Как строится современный электромобиль

Сейчас много говорят об электромобилях и их преимуществах. По сравнению с конкурентами с бензиновыми или дизельными двигателями, они имеют гораздо более низкий уровень шума и более низкие эксплуатационные расходы.

Источники сообщают, что правительства более десятка штатов во главе с Калифорнией и ее многомиллиардной покупательной способностью подталкивают автомобильные компании к созданию полностью электрических транспортных средств. Будущее за электромобилями.

Как работают электромобили?

Полностью электрические транспортные средства, также называемые аккумуляторными электромобилями (или просто электромобили), имеют электродвигатель вместо двигателя внутреннего сгорания. В транспортном средстве используется большая тяговая батарея для питания электродвигателя, и его необходимо подключать к розетке или зарядному устройству, также называемому питающим оборудованием для электромобилей (EVSE). Поскольку он работает на электричестве, автомобиль не выделяет выхлопные газы из выхлопной трубы. В нем также отсутствуют типичные компоненты транспортных средств на жидком топливе, такие как топливный бак, топливопровод и топливный насос.

Каковы ключевые компоненты электромобиля?

Электродвигатель

Электродвигатель используется для привода колес автомобиля, и если используются два двигателя, по одному на каждой оси, то электромобили также могут иметь полный привод. Например, у Jaguar I-Pace два электродвигателя и полный привод, а у Nissan Leaf — один электродвигатель и передний привод.

В современных электромобилях в основном используются два различных типа двигателей — асинхронные двигатели переменного тока и двигатели с постоянными магнитами.

Их основные отличия:

В асинхронных двигателях переменного тока используются многослойные стальные листы с заглубленными периферийными проводниками. Они лучше подходят для высокопроизводительных электромобилей, поскольку могут производить больше мощности.

Для двигателей с постоянными магнитами требуются редкоземельные металлы. Как правило, они более эффективны.

Они потребляют примерно одинаковое количество энергии, а двигатели переменного и постоянного тока используют новейшие технологии для повышения производительности и эффективности.

Для своих Model S и Model X Tesla использует асинхронный двигатель переменного тока. Оба являются большими мощными автомобилями. Для Model 3 они перешли на двигатель с постоянными магнитами, который легче и эффективнее.

Аккумулятор

Батареи обычно устанавливаются в автомобиле низко, а в некоторых случаях почти у земли. Это помогает поддерживать низкий центр тяжести автомобиля и, таким образом, помогает ему оставаться устойчивым на поворотах. Однако батареи тяжелые, поэтому большинство электромобилей весят намного больше обычных автомобилей. Например, Audi e-tron весит 2490 фунтов, а Ford Fiesta — 1620 фунтов.

На заре электромобилей эти батареи были свинцово-кислотными, но в современных электромобилях используются литий-ионные батареи, которые могут хранить гораздо больше энергии.

Электромобили также обычно имеют вспомогательную аккумуляторную батарею для питания электрики автомобиля. Это означает, что информационно-развлекательная система и автомобильные фары по-прежнему будут работать, если у вас закончится питание от основного аккумулятора.

Электромобили больше подвержены влиянию погоды, чем любой другой тип автомобиля. В холодную погоду вы, вероятно, увидите значительно меньшую дальность полета от вашего автомобиля, чем в теплые месяцы.

Регенеративное торможение

Электромобили способны восстанавливать часть энергии, обычно теряемой при торможении, и возвращать ее в основную батарею для увеличения дальности. На практике это дает ощущение замедления автомобиля, как только вы нажимаете на педаль акселератора. Большинство электромобилей позволяют регулировать степень этого эффекта.

Зарядка

Большинство полностью электрических автомобилей и гибридов необходимо подключать для подзарядки либо от стандартной бытовой розетки, либо от настенного зарядного устройства, либо от быстрого зарядного устройства, которое вы чаще всего увидите на станциях техобслуживания на автомагистралях или в крупных городах. В будущем вам не нужно будет подключать электромобиль для зарядки: вместо этого вы подъедете к специальной площадке, и автомобиль будет заряжаться по беспроводной сети [04] с помощью процесса, известного как индукционная зарядка.

Устройство управления

У электромобилей также есть блок управления, который определяет, сколько энергии от аккумуляторов передать на электродвигатель. Если бы контроллер работал как выключатель света и всегда был включен или выключен, было бы почти невозможно поддерживать вашу скорость. Чтобы помочь в этом, контроллер подает мощность на электродвигатель тысячи раз в секунду, в зависимости от положения педали акселератора, чтобы имитировать ощущение вождения обычного автомобиля. Даже в этом случае электромобили обычно очень хорошо ускоряются, и это потому, что весь крутящий момент автомобиля — или тяговая мощность — доступен, как только вы опускаете ногу.

Транспортные средства на топливных элементах

Некоторые электромобили получают электроэнергию от водородных топливных элементов, и эти транспортные средства обычно называют просто автомобилями на топливных элементах. В настоящее время существует множество различных типов водородных топливных элементов, но большинство из них работают по одному и тому же принципу объединения водорода и кислорода для производства электроэнергии и воды. Toyota Mirai и Hyundai Nexo — два примера автомобилей на водородных топливных элементах.

Что отличает электромобиль от бензинового или дизельного?

Передача инфекции

Подключаемые к электросети электромобили также не требуют трансмиссии. Это связано с тем, что, в отличие от двигателей внутреннего сгорания, 100% крутящего момента электродвигателя доступно на очень низких скоростях, поэтому нет необходимости в нескольких передачах. В двигателях внутреннего сгорания необходимый крутящий момент доступен только в узком диапазоне оборотов двигателя. Следовательно, необходимы передачи, чтобы поддерживать обороты двигателя на уровне, необходимом для мощности и эффективности. В современных электромобилях используется одна одинарная понижающая передача. От нулевой до максимальной скорости они всегда находятся на одной и той же передаче. Так работают аккумуляторные электромобили.

Заправка и зарядка

Процесс заправки электромобилей принципиально отличается от заправки автомобилей с обычным двигателем.

В автомобилях с дизельным или бензиновым двигателем хозяин едет на заправку и заправляет бак жидким топливом.

В случае электромобилей с аккумулятором владелец подключает его к электросети в определенных точках зарядки, чтобы подзарядить аккумулятор. В зависимости от типа зарядной станции и размера аккумулятора электромобиля для зарядки автомобиля может потребоваться от получаса до 8 часов! Это зависит от типа зарядной станции. Срок службы аккумулятора электромобиля также зависит от многих факторов. Большинство людей ежедневно заряжают свой электромобиль от зарядной станции уровня 2 и каждый день выходят из дома с полностью заряженным аккумулятором.

Вредные выбросы

Согласно источникам, хотя электромобили не выделяют парниковые газы, они работают на электричестве. Процесс производства электроэнергии из ископаемого топлива сопровождается выбросами CO2.

В целом электромобили имеют низкий уровень выбросов в течение всего срока службы по сравнению с обычными автомобилями с двигателями внутреннего сгорания. В будущем доля зеленой энергии, такой как использование солнечных батарей, также увеличится, что еще больше сократит количество вредных выбросов от электромобилей.

Заключение

Подводя итог, можно сказать, что основой электромобиля является то, что владелец подключает его к автомобилю для зарядки аккумуляторной батареи, которая приводит в действие электродвигатель, приводящий в движение колеса от односкоростной коробки передач. В автомобилях с традиционным двигателем владелец заправляет топливный бак, который приводит в действие двигатель внутреннего сгорания, который передает мощность на многоступенчатую трансмиссию, которая, в свою очередь, приводит в движение колеса. Для этого требуются тысячи движущихся частей, которые нуждаются в смазке и возможной замене, что значительно отличается и сложнее, чем простая и более эффективная трансмиссия электромобиля.