкой». Это связано с тем, что им требуется высокая мощность, и для этого требуется определенная инфраструктура.  Если мы продолжим наш пример Renault Zoé, то 100 км автономности обойдутся вам в 10,15 евро.

Наконец, знайте, что в целом электромобиль обойдется вам дешевле, чем тепловоз. В среднем это стоит 10 евро, чтобы проехать 100 км.

Главная » Электромобили » Как работает электромобиль?

2022-05-26

By: Valentin

On:

In: Электромобили

RTP LIVESlot GacorSlot TerbaruSlot Deposit PulsaSlot OnlineSlot HokiSitus SlotSlot GacorSlot TerbaruRTP SLOTSlot TergacorSlot TerpercayaSlot Deposit PulsaSlot HokiSitus SlotSlot Deposit PulsaSlot OnlineSlot GacorRTP SlotSlot TerpercayaRTP LIVESlot TergacorSlot gacorSlot PulsaSitus SlotSlot TerpercayaSlot Deposit PulsaSlot TergacorSlot OnlineRTP LIVESlot HokiSlot TerbaruSitus SlotRTP LIVEGacor88Slot ResmiGacor77slot deposit pulsagacor88Slot Deposit pulsa tanpa potonganSlot ResmiSlot ResmiGacor88

 

 

Рекуперативное торможение в электромобилях: что это и как работает

Понять, что такое рекуперативное торможение в электромобилях совсем не сложно, для этого нужно лишь обратить внимание на основные характеристики этого вида транспорта.

В отличие от машин с ДВС, где важным фактором является динамика, большинство электромобилей выбирают по запасу хода.

И вот именно этот показатель и можно увеличить с помощью рекуперативной тормозной системы.


Рис. 1. Схема рекуперации энергии в электромобиле.

Что такое рекуперативная система?

Технологию рекуперативного торможения используют не только электрические машины, но и автомобили с бензиновым или дизельным мотором (гибриды).

Основанием для её разработки стали высокие цены на топливо и стремление снизить расходы.

Автопроизводители искали варианты решения проблемы, одним из которых стало получение энергии из процесса торможения.

Своё название система получила от термина recuperatio (лат. «возвращение» или «компенсация»).

Возвращая часть затраченной на торможение энергии, она расходует полученное электричество на разгон транспортного средства с двигателем внутреннего сгорания.

Рекуперация на электромобиле имеет одно серьёзное отличие – выработанная электроэнергия не тратится сразу, а может аккумулироваться.

Это позволяет подзаряжать аккумулятор, а запас хода увеличивается, хотя и незначительно. В то же время для электрического транспорта, который непросто подзарядить в дороге, даже этот небольшой заряд может оказаться решающим.

Принцип работы

Работу системы рекуперации электрической энергии можно описать следующим образом:

  • При торможении электромобиля его силовой агрегат отключается от источника питания (аккумулятора) и переходит в генераторный режим, самостоятельно вырабатывая энергию.
  • В таком режиме в обмотках ротора и статора возникают противоположно направленные токи.
  • На валу электромотора возникает тормозной момент. Он обеспечивает торможение транспортного средства, снижая скорость.
  • Одновременно с этим запасённая машиной кинетическая энергия переходит в электроэнергию и тепло.
  • Электрическая энергия поступает в аккумулятор, увеличивая его заряд.
  • Чем чаще тормозит автомобиль, тем больше заряжается его аккумуляторная батарея.

Рис. 2. Колесо электромобиля с рекуперативной системой.

Система рекуперативного торможения получила распространение, в первую очередь, при поездках на транспорте, оборудованном электродвигателями постоянного тока.

Следует отметить, что она применяется не для полного торможения состава, масса которого слишком большая, чтобы компенсировать её таким способом, а лишь для небольшого снижения скорости.

Однако тормозной момент создаётся достаточно большой, и экономия в течение года только для одного состава достигает сотен тысяч гривен.

Проблемы небольших электромобилей

В отличие от тяжёлых и перемещающихся на высокой скорости электропоездов, получившие такую систему электромобили не получают таких же преимуществ:

  • В городе, особенно при движении в плотном потоке, электромобиль практически не может нормально разогнаться (даже при хороших динамических характеристиках, как у Tesla Model S).
  • Рекуперация мало эффективна, так как скорость в начале торможения небольшая (до 60 км/ч), а масса автомобиля не превышает 1-2 т.
  • Энергии вырабатывается мало, и запас хода увеличивается незначительно.
  • Стоимость установки оборудования, обеспечивающего рекуперацию достаточно большая, а из-за низкой эффективности работы рекуперации она почти не окупается.

Важно: Ситуация немного улучшается при движении с горки и торможениях на высокой скорости. Но так разогнаться электромобили могут только за городом. А большинство доступных по цене электрических моделей не обладает запасом хода для загородных поездок и динамикой для нормального разгона.

Эффективность рекуперативного торможения

Использующую рекуперацию тормозную систему нельзя назвать достаточно эффективной.

Хотя её КПД довольно большой – производители электромобилей и другого электрического транспорта (велосипедов, мопедов и грузовых авто) называют цифру в 60-70% возврата.

При этом первые 10-20% теряются сразу, при захвате кинетической энергии – ещё примерно такое же количество аккумулятор недополучает в процессе преобразования в электроэнергию.

С одной стороны, показатель достаточно большой – 70% кинетической энергии подзаряжают аккумулятор электромобиля.

Запас хода увеличивается, и транспортное средство может проехать дальше на одном заряде.

С другой стороны, кинетической энергии на торможение тратится немного, и цифры нельзя назвать впечатляющими.


Рис. 3. Индикация системы рекуперации модели Volkswagen e-Golf.

Владельцы автомобилей Tesla Model S говорят, что во время поездок по городу пользы от системы рекуперативного торможения практически нет.

Заметить её влияние получается только при поездке по холмистой местности, когда водителю приходится тормозить во время спуска.

Иногда запас хода транспортного средства увеличивается при этом на 15-20%.


Рис. 4. Тормоза премиального электромобиля Tesla Model S.

Перспективы использования рекуперации

Повысить эффективность рекуперативной системы позволяет её использование не только при торможении, но и во время обычной поездки.

Предполагается, что энергия будет возвращаться благодаря инновационной подвеске, которую уже разрабатывают компании Levant Power и ZF.

В будущем такими устройствами могут оснащаться все серийно выпускаемые авто.

Принцип действия системы в подвеске следующий:

  • Рекуперативное устройство будет состоять из небольшого электромотора, 4 электрогидравлических насосов и управляющего блока.
  • Приспособление будет устанавливаться возле амортизаторов каждого автомобильного колеса.
  • При движении входящего в конструкцию штока кинетическая энергия будет переходить в электрическую.
  • Полученная электроэнергия будет передаваться к аккумулятору электромобиля. Если устройство будет устанавливаться на машинах с ДВС, энергия поступит в их электрическую сеть.

Совместная работа рекуперативной системы торможения и устройств, аккумулирующих энергию от обычного движения, должна повысить эффективность примерно вдвое. Однако проект пока находится в разработке. До его завершения и, тем более, установки на серийные авто, может пройти несколько лет.

Выводы

Возможность возвращать хотя бы часть потраченной на торможение энергии и дальнейшее развитие технологий в этом направлении позволяет рассчитывать, что электромобили в будущем станут ещё эффективнее.

Запас хода даже бюджетного электрического транспорта увеличится до 150-200 км, и на таком авто можно будет ездить целый день без подзарядки.

В то же время эффективность рекуперации на компактных электрических авто, таких как Chevrolet Bolt, Hyundai Ioniq или Nissan Leaf, всё равно останется небольшой.

Намного заметнее увеличение запаса хода на грузовиках с электромоторами и на тяжёлых электромобилях типа Tesla Model X, вес которого даже без водителя достигает 2,4 т.

Подобається контент? Підтримай Autogeek на Patreon!

Как работает электрический автомобиль?

Электромобилем является транспортное средство, приводимое в движение одним или несколькими электрическими двигателями. Внешне электрические автомобили выглядят точно также, как и бензиновые. Единственное, что выдает электромобиль во время его передвижении — это практически полное отсутствие звука при работе двигателя. Но хотя, внешне бензиновые и электрические автомобили очень схожи, по принципу своей работы они значительно отличаются.
Под капотом у электромобиля вместо бензинового двигателя установлен электромотор, который получает питание от аккумуляторных батарей. Батареи выполняют функцию «топливного бака» и обеспечивают

электрический двигатель энергией, необходимой для перемещения транспортного средства. Электромобиль также оснащен контроллером – блоком управления работой электродвигателя, который регулирует токи в сети между аккумуляторами и двигателем.

Все остальные компоненты в электрическом автомобиле практически те же, что и в бензиновом: коробка передач, тормоза, подушки безопасности и т.д.


Электрический автомобиль Subaru R1e, при максимальной дальности пробега на одном заряде 80 км,
способен разгонятся до 100 км/ч

Для того, чтобы понять принцип работы электромобиля, давайте рассмотрим механизм переоборудования типичного бензинового автомобиля на электрический.

Электромобиль, который отображен на фотографии, начал свою жизнь в роли обычного бензинового автомобиля Geo Prism. Для того, чтобы переоборудовать данное транспортное средство на электропривод, частично была изменена его внутренняя конструкция. Прежде всего, удалили бензиновый двигатель, глушитель, муфту сцепления, бензобак, выхлопные трубы. Механическую коробку передач оставили на месте для использования на второй передаче. Далее, установили контроллер и электрический двигатель переменного тока, вместо бензинового. Свинцово-кислотные аккумуляторы разместили на полу автомобиля. Заменили тормозную систему, и дополнительно конструируемый электромобиль оснастили водяным насосом, усилителем руля, системой кондиционирования. Вакуумный насос добавили для усиления тормозов.

Коробку переключения передач подключили таким образом, чтобы при движении рычага, передавались сигналы на контроллер. Также, электромобиль укомплектовали зарядным устройством для подзарядки аккумуляторов, установили вольтметр, два потенциометра, подключив их к педали акселератора и контроллеру.

Несмотря на то, что система работы автомобиля была изменена, механизм управления им остался практически неизменным.

В результате нехитрого переоборудования получили электромобиль с такими показателями работоспособности и характеристиками:
— диапазон пробега на одном заряде батарей – 80 км;
— разгон: от 0 до 96 км/ч за 15 секунд;
— количество энергии, необходимое для восстановления заряда аккумуляторных батарей: 12 кВт•ч;
— общий вес батарей: 500 кг.

Как устроен электрический автомобиль внутри?

Электрические автомобили довольно выгодны в эксплуатации. Очевидно, что «топливо» для электрических транспортных средств обходится потребителям намного дешевле, чем их заправка бензином. Несмотря на то, что пробег электромобилей на одном заряде батарей ограничен, это практически не заметно в процессе эксплуатации электрического транспортного средства, поскольку 50-60 км диапазона побега для большинства людей вполне достаточно для осуществления всех их ежедневных поездок. Единственным минусом электромобилей является довольно значительная стоимость аккумуляторов. Именно батареи являются на данным момент самым слабым звеном электрического автомобиля.

Основными электрическими комплектующими являются:
-электрическиский двигатель,
-контроллер,
-аккумуляторные батареи.

Контроллер принимает токи от батарей и подает их на электрический двигатель. Благодаря паре потенциометров (переменных резисторов), установленных на педали акселератора, обеспечивается формирование сигнала, подаваемого к контроллеру, о том, сколько энергии он должен доставить. Когда автомобиль останавливается, контроллер не подает токов на двигатель, во время же движения, при давлении на педаль акселератора (газа) контроллер обеспечивать подачу электрического тока на электромотор.

Контроллер считывает импульсы с потенциометров педали газа и, в соответствии с воспринимаемыми данными, регулирует мощность электродвигателя.

В целях повышения уровня безопасности в педали акселератора электрического автомобиля установлено два потенциометра. Контроллер, считывая информацию с них обоих, убеждается, что их сигналы равны. Если же контроллером будут выявлены даже малейшие различия в сигналах – он не реагирует ни на один из них.

В отличии от бензинового автомобиля, электрический является практически бесшумным устройством. Частота подаваемых контроллером импульсов составляет 15000 раз в секунду. Поскольку такой диапазон пульсации просто не реально уловить человеческим слухом, работа контроллера и электрического мотора остается практически бесшумной для человека.

Электрические двигатели и аккумуляторные батареи

Электрический двигатель – сердце электромобиля, его главная движущая сила. В основу работы электродвигателя заложен принцип электромагнитной индукции (явление, связанное с возникновение электродвижущей силы в замкнутом контуре при изменении магнитного потока). Электрический двигатель преобразовывает электрическую энергию в механическую. Коэффициент полезного действия современного электродвигателя составляет 85-95%.

Основными характеристиками электрического двигателя являются: мощность, максимальный крутящий момент, напряжение, ток и частота вращения.
Для комплектования электрического автомобиля могут использовать, как электродвигатели постоянного тока, так и переменного. Каждый из этих двигателей имеет свои преимущества и недостатки. Двигатель постоянного тока может работать от питания в 96V-192V. Двигателя переменного тока является трехфазным двигателем, питаемым переменным током.

В последнее время довольно популярным стало использование в электромобилях мотор-колес. Благодаря объединению в одной конструкции обычного колеса и электрического двигателя, обеспечивается хорошая управляемость транспортным средством.

Некоторые электродвигатели переменного тока при торможении транспортного средства способны работать в генераторном режиме, благодаря чему вырабатывается электрическая энергия, которая сохраняется в аккумуляторных батареях, и в дальнейшем используется для движения автомобиля (функция рекуперативного торможения). Система рекуперативного торможения позволяет увеличить диапазон пробега электромобиля до 15%.

Основными источниками энергии в электрических автомобилях являются аккумуляторные батареи. Довольно высокая цена на аккумуляторы – главная причина того, почему в мире до сих пор преобладают бензиновые автомобили. Удешевление аккумуляторных батарей значительно поспособствовало бы повышению популярности электротранспортных технологий.

Свинцово-кислотные батареи являются самым популярным и наиболее дешевым вариантом аккумуляторных батарей. Высокий уровень их популярности в мире связан также с тем, что эти аккумуляторы на 97% подлежат вторичной переработке. Никель-металлгибридные аккумуляторы имеют более высокую производительность, нежели свинцово-кислотные, но по цене они дороже. Литий-ионные батареи – идеальный вариант для электромобилей, поскольку они легкие, компактные и прекрасно сохраняют энергию. Однако, покупка литий-ионных батарей доступна не каждому, поскольку они являются наиболее дорогим видом аккумуляторов.

Часто в электрических автомобилях помимо батарей, обеспечивающих питание электродвигателя, устанавливается ещё один небольшой дополнительный аккумулятор, необходимый для работы автомобильных аксессуаров: фар, автомагнитолы, приборной панели, подушек безопасности, стеклоочистителей, электрических стеклоподъемников и иных устройств.

Зарядка электического автомобиля

Любой электрический автомобиль нуждается в системе подзарядки аккумуляторов. Зарядная система автомобиля позволяет восполнять энергию батарей практически в любом удобном для пользователя месте, где есть электрическая розетка. Данная система обеспечивает поступление к аккумуляторам электрической энергией с максимально допустимой для батарей скоростью. Во время зарядки зарядное устройство контролируют напряжение, силу тока и температуру в батареях.

Зарядное устройство может быть отдельным от конструкции электромобиля блоком, или же быть полностью интегрировано в электрический автомобиль.

© Сергей Вольтер 2013
Любое копирование, перепечатка и распространение материалов статей без разрешения правообладателя запрещены и преследуются по закону. Нарушение авторских прав будет рассматриваться согласно статьи 52 Закона Украины «О авторском праве и смежных правах», статьи 176 Криминального Кодекса Украины, статьи 432 Гражданского кодекса Украины, статьи 51-2 Кодекса Украины об административных правонарушениях.

Как работает электромобиль? Ключевые компоненты, сравнение

Владение электромобилем может означать, что вы больше никогда не посетите заправку. 3alexd / Getty Images.

Электромобили (электрокары) – это растущая отрасль. Хотя они по-прежнему составляют лишь около 2% рынка новых автомобилей в США, продажи в Европе и Китае неуклонно растут. С учетом текущих темпов роста в сочетании с государственной политикой, согласно прогнозам, количество электромобилей в мире увеличится с 8 миллионов в 2019 году до 50 миллионов к 2025 году и почти до 140 миллионов к 2030 году. Многие (но не все) крупные производители автомобилей активно пытались адаптироваться к этой полностью электрической тенденции. (1, 2, 3, 4, 5)

Если вы находитесь на рынке или хотя бы хотите купить электромобиль, полезно знать, как он работает, чтобы вы могли принять обоснованное решение о выборе подходящего.

Ключевые компоненты электромобиля

Разработчики электромобилей упорно трудились, чтобы воспроизвести внешний вид автомобилей с бензиновым двигателем. Некоторые модели даже имеют имитацию решетки радиатора на передней части автомобиля, хотя они полностью нефункциональны. На рынке есть несколько трехколесных или футуристических электромобилей, но большая часть того, что водители сразу видят как внутри, так и снаружи электромобиля – корпус на шасси, четыре колеса, окна, сиденья, рулевое колесо, бардачок – если не присматриваться.

Под капотом

Откройте капот, и различия очевидны. Нет ни двигателя, ни радиатора, ни карбюратора, ни свечей зажигания. В зависимости от модели электромобили могут иметь всего 30–40 движущихся частей, в то время как автомобиль с бензиновым двигателем может иметь 2000 и более, что значительно снижает затраты на ремонт электромобиля. Там, где обычно находится двигатель, у некоторых электромобилей есть передний багажник, подходящий для пары сумок с продуктами. Все это пустое пространство добавляет безопасности электромобилю, давая ему большую зону деформации, которая лучше поглощает силу лобового столкновения.

Под автомобилем

Загляните под заднюю часть автомобиля, и вы не увидите выхлопной трубы. Поскольку нет двигателя внутреннего сгорания, нет необходимости в выхлопной системе или глушителе для уменьшения грохота двигателя. Новых водителей электромобилей удивляет, насколько мало вибрации или шума издает их автомобиль; когда автомобиль останавливается на перекрестке, только огни на панелях управления сообщают, что он все еще работает.

Благодаря нулевым выбросам из выхлопной трубы электромобили помогают сократить одну из основных причин изменения климата: парниковые газы от транспортного сектора, на долю которых в 2018 году приходилось 28% общих выбросов парниковых газов. Во многих частях мира уголь по-прежнему является ведущим источником производства электроэнергии, поэтому, в зависимости от источника электроэнергии, электромобили не могут быть полностью свободными от выбросов. Однако даже если электричество в батарее электромобиля было создано за счет сжигания угля, электромобили по-прежнему производят гораздо меньше выбросов, чем автомобили, работающие на бензине или газе. И поскольку электросеть все больше и больше полагается на источники с низким или нулевым уровнем выбросов, эта разница будет только увеличиваться. (6, 7, 8)

Аккумулятор

Под автомобилем вы заметите большую электрическую батарею, в которой накапливается энергия, необходимая для работы автомобиля. Батарея на самом деле представляет собой набор из множества литий-ионных аккумуляторных модулей меньшего размера, которые сами состоят из отдельных аккумуляторных ячеек (размером с батарею AAA) и соединены в электрические цепи с электронным управлением для обеспечения максимальной мощности наиболее эффективным способом. Аккумуляторные технологии стремительно развиваются, появляются новые химические составы и различные производственные процессы, направленные на увеличение плотности энергии аккумулятора при одновременном снижении стоимости самой дорогой части автомобиля.

Одной из опасностей всех литий-ионных аккумуляторов является «тепловой разгон», ведущий к взрывному возгоранию, поэтому аккумуляторный блок охлаждается с помощью системы терморегулирования и защитного кожуха. Пожары в электромобилях привлекают внимание средств массовой информации из-за опасений по поводу новых технологий; между тем, только в США ежедневно происходит около 166 пожаров в бензиновых автомобилях. Автомобили с аккумуляторным питанием имеют гораздо меньший риск загореться, чем автомобили, которые по определению работают на горючих жидкостях. (9)

Что такое инвертор?

Инвертор – это небольшой, но жизненно важный компонент электромобиля, который преобразует электричество постоянного тока, хранящееся в аккумуляторе, в переменный ток, который запускает двигатель. В электромобиле он расположен между аккумулятором и двигателем.

Двигатель

Двигатель электромобиля следует тому же принципу, который используется с 19 века: преобразование электричества в механическую энергию. Это происходит, когда электричество передается от аккумулятора к неподвижной части двигателя (статор), которая создает магнитное поле, которое вращает вращающуюся часть (ротор). Вращающийся ротор – это то, что создает механическую энергию, которая вращает колеса автомобиля с помощью одной передачи. Чем больше электричества, тем быстрее вращается ротор, и поскольку в электромобилях нет переключения между передачами, ускорение и замедление подразумевают плавный переход между скоростями.

В то время как автомобиль с бензиновым двигателем может иметь только один двигатель внутреннего сгорания, электромобиль может иметь несколько двигателей, которые могут работать независимо. В двухмоторном транспортном средстве один двигатель предназначен для езды по городу, а другой двигатель (часто называемый асинхронным) предназначен для более высоких скоростей. Полный привод является обычным явлением в электромобилях, потому что каждое колесо может иметь свой собственный двигатель, увеличивая маневренность и тягу, и даже может позволить шинам вращаться в разных направлениях.

Читайте также: Есть ли коробка передач в электромобиле?

Электрические и бензиновые автомобили: что лучше?

Если большая часть физических различий между электрическими и бензиновыми автомобилями находится под капотом или вне поля зрения, то же самое можно сказать о различиях в управлении, заправке и техническом обслуживании различных типов транспортных средств.

Ускорение

Белый электромобиль проезжает по улице города. EMS-FORSTER-PRODUCTIONS / Getty Images

Вождение электромобиля почти такое же, как вождение автомобиля, работающего на бензине, с некоторыми отличиями, которые водители сразу заметят и к которым относительно быстро адаптируются. Электромобили известны своим быстрым ускорением, и мгновенное движение вперед – это, пожалуй, первое, что новички узнают в электромобиле. Крутящий момент является силой, вызывающей вращение – в данном случае двигателя автомобиля, выраженная в оборотах в минуту (об/мин). Поскольку бензиновые двигатели запускаются на низких оборотах, которые увеличиваются за счет постепенного переключения передач, в достижении максимального крутящего момента наблюдается задержка.

Однако в электромобиле максимальный крутящий момент достигается сразу после нажатия на акселератор (а не на «педаль газа»), при котором автомобиль двигается вперед, а водитель снова упирается в свое сиденье. Некоторые электромобили имеют самое высокое ускорение от 0 до 60 в своем классе транспортных средств, что особенно полезно при выезде на шоссе, обгонах более медленных транспортных средств и предотвращении аварий.

Торможение

В автомобиле, работающем на бензине, генератор переменного тока получает энергию от вращающихся колес для зарядки относительно меньшего аккумулятора автомобиля. Когда водитель начинает торможение в электромобиле, «рекуперативное торможение» извлекает энергию из импульса транспортного средства для выработки электричества и отправки ее обратно в аккумулятор, увеличивая запас хода транспортного средства. Вождение в режиме рекуперативного торможения означает, что каждый раз, когда вы убираете ногу с педали акселератора, автомобиль замедляется быстрее, чем в газовом автомобиле. Хотя автомобиль не останавливается полностью, рекуперативное торможение позволяет «вести автомобиль с одной педалью», когда педаль тормоза нажимается реже, что снижает износ тормозов.

Управление

Благодаря большому и тяжелому аккумулятору, расположенному вдоль большей части его базы, электромобиль имеет более низкий центр тяжести, чем большинство бензиновых автомобилей, что улучшает управляемость на поворотах и в условиях скользкой дороги. Это также снижает частоту опрокидывания, повышая безопасность автомобиля.

Заправка

krisanapong detraphiphat / Getty Images

Самое принципиальное отличие электромобиля от бензинового – это, конечно, источник энергии. Вместо бензобака на электромобиле будет порт для зарядки (или порты, поскольку существует несколько способов зарядки электромобиля). Даже самый быстро заряжающийся электромобиль заряжается дольше, чем заправляется бензобак. Однако 80% зарядки электромобиля происходит дома, за ночь, так же, как и телефон, поэтому скорость зарядки более актуальна для дальних поездок и для людей, которые не могут заряжать дома. Напротив, если предположить, что типичный потребитель заправляет свой бензобак три раза в месяц и каждый раз проводит на заправочной станции по пять минут, в общей сложности он тратит три часа в год на заправку в любую погоду – ни одна из которых не может быть сделана, пока он спит. Водитель электромобиля обычно тратит не более нескольких секунд на подключение. (10)

Электроэнергия может легко поступать в электромобиль и выходить из него, в отличие от бензина, и одна из новых технологий – это возможность подключения автомобиля к сети (V2G) или от автомобиля к дому (V2H). Теоретически аккумуляторы электромобилей можно использовать для питания домашнего хозяйства во время отключения электроэнергии или для подачи электроэнергии в сеть, чтобы повысить ее эффективность и стабильность и заработать деньги владельцу электромобиля. Однако не все электромобили оснащены этой возможностью, и некоторые производители электромобилей запрещают ее и аннулируют гарантию владельца электромобиля, если она используется, поскольку частая разрядка литий-ионной батареи сокращает ее ожидаемый срок службы.

Тюнинг и ремонт

Поскольку основная функция электромобиля – это перемещение электронов, он больше похож на компьютер на колесах, чем на механическое устройство (двигатель) на колесах. Как и производители цифровых устройств, некоторые производители электромобилей рассылают по беспроводной сети обновления программного обеспечения, чтобы повысить эффективность или добавить новые функции в свои автомобили. Это не только продлевает срок службы автомобиля и снижает его эксплуатационные расходы; со временем это также может увеличить стоимость перепродажи автомобиля. Для электромобиля с небольшим количеством движущихся частей «электронные настройки» могут быть более частыми, чем посещения ремонтной мастерской. Согласно исследованию Consumer Reports, «водители электромобилей и подключаемых гибридов платят вдвое меньше за ремонт и техническое обслуживание своих автомобилей. Потребители, приобретающие электромобиль, могут рассчитывать сэкономить в среднем 4600 долларов на расходах на ремонт и техническое обслуживание в течение всего срока службы автомобиля по сравнению с автомобилем с бензиновым двигателем. (11)

Электромобили могут быть не для всех, и к ним относятся с большим скептицизмом. Примерно то же самое было сказано об автомобилях в начале двадцатого века, когда бензин и Модель T произвели революцию в транспорте: «Я не верю, что внедрение автомобилей когда-либо повлияет на езду на лошадях,» – сказал член британского парламента Скотт Монтегю в 1903 году. Электромобили уже подрывают автомобильную промышленность. Следующее десятилетие определит, пойдут ли автомобили с бензиновым двигателем путем лошади.

Treehugger

Михаил Сюняев

Работает экологическим и научным журналистом более 15 лет. Пишет о науке, культуре, космосе и устойчивом развитии. Внештатный автор сайта «Знание – свет».

Как работают электромобили

Как работают электромобили

Если вы покупаете электромобиль, вы должны знать, что происходит под капотом.

Даже самый неопытный водитель может определить основные компоненты автомобиля с газовым двигателем, такие как топливный бак и двигатель.

И даже если вы никогда не водили электромобиль, все равно относительно просто понять его основные части. Например, вместо бензобака у них аккумуляторы. Вместо двигателя у них электродвигатель. И вместо выхлопной трубы у них нет выхлопной трубы. Просто, верно? В основном да. Есть еще несколько вещей, которые должен понимать новый владелец электромобиля.

Когда вы покупаете электромобиль здесь, на MYEVs

Мы предоставим вам всю информацию вам нужно принять обоснованное решение

, например, кВтч и запас хода, а также время, необходимое для зарядки подключаемого автомобиля. После того, как вы прочитаете эту статью, эти цифры станут намного понятнее.

Зарядка

Диапазон 259 Mi

Размер батареи 75 кВтч

Самая быстрая полная зарядка 80% за 30 минут

Стоимость зарядки (полная) $8

Ежемесячная плата 45 долларов США

Начнем с общей настройки

Когда вы подключаете свой электромобиль к источнику питания

Автомобиль получает электричество и хранит его в аккумуляторной батарее. У рюкзака есть ограничение на количество электричества, которое он может вместить, точно так же, как бак может вместить только определенное количество галлонов. В электромобиле этот предел выражается в киловатт-часах или кВтч. Хотя, вероятно, небольшой процент от полной емкости батареи зарезервирован инженерами по техническим причинам, связанным с сроком службы батареи и безопасностью, большинство батарей рассчитаны на их полезные кВтч. В подержанных и новых электромобилях вы увидите емкости аккумуляторов, которые варьируются от среднего уровня (16 кВтч) в Mitsubishi i-MiEV до 100 кВтч в самых дорогих автомобилях Tesla. Большинство распространенных подержанных электромобилей будут иметь блоки мощностью около 20 или 30 кВтч, как и различные Nissan Leaf первого поколения (в зависимости от уровня отделки модельного года), в то время как более новые модели (Chevy Bolt EV или Leaf второго поколения) имеют пакеты по 40-60 кВтч. В зависимости от того, насколько эффективен электромобиль, он будет проезжать разное количество миль на каждый киловатт-час в аккумуляторе, но общее и очевидное правило заключается в том, что батареи большего размера позволяют автомобилю проехать дальше, но и стоят дороже.

Разумно покупать электромобиль, запас хода которого достаточен, чтобы покрыть вашу среднюю ежедневную поездку, и не более того, особенно если общедоступная зарядка возможна там, где вы живете.

В дороге

Аккумулятор питает электродвигатель, компактный и мощный — и тихий — инструмент, который заменяет двигатель в бензиновом или дизельном автомобиле. Почти все пассажирские электромобили используют прямой привод для вращения колес, поэтому в трансмиссии нет необходимости.

Как долго ваш электромобиль должен быть подключен к розетке, чтобы зарядить аккумулятор

Это зависит от многих факторов. Хорошей новостью является то, что все современные электромобили могут поддерживать скорость зарядки не менее 240 вольт, уровень 2, что увеличивает запас хода на 25 миль в час при зарядке вашего аккумуляторного блока. В каждом листинге MYEV будет указано, может ли этот электромобиль поддерживать более быстрые технологии зарядки, такие как CHAdeMO или SAE Combo, которые могут заполнить до 80 процентов от общей емкости аккумулятора всего за 20–30 минут.

Это в некоторой степени сравнимо с заправкой вашего автомобиля на стандартной заправочной станции, и наиболее известными примерами этих быстрых зарядных устройств постоянного тока являются нагнетатели Tesla, которые могут использоваться только в автомобилях Tesla, но широко доступны в США, что делает поездки по пересеченной местности уникальная функция продажи этих автомобилей.

Еще одна вещь, которую следует учитывать, это наличие послепродажной гарантии на подержанный электромобиль.

Фактически, гарантия на трансмиссию для большего количества электромобилей длится дольше, чем общая гарантия. Например, базовая гарантия на Nissan Leaf 2018 года составляет три года или 36 000 миль. Однако на трансмиссию распространяется гарантия на пять лет или 60 000 миль. Это должно придать покупателям уверенность, необходимую им для опробования новой технологии, но это не является большой проблемой для автопроизводителей, поскольку данные, полученные с течением времени, свидетельствуют о том, что большинство аккумуляторных батарей для электромобилей очень надежны.

Как работают электромобили? Tesla Model S работает не так, как другие автомобили. Он приводится в движение электродвигателем и питается от литий-ионной батареи. От асинхронного двигателя переменного тока до батареи, заряжаемой постоянным током, мы рассмотрим, как работают электромобили! Это наука! Барт учит нас, как работают машины, взрывая и разрезая предметы пополам. Это научное шоу для автолюбителей, которым быстро становится скучно. Присоединяйтесь к Барту, который расскажет о науке, лежащей в основе всего, что связано с автомобилестроением. Это автомобили вплоть до атома. Это научный гараж.

Мы всегда здесь для вас

Покупка вашего первого электромобиля может сначала показаться запутанной. Но мы здесь, чтобы помочь вам. Отправьте нам любой вопрос, который у вас есть, и мы ответим как можно быстрее. Делимся с вами нашими знаниями об электромобилях. Ваши вопросы и наши ответы также заполнят наш раздел «Обучение», над которым мы уже усердно работаем.

Просмотр объявлений MYEVНапишите нам по электронной почте

Ваша семья MYEV

Как работают электромобили?

ПРИВОД ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ

Типы электромобилей

Анатомия электромобиля

Источник питания

Воздействие на окружающую среду

По мере того, как люди во всем мире все чаще переходят на более ресурсо- и экономичный способ вождения, автомобильный ландшафт меняется, отражая этот спрос. Крупные производители, в том числе Tesla, Ford, GM и VW, отреагировали выпуском нескольких типов электромобилей. Эти инновационные автомобили могут напоминать автомобили с бензиновым двигателем снаружи, но то, что отличает их, находится внутри, в частности, как они работают.

Так как же работают электромобили? И как они обеспечивают нулевые выбросы и большую пользу для окружающей среды? Мы познакомим вас с различными типами доступных электромобилей, деталями, из которых состоят эти автомобили, и их питанием.

Изображение предоставлено Tesla, Inc.

ТИПЫ ЭЛЕКТРОМОБИЛЕЙ

Какие существуют типы электромобилей?

Аккумуляторный электромобиль (BEV)

BEV, также известный как полностью электрический автомобиль, представляет собой транспортное средство, работающее исключительно на электричестве. Электродвигатель заменяет традиционный двигатель внутреннего сгорания, используемый в автомобилях с бензиновым двигателем, используя перезаряжаемую батарею вместо топливного бака.

Для подзарядки автомобильного аккумулятора необходима хорошая инфраструктура зарядных станций в вашем районе или домашняя зарядная станция. Полностью электрические автомобили обычно очень тихие из-за отсутствия шума двигателя, а отсутствие выхлопной системы означает отсутствие выхлопных газов.

Гибридный электромобиль (HEV)

В гибридном транспортном средстве используется сочетание как электрической технологии, так и традиционных методов топлива, включая электрическую батарею и двигатель внутреннего сгорания. Двигатель питается бензином, неэтилированным или дизельным, а электродвигатель заряжается с помощью рекуперативного (рекуперативного) торможения. Узнайте больше о рекуперативном торможении в нашем руководстве по вождению электромобиля.

Гибриды обеспечивают лучшую экономию топлива и меньше выбросов CO 2 , чем традиционные автомобили, работающие на бензине, но они не достигают нулевого уровня выбросов полностью электрических автомобилей. Тем не менее, они оснащены технологией остановки и запуска для уменьшения холостого хода двигателя.

Подключаемый гибридный электромобиль (PHEV)

Подключаемые гибриды аналогичны гибридным автомобилям (HEV), но предлагают больший запас хода, поскольку они имеют более крупные батареи и двигатели, а также могут заряжаться на зарядной станции. Они в основном используют электричество для вождения, но используют топливо из бензобака, когда батарея разряжена.

PHEV обеспечивают экологические преимущества электромобиля с дополнительной гарантией наличия двигателя внутреннего сгорания, если вы не можете найти точку зарядки. Это может быть идеальным, если вы путешествуете в отдаленных районах, где зарядные станции могут быть недоступны. Однако, как мы обсуждаем в нашем руководстве по зарядке электромобилей, по всей стране насчитывается более 40 000 зарядных станций, и они быстро устанавливаются.

EV ANATOMY

Какие детали есть у электромобиля?


Электродвигатель
Получает энергию от аккумулятора или двигателя и передает ее на колеса для их вращения. Некоторые двигатели имеют рекуперативные функции, которые заряжают аккумулятор.
Тяговый аккумулятор
В нем накапливается электроэнергия, которая вырабатывается и затем используется электродвигателем для подачи на колеса.
Порт зарядки
Используется для подключения автомобиля к внешнему источнику питания при подзарядке аккумулятора.

Изображение предоставлено Tesla, Inc.