Какая мощность двигателя нужна для электромобиля

Содержание
  1. Разбираемся в определениях и характеристиках электромобилей
  2. Электромобиль (BEV/EV)
  3. Плагин-гибрид (PHEV)
  4. Гибрид (HEV)
  5. Электромобиль с увеличенным запасом хода (REX/REEV)
  6. Киловатт (кВт/kW)
  7. Ампер-час (А*ч/Ah)
  8. Киловатт-час (кВт*ч/kWh)
  9. Аккумуляторная батарея (АКБ)
  10. Запас хода
  11. Рекуперативное торможение
  12. Инвертор
  13. Редуктор
  14. Силовая установка электромобиля, электродвигатель
  15. Электромобиль своими руками
  16. Какой мощности электродвигатель для электромобиля. Как устроен электромобиль? Электрические двигатели и аккумуляторные батареи.
  17. Тип по степени гибридизации
  18. Строение электромобиля
  19. Двигательная система
  20. Аккумуляторы
  21. Охлаждение
  22. Узнайте больше об электромобиле
  23. Типы двигателей
  24. Тип напряжения
  25. Количество фаз
  26. Конструкция
  27. Основные компоненты электромобиля
  28. Принцип работы
  29. Преимущества и недостатки электромобилей перед машинами с ДВС
  30. Модели электрических гибридных автомобилей
  31. Гибридные электрические транспортные средства
  32. Как заряжаются электромобили
  33. Заключение
  34. 1. Как устроен электромобиль?
  35. 2. Электрические двигатели и аккумуляторные батареи
  36. 3. Зарядка электрического автомобиля

Разбираемся в определениях и характеристиках электромобилей

Характеристики электромобилей, в отличие от привычных нам с ДВС имеют другие критерии измерения, а также совершенно новые, незнакомые новичкам определения.

В этой статье мы попробуем собрать основные термины электромобильной тематики . Возможно вы их уже встречали, но не факт что понимали обозначение.

Если по вашему мнению есть моменты с аббревиатурами или показателями которые сюда не попали, пишите в комментариях. Обязательно ответим и в дальнейшем подготовим аналогичный FAQ.

Электромобиль (BEV/EV)

Battery Electric Vehicle (BEV) — означает «чистый» электромобиль — транспортное средство работает исключительно на батарее, как источнике питания.

Zero Emission Vehicle (ZEV) — автомобиль с нулевым уровнем выбросов, к нему относятся все «чистые» электромобили.

Плагин-гибрид (PHEV)

Plug-in Hybrid Electric Vehicle (PHEV) — гибридный автомобиль с ДВС и электромотором. АКБ заряжается от внешних источников энергии. Батарея плагин-гибрида, как правило, имеет большую ёмкость, чем у обычных гибридов, соответственно возможности перемещения на электричестве значительно шире.

Гибрид (HEV)

Hybrid Electric Vehicle (HEV) — аббревиатура означающая гибридный автомобиль с двумя двигателями: двигатель внутреннего сгорания и электромотор. Аккумуляторную батарею нельзя заряжать от внешнего источника, поэтому пробег на чистой электрике у гибридов крайне незначителен.

Электромобиль с увеличенным запасом хода (REX/REEV)

Range Extended Electric Vehicle (REEV) — электрокар с увеличенным запасом хода, в котором энергию для аккумуляторной батареи вырабатывает небольшой топливный генератор.

Киловатт (кВт/kW)

Измерение электрической мощности, которое зачастую пишут в виде сокращенной аббревиатуры «кВт». 1 кВт=1,34 л.с.

Ампер-час (А*ч/Ah)

Ампер-час (А·ч) — единица измерения, одно из обозначений емкости аккумуляторов. Определение А·ч означает какую силу тока способен обеспечить аккумулятор в течении одного часа.

Киловатт-час (кВт*ч/kWh)

Сокращенно от «киловатт в час», указывает на ёмкость акб и измерение электричества эквивалентное количеству энергии, затраченной за один час на киловатт энергии. Используется, чтобы выразить энергопотребление электрического автомобиля.

Аккумуляторная батарея (АКБ)

Аббревиатура означающая — аккумуляторная батарея. Это накопитель и источник электрической энергии, который питает электромотор автомобиля. В основном, для электромобилей используется — литий-ионная батарея (Li-ion). Но встречаются и свинцовые, как на самом дешёвом электромобиле из Китая.

Запас хода

Показатель какое расстояние может преодолеть электрический автомобиль на одном полном заряде аккумуляторной батареи. Запас хода на чистом электричестве в автомобилях с электроприводом определяют по нескольким стандартам: EPA (США), NEDC (Европа) стандарт разработан еще в 80х. Всемирный WLTP предназначен для более широкого тестирования транспортных средств и получения статистики более близкой к тому, что реально ожидает покупателей электромобилей.

Рекуперативное торможение

Тормозная система используемая в гибридных и электрических автомобилях, которая позволяет аккумулировать (отправлять в батарею) энергию вырабатываемую в процессе торможения или замедления. При правильном использовании режимов можно добиться увеличения пробега до 15%. Как например Hyundai Kona Electric .

Инвертор

Инвертор — преобразователь постоянного тока в переменный с изменением величины напряжения. В электрических автомобилях инвертор преобразует подаваемый от батареи к двигателю постоянный ток в переменный, управляет его частотой, а следовательно и скоростью двигателя.

Редуктор

Аналог коробки передач, отвечает за преобразование и передачу крутящего момента на привод автомобиля.

EVSE — оборудование для зарядки электромобилей, известное как контроллер для зарядки электромобиля.

Ставьте лайк и подписывайте на канал, если Вам у нас понравилось. Мы подготовили еще много интересного для вас 😊

Источник

Силовая установка электромобиля, электродвигатель

Мощность электродвигателя электромобиля, как и в других транспортных средствах, измеряется в киловаттах (кВт). 100 кВт примерно равно 134 лошадиным силам . Отличительная черта электродвигателя состоит в том, что в отличие от ДВС он может выдавать максимальный крутящий момент в более широком диапазоне оборотов. Это означает, что динамика электрокара с двигателем мощностью 100 кВт будет значительно лучше динамики транспортного средства с двигателем внутреннего сгорания мощностью 100 кВт, который может обеспечивать максимальный крутящий момент в пределах ограниченного диапазона оборотов (бензиновый мотор обычно надо «раскручивать» до высоких оборотов, чтобы получить номинальный крутящий момент).

Энергия теряется в процессе преобразования электрической энергии в механическую. Приблизительно 90% энергии от батареи преобразуется в механическую энергию, остальные 10% — потери в двигателе и трансмиссии. Это означает, что КПД (коэффициент полезного действия) электродвигателя достигает 90%, тогда как КПД бензинового мотора — до 25%, а дизеля — до 50%.

Обычно электропитание в виде постоянного тока подается в преобразователь, где он становится переменным, а далее приходит в трехфазный двигатель переменного тока.

Для некоторых электромобилей используются двигатели постоянного тока. В некоторых случаях используются универсальные двигатели , на который можно подавать как переменный ток, так и постоянный.

В последнее время электродвигатели совершенствуются, в том числе были реализованы различные типы двигателей, например, асинхронные двигатели на автомобилях Tesla и двигатели с постоянными магнитами в Nissan Leaf и Chevrolet Bolt.

На изображении выше можно увидеть схему силовой установки Nissan Leaf второго поколения.

  • Электродвигатель создает крутящий момент для перемещения автомобиля, а также генерирует зарядный ток во время рекуперативного торможения.
  • Инвертор, используя двигатель, преобразует электричество постоянного тока в переменный ток для движения, а также преобразует переменный ток в постоянный во время торможения (рекуперации) для заряда батареи.
  • Понижающий редуктор модулирует вращение двигателя и передает мощность на колеса (приводной вал), аналогично классической передаче.
  • PDM (модуль подачи питания) представляет из себя интегрированный блок с зарядным устройством для зарядки переменным током высокого напряжения батареи, преобразователем постоянного тока, который преобразует высокое напряжение в низкое, и распределительную коробку, которая распределяет высокое напряжение на каждый блок, блокируя ток, как прерыватель, когда возникают перегрузки.

Подробно понять устройство электромобиля поможет это видео:

Источник

Электромобиль своими руками

Электромобиль своими руками

  • BLDC-мотор (безщёточный безредукторный мотор на постоянных магнитах, требуемой мощности)
  • Контроллер такой же мощности. Контроллер — это сложное электронное устройство, которое:
    — преобразует постоянный ток из батареи в 3-х фазный переменный для питания мотор-колеса,
    — является регулятором уровня мощности (скорости), подаваемой в мотор, в зависимости от положения ручки газа.

Про типы BLDC-контроллеров можете прочитать по этой ссылке.

  • Батарея (аккумуляторная батарея, собранная из ячеек и соединённых с БМС (платой защиты ячеек от презаряда\переразряда). Чаще всего используют тяговые литий-железо-фосфатные ячейки, которые выглядят так.
  • Управление:педаль газа либо ручка газа, тормозные рычаги (электронный тормоз), кнопка круиз-контроля (постоянная зафиксированная скорость), кнопка реверса (обратный ход). Педаль/ручка газа является обязательной, остальные — вспомогательные.
  • Какая средняя скорость планируется?
  • Какая максимальная скорость во время разгона?
  • Вес электромобиля (с батареей, водителем и пассажирами)?
  • Угол наклона дороги? Горная местность резко повышает требование в мощности мотора!
  • Площадь поперечного сечения автомобиля и его обтекаемость.
  • Диаметр колеса (от края покрышки до края) для правильного расчета коэффициента редукции (для тихоходных средств с редуктором).
  • Ускорение: Если Вам в гонках важен старт с места (к примеру, 100 км/ч за 4 сеунды). Для этих расчетов нужны другие формулы, будет в следующей статье.
  • Стиль вождения: спокойный\спортивный, городской\межгород.
  • Дальность пробега.

Сx=0,342 (коэффициент аэродинамического сопротивления);

S=2м 2 (площадь поперечного сечения автомобиля);

g = 9.81 м/с 2 (ускорение свободного падения);

m=1000 кг (масса автомобиля);

Fтр= 0,018 (коэффициент силы трения для асфальта);

V 3 -(куб скорости автомобиля в м/с); 60 км/ч =16,67 м/с (переводим скорость из «км/ч» в «м/с» делением на 3,6);

α= 0° (угол наклона дороги);

ρв=1,225 кг/м 3 (плотность воздуха).

W= g * Fтр * m * V *cosα + 0,5*Сx * S * ρв*V 3 + g * m * sinα*V

W = 9,8 * 0,018 * 1000 * 16,67*1 + 0,5*0,342 * 2* 1,225*(16,67) 3 + 9,8 * 1000 * 0 = 2940+1940+0= 4 880 Вт.

Это сколько чистой энергии надо затратить на передвижение. Часть энергии теряется по пути из батареи. По этому, поделим полученный результат на общий КПД (трансмиссии (

0,95)) приблизительно равный 0,76*0,90*0,95=0,65.

Фактически из батареи надо выдать больше энергии, пока передадим эту энергию на движение, часть потеряется в узлах (на трение, теплоотдачу).

Итак, 4880 / 0,65=7509 Вт — такую мощность должна выдавать батарея.

Итого для движения по ровной дороге со скоростью 60 км/ч требуется 7509 Вт мощности системы.

Для того чтобы понять, как мощность зависит от скор ости и угла наклона дороги, произведём вычисления в Excel-е и создадим графики (*):

Источник

Какой мощности электродвигатель для электромобиля. Как устроен электромобиль? Электрические двигатели и аккумуляторные батареи.

С самого момента появления заводов и отходов от них человечество начало беспокоиться об экологии. Это послужило веткой для целой новой науки, которая искала аналоговые источники энергии. Таким источником стало электричество. Оно может быть добыто абсолютно экологичным путем – с помощью турбин, приводимых в движение водой, ветром и даже, солнечным светом.

Основываясь на этой конфигурации, некоторые разработчики разработали гибридные транспортные средства с расширенным диапазоном. Эти автомобили всегда работают в режиме электрической тяги, в то время как двигатель внутреннего сгорания, работающий в режиме генератора, заряжает батареи.

Читайте также:  Двигатель на ваз 21093 греется на оборотах

Как тепловой, так и электрический двигатель могут генерировать тягу колес индивидуально или вместе. Он сочетает в себе характеристики гибридных серий и параллельных транспортных средств. Они улучшают гибриды с низкой скоростью и гибриды на высокой скорости. Напротив, стоимость транспортного средства выше, чем параллельный гибрид.

Такая же ситуация происходила и с авто. Люди уже давно пытаются сделать электрическое авто. Но всегда был какой-то сдерживающий фактор. Самым главным являлось отсутствие подходящего источника питания. Но не так давно мир увидел первую версию SMART – умного автомобиля, работающего на электричестве, которое распределялось по всей машине по определенной схеме.

Тип по степени гибридизации

Это транспортное средство, у которого электрический двигатель не имеет достаточной мощности для езды только с электродвигателем. Эти автомобили достигают экономии приблизительно 15% в городах и от 8 до 10% в полном цикле. «Полностью гибридные» транспортные средства — это транспортные средства, которые могут ездить только с электрическим тяговым усилием на определенное количество километров, рассчитывая на электричество, хранящееся в батареях.

Электрические автомобили начинают набирать вес в автомобильной промышленности, учитывая его явные преимущества перед традиционными экономичными автомобилями с точки зрения экономии потребления, уважения к окружающей среде и других причин. Несмотря на это, сектор электромобилей по-прежнему не имеет большого значения. Частично это объясняется тем, что правительства и сами бренды не сосредоточились на продаже продукта, достаточного для покупки покупателем.

Его характеристики могли поспорить с машинами на ДВС. В тот момент все сообщество разделилось на два лагеря – тех, кто пророчил Смарту великое будущее и тех, кто утверждал, что эту идею задавят на корню нефтяные магнаты. И действительно, развитие этой отрасли автомобилестроения продвигалось слишком медленно.

Подобная ситуация сохранялась до недавнего времени. Компания Tesla выпустила свою первую машину на электрической тяге, она была спортивной и не получила широкого распространения. И тогда они приняли решение сделать выброс на рынок массового авто на электрической тяге. И вот тогда-то их компания и начала процветать. А теперь после краткого курса истории, давайте разберемся, что же это за зверь такой – электромобиль, какое у него устройство, из чего он состоит, и на какие характеристики стоит обращать внимание.

Но у электромобиля также есть некоторые недостатки, как и любое относительно новое изобретение, поскольку оно еще недостаточно реализовано в обществе, чтобы иметь возможность конкурировать с традиционным автомобилем. Это заставляет многих интересоваться электромобилями, чтобы наконец принять решение о традиционном, учитывая небольшую информацию, которая у них на этих транспортных средствах, и быть более уверенным в том, что производительность вашего автомобиля будет уместна.

Чтобы попытаться прояснить этих потенциальных покупателей, в этой статье мы попытаемся проанализировать как плюсы, так и минусы приобретения электромобиля. И это наша миссия в этом тексте. Уважение к окружающей среде: электромобиль не нуждается в топливе для работы, он просто преобразует электричество, которое он потребляет в энергию благодаря своему двигателю. Таким образом, он гораздо более уважительно относится к окружающей среде, поскольку он не выделяет вредных газов, одной из самых больших проблем загрязнения наших дней.

Строение электромобиля

Электрический автомобиль имеет довольно простое строение:

  • кузов;
  • подвеска;
  • электромоторы (про их типы мы поговорим позже);
  • аккумулятор.

На этом конструкция авто на электрической тяге заканчивается. Да, в нем присутствует огромное количество электронных приборов, подключенных по определенной схеме, кондиционер и все прочее. Но основные части перечислены выше. По сути, это то же самое авто, из которой инженеры выкинули всю двигательную и топливную системы. То есть тут нет бензобака или баллонов с газом. Но самое главное другое – здесь нет воздушных фильтров, двигателя и выхлопной системы. Это значительно улучшает разгонные и некоторые другие характеристики машины. А что же есть? и как такое авто вообще едет?

Низкий уровень шума: это, как мы увидим, может быть обоюдоострым мечом, но в принципе, что электродвигатель менее шумный, чем бензин, весьма выгоден, поскольку загрязнение не только атмосферное, но и акустическое, и с этим типом двигателей проблема устранена.

Не менее мощный и дешевый двигатель: если мы сравним и сравним электрические и двигатели внутреннего сгорания той же мощности, мы, конечно же, удивимся, узнав, что первые дешевле, компактнее и даже более надежны, поскольку они не нужны только надстройки. В случае традиционного двигателя любой отказ в системе охлаждения, масляном или любом из его компонентов может привести к тому, что двигатель не будет использоваться. Электрический недостаток этих компонентов, поэтому он может быть лучшей и более дешевой альтернативой для производства и обслуживания.

Двигательная система

Для того, чтобы разобраться в том, как едет электрический автомобиль, нужно сперва разобраться в типах электродвигателей и их характеристиках:

  • электромоторы переменного тока;
  • электромоторы постоянного тока.

Как вы помните из школьного курса физики, переменный ток создается с помощью огромного магнитного сердечника, который вращается внутри ферромагнитного кожуха. Каждый раз, когда магнит совершает один полный оборот, направление электрического потока в схеме меняется. И это называется переменным током.

Следовательно, есть модели с меньшим количеством «носа», так как им не нужна передняя часть настолько громоздкая, хотя некоторые бренды продолжают использовать этот дизайн, чтобы больше напоминать их для традиционных автомобилей. Больше эффективности, меньше потребления, больше сбережений: электрические автомобили имеют эффективность около 90%, что по сравнению с простыми 30% традиционных, действительно подавляющее. Это означает, что автомобиль будет потреблять меньше или, скорее, будет потреблять «лучше» и потребует меньше энергии для выполнения тех же усилий.

А если электричество по схеме течет в одном направлении, то такой ток называется постоянным. Самый наглядный пример таких схем – аккумуляторы и батарейки, которые установлены в будильниках, смартфонах, пультах управления и так далее.

Сперва были попытки сделать авто на электрическом моторе переменного тока. Но тогда потери электричества были просто катастрофическими. К тому же в авто нужно было вставить генератор изменения направления тока. А это потеря драгоценного места и увеличение веса автомобиля. Такие характеристики машины не устроили конструкторов. В итоге было решено исходить из использования постоянного тока.

Конечно, все это можно перевести с большей экономией для наших карманов, поскольку электрическая энергия, хотя и лицо, также не доходит до конца бензина. Танк с бензином может прослужить нам гораздо дольше, без необходимости противостоять. И электрическая перезарядка происходит не так быстро, как заполнение газового баллона. Для завершения электромобиля требуется несколько часов, что-то неприемлемо, если нам нужно быстро добраться до места.

Нет сети пополнения баланса: если мы спустимся по дороге, и у нас скоро закончится газ, мы обязательно найдем заправочную станцию ​​очень близко, если мы не будем в самом потерянном месте на Земле. Напротив, найти пункты зарядки для электромобилей все еще чрезвычайно сложны сегодня, хотя города, ратуши и даже Министерство промышленности пытаются решить эту проблему.

В конечном счете под авто поставили огромный аккумулятор, выдающий постоянный ток, а к каждому из четырех колес подключили по электродвигателю, работающему на постоянном токе. Схема была предельно проста, и поэтому она сработала. Осталось решить пару вопросов: охлаждение, распределение тока и несколько других.

Низкая мощность: хотя в последние годы этот аспект решается не по дням, а по большинству электромобилей, продаваемых широкой публике, не слишком силен, и это двойная проблема, как для самого автомобиля, так и для Он не может быть слишком большим или тяжелым, как для водителя, который не сможет ездить на скорости, которую он хочет на определенных дорогах или больших дорогах.

Высокая цена на батареи: в последние годы у электронных автомобилей была довольно высокая цена, хотя в последнее время значительно снижается, особенно благодаря системе аренды батарей, вместо того, чтобы покупать их самим автомобилем. Батарея является одним из основных элементов электромобиля, и ее цена достаточно высока, учитывая, что ее срок службы не превышает 7 лет. Это позволит покупателю всегда иметь батарею в идеальном состоянии, даже в течение 10 лет. Первоначальное загрязнение: хотя это правда, что сам электрический автомобиль не создает вредных для окружающей среды вредных воздействий, также верно, что электрическая энергия должна быть получена каким-то образом и что, когда «производится», если возникает загрязнение, но, Как и при сжигании бензина в двигателе.

Все двигатели контролируются единым компьютером, который регулирует мощность электрического потока, а, соответственно, и скорость вращения колес. Причем раньше двигатель электрический был один и располагался под капотом. Но впоследствии было решено использовать четыре разных двигателя, закрепленных непосредственно на подвеске прямо возле колес.

Во всяком случае, это заставляет нас видеть, что электрический автомобиль также не является 100% чистой альтернативой, так как, конечно, такого типа нет. Что делать, если он терпит неудачу или ломается?: Электрический автомобиль так же восприимчив к неудаче или повреждению, как и традиционный. Тем не менее, не так легко найти мастерские для этих электромобилей, так как они не используются как традиционные автомобили, мастерские предпочитают посвящать их. Отсутствие автономии, отсутствие пунктов зарядки и высокая цена по-прежнему очень важны, и многие люди решают не рисковать с чем-то столь же важным, как автомобиль, и приобретают традиционный.

Поэтому неподготовленный водитель с огромным стажем может испытать шок от созерцания отделения капота, здесь находится полноценное багажное отделение, а не привычные «потроха» автомобиля с ДВС.

Читайте также:  Схема как подключить двигатель от вытяжки

Аккумуляторы

Кстати, еще один интересный момент – это аккумуляторы. Именно их характеристики и определяют, сколько машина сможет проехать на одном заряде. Они тут, как правило, состоят из набора обычных аккумуляторов, которые применяются в ноутбуках, электронных сигаретах и так далее. Схема их подключения такова, что на выходе мы получаем достаточную мощность для раскручивания двигателя и достаточную емкость для езды на максимальные расстояния. За то, чтобы аккумулятор не разряжался сразу же, отвечает специальное устройство – контроллер заряда и разряда.

Разумеется, электромобиль — это будущее автомобильной отрасли, но для этого нам нужно всем знать, от правительств до пользователей, проходить курс для марок автомобилей и специалистов по ремонту, чтобы дать шанс Этот рынок, облегчая гораздо больше вещей человеку, который рискует и приобрел один из этих электромобилей, поскольку их покупка в конце концов на пользу всем.

Здесь мы раскрыли некоторые из самых выдающихся преимуществ и недостатков электромобилей. С помощью этой информации каждый из них сможет рассмотреть вопрос о том, не покупает ли он эти транспортные средства. Важная вещь, как мы всегда говорим, состоит в том, чтобы информировать себя, много читать об этих проблемах, анализировать текущую ситуацию в электроэнергетическом секторе и взвешивать другие альтернативы, также действующие, например, газовые машины.

Охлаждение

Еще одна проблема – это система охлаждения для аккумулятора. Как известно, при работе он, да и вся электронная схема, довольно сильно греется. А при нагревании литий-ионные аккумуляторы выделяют некоторое количество газа. Чем больше его выйдет, тем хуже характеристики устройства. Соответственно, нельзя допускать перегрева. Поэтому нужно использовать разумную систему охлаждения. Каждый поступает по-своему. Кто-то делает сложную масляную или водяную систему охлаждения, а кто-то просто располагает аккумулятор так, чтобы он постоянно обдувался воздухом. Последний ход позволяет отказаться от систем охлаждения в принципе.

Мы надеемся, что эта статья помогла им, по крайней мере, иметь более глобальный и понятный взгляд на весь сектор и что у него есть достаточные знания, чтобы иметь возможность мудро решить, должны ли они иметь электрический автомобиль, по крайней мере пока, конечно, в течение нескольких десятилетий эти автомобили станут нормой, как и в мире.

Электрический автомобиль — это двигатель, который приводится в движение силой, создающей двигатель с электричеством. Электродвигатель преобразует электрическую энергию в механическую энергию с помощью. Проводящий элемент, который у них внутри, имеет тенденцию двигаться, когда он находится внутри магнитного поля и получает электрический ток.

К тому же нагреваются и провода, по которым проходит ток, а также и все прочие электрические и электронные части. Если не озаботиться качественным охлаждением, то летом в такой машине просто невозможно ездить. Поэтому охлаждение машины – еще один бич, который преследует электромобили.

Есть электромоторы всех размеров, которые движутся от радиоуправляемого автомобиля до локомотива. Электродвигатели обладают многими преимуществами по сравнению с двигателями внутреннего сгорания, начиная с меньшего размера и веса, а также с большей технической простотой.

Узнайте больше об электромобиле

Электрический автомобиль был одним из первых автомобилей, которые нужно было разработать. Фактически, перед четырёхтактным двигателем были электромобили, на которых дизель и бензин базировались на автомобилях сжигания. Кроме того, улучшения в машинах внутреннего сгорания происходили быстрее, чем в электромобилях.

Типы двигателей

Давайте разберемся, что еще нужно знать об устройстве и на электрических автомобилях. Итак, вот типы электродвигателей, которые ставятся на современные электромобили:

Тип напряжения

  • Постоянное. Его использование более рационально, так как при постоянном токе его расходы впустую значительно уменьшаются.
  • Переменное (все-таки, некоторые умудряются их ставить).

Количество фаз

  • однофазные (одна обмотка вокруг сердечника);
  • двухфазные (две обмотки: одна обхватывает сердечник снизу и сверху, вторая – слева и справа);
  • трехфазные (тут используется три обмотки, которые расположены с отставанием в 120 градусов друг от друга).

Конструкция

  • Коллекторные. С ними вы встречались в болгарках, дрелях и так далее. Они характеризуются наличием щеток. Довольно ненадежны.
  • Бесколлекторные. Тут сердечник находится в постоянном магнитном поле и не касается стенок статора. Встречаются в аквариумных компрессорах и на системах индивидуального отопления. Они надежнее.

Основные компоненты электромобиля

Электрический автомобиль в основном состоит из следующих элементов. С другой стороны, в электромобилях с электродвигателем переменного тока аккумулятор подключается к инвертору. Этот тип тока используется для питания вспомогательных 12-вольтовых батарей, которые служат для питания вспомогательных электрических компонентов автомобиля.

Таким образом, вы можете подавать двигатель в переменный ток электромобиля. Общая схема компонентов электромобиля с двигателем переменного тока. В случае автомобиля с двигателем в постоянном токе этот компонент не будет существовать. Разница между этими двумя типами, в основном, является способом кормления.

Принцип работы

Схема работы может быть следующей:

  • Синхронный двигатель. Скорость бега магнитного потока в обмотке равняется скорости вращения ротора.
  • Асинхронные. Тут ротор вращается с иной скоростью, чем течет магнитный поток.

Преимущества и недостатки электромобилей перед машинами с ДВС

Начнем с преимуществ:

Модели электрических гибридных автомобилей

В настоящее время существуют и другие виды электромобилей, кроме электрических, которые являются электрическими гибридами. Гибридные электромобили объединяют электродвигатель с двигателем внутреннего сгорания для его работы. Существует два типа или модели электрических гибридов.

Гибридные электрические транспортные средства

Различные модели гибридного электромобиля. Гибридные электромобили оснащены двигателем внутреннего сгорания и электродвигателем постоянного магнита. Электронная вариация умножения регулирует оптимальный режим для обоих двигателей. При обгоне дополнительная мощность получается от электродвигателя, питаемого от батарей. При торможении электродвигатель действует как, восстанавливая часть кинетической энергии. На низких скоростях только электродвигатель управляет автомобилем с нулевыми выбросами.

Как заряжаются электромобили

  1. Экологичность (для многих возможность оставить своим детям чистую планету находится превыше всего).
  2. Долговечность.
  3. Простота в использовании.

Нет ограничения по крутящему моменту. Он достигает своего пика с первого же оборота. Поэтому разгонные характеристики тут просто бешеные.

  1. Отличный КПД.
  2. Не нужна коробка передач.
  3. Сами электродвигатели для электромобилей имеют весьма малые размеры. Некоторые экземпляры располагаются непосредственно в колесе. Такую систему называют мотор-колесо.
  1. Есть сложности в питающих элементах. До тех пор, пока ученые не изобретут инновационных банков энергии, машины с электрическим приводом будут много стоить и весить именно из-за аккумуляторов.

К примеру, он в авто от компании Tesla весит около 700 кг. И это при запасе хода в 350 км.

  1. Этот недостаток касается именно России и близлежащих стран. Навряд ли в скором времени у нас появятся обширные сети заправочных станций для электрических машин, поэтому покупка данного авто оправдана лишь тогда, когда вы постоянно находитесь в мегаполисе.
  2. Охлаждение. Если оно недостаточное, то ресурс аккумулятора будет не слишком велик. Поэтому при выборе машины стоит уделить системе охлаждения особое внимание.

Заключение

Как мы видим, устройство электромобиля достаточно сложное. Инженеры стараются снабдить данные авто всевозможными новациями, а также продлить запас хода. Нам остается только ждать совершенных технологий и восхищаться ими.

Электрический автомобиль, как показали статистические данные за текущий год, является очевидным будущим автопроизводства, причем ближайшим будущим. Многие всемирно известные автопроизводители вкладывают огромнейшие суммы в разработку электромобилей. Целю является желание сэкономить на нефтепродуктах, цена на которые систематически возрастает, а также необходимость снижения вредных выбросов в атмосферу и поиск новейших устройств хранения энергии, технологий энергопотребления.

В настоящее время крупнейшими рынками электромобилей являются Соединенные Штаты, Япония, Поднебесная и ряд стран Европы (Нидерланды, Германия, Норвегия,Франция,Великобритания). Производством электромобилей занимаются ряд марок, таких как Renault (Fluence Z.E. и ZOE),Nissan (Leaf, Toyota (RAV4EV), Ford (Focus Electric), Honda (FitEV) , BMW (Active C), Tesla (Roadster и Model S), Volvo (C30 Electric)), Mitsubishi (I MiEV). Если говорить о нашей стране, то 2015 год ознаменовался небывалым ростом продаж таких автомобилей, который составил 400% только за первые восемь месяцев текущего года.

Это говорит о том, что любителей экологичных стает все больше и больше: с января по август в стране, по данным МВД, зарегистрирован 231 электромобиль. Да, такая «новинка», несомненно, пришлась многим украинцам «по вкусу». А дело то в эффективном «электрическом зверьке», который, как говорится и денежку сэкономит и экологию побережет. Как вы уже догадались, разговор пойдет о электродвигателе. Давайте вместе разбираться «что это и с чем его едят».

1. Как устроен электромобиль?

Электромобиль, по сути, является транспортом, приводимым в движение одним или несколькими электромоторами. Внешне транспорт выглядит аналогично бензиновому, но есть одно очень важное отличие: бесшумный режим работы двигателя. «Тихоня»(так мы можем назвать электродвижок) питается от батареи (бывает солнечная, аккумуляторная или специализированный топливный элемент), которая исполняет функцию «топливного бака» и обеспечивает силовой агрегат энергией. Электромобиль также укомплектован контроллером – блоком, который управляет работой электродвигателя и регулирует потоки энергии в сети между аккумуляторами и двигателем. Все остальные компоненты практически такие же, что и в других автомобилей: , тормоза, подушки безопасности.

Для того, чтобы внедриться в принципы работы электромобиля, давайте рассмотрим технику переработки стандартного бензинового автомобиля на электрический. Такой автомобиль возродился от бензинового Geo Prism. Для того, чтобы переделать второй на электропривод, его внутренняя конструкция пережила небольшие перемены. Прежде всего, конструкторы произвели исключение бензинового движка, муфты сцепления, бензобака, выхлопных труб. «Механика» осталась на своем месте и заработала на второй передаче. Далее последовала установка контроллера и электродвигателя с переменным током. Свинцово-кислотные аккумуляторы были размещены на полу транспортного средства. Инженеры также произвели замену тормозной системы и оборудовали автомобиль усилителем руля, водяным насосом и системой кондиционирования. Вакуумный насос добавили для усовершенствования тормозной системы.

Читайте также:  Упп схема один двигатель

Трансмиссию подключили таким образом, чтобы при движении рычага, передавались сигналы на контроллер. Также, электромобиль оснастили зарядным устройством, вольтметром, двумя потенциометрами, подключив их к педали акселератора и контроллеру. В результате, конструктры получили электромобиль с такими характеристиками:

— пробег на единочном заряде батарей – 80 км;

Разгон до «сотни» за 15 секунд;

Сумма энергии, необходимой для перезарядки аккумуляторных батарей: 12 кВт/ч;

Сумарная масса батарей: 500 кг.

«Новачок» оказался прост в управлении, которое ничем не отличалось от аналогичного в автомобиле, использующем бензин.

Конструкция электромобиля имеет много плюсов. Дело в ее надежности, ведь в ней количество подвижных деталей и узлов сведено к минимуму. Для того, чтобы понять как устроен электромобиль, нужно прежде всего ближе познакомиться с его составляющими: трансмиссией, аккумулятором, электронной системой управления и специальным бортовым зарядным устройством. Начнем с первого. У данного экземпляра простейшая трансмиссия, так как на большинстве моделей она представляет собой простой одноступенчатый редуктор.

Если говорить о бортовом зарядном устройстве, то это довольно удобная «фишка» электромобиля, так как дает вам право рассматривать возможность зарядки транспорта от обычной розетки. С целью преобразования постоянного высокого напряжения в переменное, большинство производителей используют специальный инвертор. Он используется также с целью зарядки дополнительной батареи на 12 Вт. (она нужна для питания, к примеру, кондиционера, электроусилителя руля, или аудиосистемы).

Электронная система управления берет на себя ответственность за безопасность, энергосбережение и комфорт ездоков. Если покопать еще глубже, то такая система используется еще и с целью управления высоким напряжением, обеспечения нормального движения, регулировки тяги, контроля тормозной системы и расхода электроэнергии. Эта система включает в себя определенные входные датчики, блок управления и др..

Входные датчики выполняют функцию «оценщика» положения педали «газ» и «тормоз», селектора переключения передач, давления в системе тормоза, степени зарядки. Основные аспекты работы электромобиля (информация о потреблении энергии, восстановлении энергии, остаточный заряд аккумуляторной батареи) отображаются на панели приборов.

Важной составляющей «начинки» электромобиля является контроллер. Он получает токи от батарей и толкает их на электродвижок. С помощью двух потенциометров (переменных резисторов), которые находятся на педали акселератора, формируется сигнал, который «говорит» контроллеру, о количестве энергии, которую он должен транспортировать. Когда автомобиль находится в состоянии спокойствия, импульсы не передаются.

Как уже сообщалось, от бензинового автомобиля, электрический отличается бесшумной ездой. А все дело в частоте посылаемых контроллером импульсов — 15 тыс. раз в секунду. Человеческий слух почти не может уловить такой диапазон пульсации, поэтому движение автомобиля почти не сопровождается какими-либо звуками.

2. Электрические двигатели и аккумуляторные батареи

После того как мы рассмотрели дополнительные детали в конструкции автомобиля и более-менее поняли принцип его работы, мы переходим, непосредственно, к раскрытию темы нашей статьи, а именно к электродвигателю и работающей с ним в паре энергетической батареи. Электрический двигатель – это своеобразное «сердце» автомобиля и он также, как и другие «ипостаси» имеет ряд особенностей. Во первых, главной его функцией является создание , он способен пределать электрическую энергию в механическую.

Работа движка осуществляется по принципу электромагнитной индукции (возникновение электродвижущей силы в замкнутом контуре при изменении магнитного потока). В целом, электродвигатель представляет собой несколько трехфазных асинхронных либо синхронных электромашин, работа которых зависит от переменного тока. Стартовая составляет 15 кВт. Максималка способна достигнуть и 200 кВт. Эффективность электрической силовой установки и ДВС сопоставляется как 90% до 25%. Помимо этого, электрический агрегат имеет множество плюсов, среди которых возможность достижения максимального крутящего момента, двигаясь на любой скорости, а также простота конструкции, выгодное воздушное охлаждение и возможность эксплуатации без использования генератора..

На сегодня, популярностью пользуется эксплуатация мотор-колес. И не мудрено, ведь объединение обычного колеса и электродвижка в один агрегат повышает комфорт и легкость в управлении.

Плюсом движков переменного тока является способность к работе в режиме генератора на момент торможения транспорта, что способствует выработку энергии и сохранении ее в аккумуляторных батареях. Потом она может быть использована во время движения электромобиля и поспособствует повышению запаса хода на 15%. Много производителей используют в сборке некоторых моделей два и более электродвигателей. Таким образом конструкторы повышают силовую тягу, ведь в этом случае в движение приводится каждое колесо отдельно или несколько сразу. За таким ходом последует и сокращение трансмиссии, которое достигается встраиванием электродвигателей в колеса. Но, что бы не говорили, такой ход обусловит увеличение неподрессоренных масс и усложнит управление автомобилем.

«Подругой» электрического двигателя является аккумуляторная батарея. Ему без нее, как говорится, «ни туда и ни сюда». Она используется для обеспечения питания «сердца» автомобиля. В общем, разновидностей батарей очень много. Приобретение некоторых из них может влететь клиенту, как говорится, «в копеечку», ведь они отличаются завышенной ценой. Самый дешевый и, в следствии, самый популярный вариант — свинцово-кислотные батареи, которые на 97% поддаются повторной переработке. На ступеньку выше находятся никель-металлгибридные батареи, производительность и цена которых выше чем у свинцово-кислотных.

Идеальными для электромобилей являются литий-ионные батареи, так как в плане компактности, легкости и энергосбережении они способны превзойти первые два вида. Та же ситуация и с ценовой политикой, ведь данный вид батарей является наиболее дорогостоящим. Она представляет собой соединение нескольких модулей, которые вместе выдают 300 Вт систематического тока. Емкость батареи, как правило, прямопропорциональна к мощности двигателя. Срок действия батареи ограничивается на 7 лет.

Зачастую, многие автопроизводители оснащивают свои электромобили ещё одним небольшим дополнительным аккумулятором, который «оживляет» работу автомобильных аксессуаров: приборной панели, фар, автомагнитолы, подушек безопасности, электрических стеклоподъемников, стеклоочистителей и др.

В основном, в конструкции автомобилей на электрической тяге инженеры известных автопроизводств используют литий-ионные батареи. Именно в этом факте кроется главная причина высокой стоимости такого рода авто.

Большинство клиентов, как ни странно, предпочитают бензиновые автомобили, которые обойдутся им дешевле. Отталкивающее действие производит и длительное ожидание зарядки аккумулятора и не очень хорошая автономность. На сегодня, электромобили, в основном, эксплуатируются как транспорт для города. Стиль вождения, покрытие трассы оказывают сильное влияние на показатель автономности. Многие производители смогли добиться пробега в 150 км без дополнительной зарядки, но это при 70 км/ч. Если вы решили разогнаться до 130 км/ч, то вы проедете не более 70 км. В помощь водителю многие компании разработали специальные технологии, которые позволяют повысить автономность где-то до 300 км. Ранее упомянутое рекуперативное торможение, является одной из этих технологий и способно возвратить до 30% затраченной энергии.

3. Зарядка электрического автомобиля

Но все же, если вы уже решились на покупку электромобиля, первой хорошей новостью для вас станет тот факт, что на содержание такого автомобиля у вас уйдет в 3-4 раза меньше расходов, ведь они, в целом, зависят от стоимости электроэнергии. Всем же известно, что цена на нефтепродукты постоянно возрастает.

Сама зарядка включает в себя две цепи: цепь зарядки и цепь контроля зарядки. Вышеупомянутый контроллер способен отследить ток и температуру батареи, дабы свести время зарядки к минимуму. Это происходит во время сложной системы зарядки. Если брать зарядку ту что попроще, в таком случае напряжение или ток регулируются на основе предположений о характеристике батареи отслеживаются на основе регулируют их. К примеру, устройство для зарядки «втискивая» из себя максимальный показатель тока для зарядки электромобиля до 80%, вскоре по достижению этой отметки резко снижает поступление тока к концу зарядки. Все это хитромудро придумано для избежания перегрева батареи. Зарядка может «жить отдельной жизнью» и быть независимым от конструкции электромобиля блоком, или же быть всецело интегрированной в электрический транспорт.

Сразу после ценовой политики, многих покупателей волнует система зарядки автомобиля, ведь пробег транспортного средства на одном заряде батарей «затиснут» в определенные рамки. Как известно, неотъемлемой частью использования электромобиля является нужда в систематической зарядке аккумуляторной батареи, которая, в свою очередь, занимает не мало времени.

На деле, если диапазон пробега вашего «электромобильчика» не будет превышать 50-60 км ежедневно, вам нечего боятся. Но что, если вы любители дальних и длительных поездок? Не отчаивайтесь! Решений проблемы есть много. Во первых, электромобиль требует добротной зарядки аккумуляторной батареи, которую вы сможете осуществить с помощью бытовой электрической сети мощностью 3-3,5 кВт. Запомните, что нормальный заряд достигается только спустя восемь часов! Если вы не любите, или не можете ждать, то альтернативой для вас станет ускоренная зарядка, которая доступна на специальных станциях мощностью до 50 кВт. Так вы сможете зарядить своего «рысака» до 80% всего за 30 минут.

Еще одним способом станет элементарная замена разряженной аккумуляторной батареи на заряженную, которая может осуществиться на специальных станциях по обмену. Особой популярностью в развитых в этом плане странах пользуется система зарядки Magna-Charge.

Она состоит из двух ипостасей: зарядной станции, установленной на стене дома и системы зарядки, которая находится в багажнике электромобиля. Первая подключается к сети 240 вольт используя 40-ка амперный автомат. Другая использует для этого индуктивную панель (половинка трансформатора). Другая половина находится в отсеке за номером электромобиля. Таким образом данная система позволяет сделать заряд автомобиля более комфортным и быстрым.

Но опять же, все эти решения имеют место в том городе или стране, где прослеживается развитие инфраструктуры, а именно, тех самых зарядных и обменных станций и мест парковки.

Источник

Adblock
detector