Сьогодні виробництво електромобілів розвивається шаленими темпами. Попит на електрокари зростає щороку. Особливо після посилення екологічних вимог до автомобілів.
Що таке взагалі електромобіль?
Електрокар приходиться у рух не за допомогою ДВС, а електричним двигуном, який живиться від блоку акумулятором. Зовнішньо він схожий на звичайний автомобіль, але відрізняється деякими ознаками: немає решітки радіатора, особливий звук роботи електродвигуна, плоске днище та ін. На місці ДВЗ, вихлопної системи, охолодження, мастильної, трансмісії, паливного бака знаходяться електромотори та невеликі радіатори для охолодження батареї (у підпідлоговому просторі).
Переваги електромобілів:
- висока продуктивність;
- електроенергія набагато дешевша за бензин або дизель;
- просторий салон;
- велика потужність та краща динаміка;
- електричний двигун не потребує охолодження;
- гальмівні колодки зношуються набагато повільніше;
- електродвигун та трансмісія майже не потребує технічного обслуговування;
- висока стійкість автомобіля (через низько розташований центр тяжіння).
При цьому електрокар має всього 3 недоліки:
- невеликий запас ходу та залежність від зарядних станцій;
- невелика кількість зарядних станцій у нашій країні;
- дорожнеча автомобілів цього типу.
Чим електромобіль відрізняється від звичайного?
Звичайний автомобіль складається з таких основних елементів:
- двигун внутрішнього згоряння — виробляє механічну енергію, яка приводить автомобіль у рух.
В електромобілях двигун електричний, тому в ньому відсутні камери згоряння, колінвал, поршні та ін. Однак у ньому є статор з ротором, що обертається всередині. Двигун на електромобіль виробляє не лише обертальну енергію, а й виробляє струм для зарядки батареї, тобто виконує роль генератора. В електродвигуні єдиними елементами, що труться, є підшипники, тому його термін експлуатації набагато вище ДВС. - кузов — до нього кріпляться всі конструктивні елементи.
Кузов електромобіля має відсік для акумулятора в дні. Завдяки меншому об'єму трансмісії салон набагато просторіший, ніж у звичайних авто. - шасі — передає крутний момент з двигуна на колеса.
До складу шасі входять ходова частина, трансмісія та механізми управління. Ходова частина електрокара не сильно відрізняється від ходової звичайних автомобілів. Рульовий механізм та гальмівна система також практично нічим не відрізняються. Можна відзначити лише те, що гальмівні колодки та диски служать набагато довше. Головним чином шасі електричного авто відрізняється відсутністю коробки. Замість неї є знижувальний редуктор, який має великий робочий ресурс, оскільки в ньому нема чому ламатися. Зчеплення також немає. - елементи електроустаткування — свічки запалювання, спідометр, парктроніки і т.д.
А ось електроустаткування електрокара дуже відрізняється від електроустаткування звичайного авто. Здебільшого відмінності стосуються електроустаткування двигуна. Наприклад, в електромобілі немає стартера та системи запалення, зате є акумулятор та інвертор. Також немає системи охолодження двигуна, але є система контролю температури батареї та електропічка.
Принцип роботи електромобіля
Розуміння того, як працює електро автомобіль, має починатися з того, що його робота базується на перетворенні хімічної енергії батареї на електрику. Вона своєю чергою формує крутний момент ротора в струмопровідній обмотці електричного двигуна. Останній передає крутний момент колесам.
Те, що в такому авто відсутньо багато механізмів, не каже, що його легко можна зібрати самостійно. Автовиробники вкладають величезні гроші у створення містких батарей, надійних систем безпеки та електромоторів. ККД електрокара дорівнює 85%, тоді як ДВЗ — не вище 30%. До того ж наступне покоління батарей набагато потужніше і заряджається швидше за попереднє. Електродвигуни розганяються швидше та гальмують ефективніше.
Будова електромобіля
Сучасні електрокари мають схожий пристрій. Відрізняються вони лише потужністю батареї, кількістю моторів та ін. Основні конструктивні елементи електромобіля:
- Акумулятор
Батарея дає електрику тяговому електромотору та аксесуарам транспортного засобу. Вона знаходиться у підпідлоговому просторі. Акумулятор містить комірки, кожна з яких складається з десятків звичайних літій-іонних батарей ААА. Така конструкція швидко охолоджується. Система охолодження має багато каналів, в яких міститься холодоагент, його контур руху пов'язаний з компактними радіаторами в передніх повітрозабірниках. Сучасні батареї мають місткість 40–100 кВт·год (150–400 км на одному заряді). - Електромотор
Принцип роботи двигуна електромобіля базується на використанні потужності тягового акумулятора, що приводить колеса в рух. Деякі моделі обладнані мотором-генератором, який відіграє роль і приводу, і регенерації. Звичайний електромотор включає струмопровідну обмотку статора та обертального ротора, який приводиться в рух магнітним полем статора і передає обертальний момент колесам. Електродвигуни бувають 2 типів:- синхронні (в них магнітне поле обертається разом із ротором);
- асинхронні (в них магнітне поле обертається швидше за ротор).
- Трансмісія
Оскільки в електромобілях немає коробки передач та карданного приводу коліс, то електродвигун працює ефективно у будь-якому діапазоні швидкостей. Тому більшість електрокарів обладнані одношвидкісною коробкою, яка знаходиться неподалік інвертора. Таким чином, режим заднього ходу можна включити за допомогою заміни лише однієї фази. Крім того, енергію гальмування можна спрямувати в заряд батареї. - Інвертор
Він перетворює постійний струм високої напруги на змінний низької напруги. Це потрібно для роботи електродвигуна, зарядки батареї та автоаксесуарів. - Бортовий зарядний пристрій
Поглинає вхідну електроенергію змінного струму, яка подається через порт зарядки та перетворює її на потужність постійного струму для заряджання тягового акумулятора. А ще він відстежує характеристики акумулятора під час його заряджання (струм, напруга, стан заряду та ін.). - Ходова частина
Підвіска електрокарів практично нічим не відрізняється від підвіски звичайних автомобілів. Відрізняється вона хіба що тим, що еластокінематика повинна справлятися з великою вагою. - Електронна система управління.
Сьогодні майже всі автовиробники випускають електричні версії авто. Згодом вони комплектуються все більш потужними та місткими батареями. Деякі марки використовують для збирання авто комплектуючі інших виробників, а деякі розробляють свої (наприклад, Tesla, VW).
Сучасні технології, втілені в електрокарах, дозволяють перейти в повністю автономний режим управління. Тепер електромобіль став не просто транспортним засобом, а мобільним пристроєм з виходом в мережу!
Потужність двигуна електромобіля
Потужність двигуна електромобіля вимірюється в кіловатах (кВт) чи кінських силах (к.с.). Вона може змінюватись в залежності від конкретної моделі та типу електромотора. Зазвичай електромобілі оснащуються одним або декількома електромоторами, які розташовані на осях автомобіля. Наприклад, електричний автомобіль Tesla Model 3 Standard Range Plus оснащений заднім електродвигуном потужністю близько 211 к.с. (157 кВт). У той час як потужніші електромобілі, такі як Tesla Model S Plaid, можуть мати загальну потужність понад 1000 к.с. (750 кВт) завдяки використанню кількох електромоторів.
Важливо відзначити, що ефективність електромоторів також залежить від інших факторів, таких як конструкція автомобіля, вага, аеродинамічні характеристики та ефективність батареї. Електромобілі зазвичай мають високий крутний момент при низьких оборотах, що сприяє хорошій динаміці та прискоренню на низьких швидкостях.
При виборі електромобіля та оцінці його потужності важливо враховувати ваші потреби щодо дальності поїздок, вимоги до продуктивності та інші характеристики, які вам важливі.
Будова двигуна Тесла
Двигун в електричних автомобілях Tesla відрізняється від двигунів у традиційних автомобілях із внутрішнім згорянням. Tesla використовує електричні двигуни змінного струму (AC induction motors) у своїх моделях. Основні характеристики двигунів Tesla:
- Тип двигуна: Tesla використовує електричні двигуни змінного струму (AC induction motors). Багато моделей Tesla, таких як Model S, Model 3, Model X та Model Y, мають два (або більше) електромотори для повного приводу (AWD) та покращену продуктивність.
- Продуктивність: Двигуни Tesla мають високий рівень продуктивності та динаміки. Вони здатні забезпечувати миттєвий крутний момент (торк) на всіх швидкостях, що робить електромобілі Tesla ефективними при прискоренні.
- Система управління: Tesla також відома своєю передовою системою управління двигуном, яка включає потужні алгоритми управління моментом і струмом, забезпечуючи ефективне управління енергією і продуктивністю.
- Ефективність та дальність поїздки: Електромотори Tesla зазвичай характеризуються високою ефективністю, що у поєднанні з просунутими системами батарей забезпечує значну дальність поїздок на одному заряді.
- Багато моделей, одна платформа: Попри відмінності у продуктивності, у різних моделях Tesla використовуються загальні принципи та технології електричних двигунів та систем управління.
Важливо, що інформація про технологію Tesla може змінюватися з випуском нових моделей та оновлень. Для найактуальнішої інформації рекомендується звертатися до офіційних джерел Tesla або дослідницьких публікацій.
