Устройство электромобиля

Все чаще автопроизводители презентуют новинки на электрической тяге – предвестники перехода в недалеком будущем от привычных автомобилей с двигателями внутреннего сгорания (ДВС) к более совершенным и практичным, но менее знакомым отечественному автомобилисту транспортным средствам.

Устройство электромобиля за последние годы претерпело существенные усовершенствования, позволившие ему выйти в серийное производство и даже отличиться рядом преимуществ перед автомобилями с ДВС.

Чтобы разобраться в особенностях работы транспорта с другим типом «сердца», необходимо рассмотреть его начинку.

Что представляет собой автомобиль на электротяге

Устройство электромобиля
По внешнему виду конструкции кузова и салона, грузоподъемности, а также удобству и безопасности использования электромобиль ничем не отличается от привычных нам автомобилей, над дизайном и функционалом которых более столетия работали лучшие инженеры-конструкторы и энтузиасты всего мира. Главная особенность данной ветви транспорта заключается в использовании электрического двигателя, благодаря чему подкапотное пространство подверглось серьёзным изменениям.

Высокая эффективность электропривода позволила упростить и даже отказаться от множества традиционных узлов и агрегатов, облегчить конструкцию и сделать ее более приятной в эксплуатации.

Снижение веса, плавность работы и отсутствие ударных нагрузок делает представителей транспорта будущего максимально надежными, уменьшает затраты не только на передвижение, но и на обслуживание.

Узнайте больше о том, что собой представляет и каким может быть современный электромобиль.

Внутреннее устройство

В сравнении с бензиновым авто электромобиль имеет более простую конструкцию, с минимальным количеством движущихся деталей.

  • Для запуска электротяги не требуется стартер, трансмиссия уже не играет настолько важной роли, так как высокий крутящий момент поддерживается на всем диапазоне оборотов движка.
  • К охлаждению выдвигаются более низкие требования, ведь непосредственного сжигания топлива не происходит, значит, и выхлопная система отсутствует. Никакого лишнего трения, вредных выхлопов и шума.

Каждый мировой производитель спешит внести свою лепту в разработку электрических ТС, благо, поле деятельности для модернизации и эволюции еще достаточно велико.

И если вы присматриваетесь к представленным на рынке предложениям, необходимо для начала разобраться с тем, как устроен электромобиль той или иной модели и в чем они отличаются; это позволит выбрать надежного железного помощника, отвечающего всем вашим требованиям.

Хотя основные составляющие электромобилей общие для большинства экземпляров:

  • электродвигатель, один или несколько;
  • аккумуляторная батарея;
  • упрощенная трансмиссия, ступенчатая или бесступенчатая;
  • тяговый инвертор;
  • интегрированное зарядное устройство;
  • электронный контроллер управления элементами системы.

Особенности кузова

Устройство электромобиляВопрос, как выглядит электромобиль, может иметь множество ответов. Создатели обычно стараются выделить свои разработки из однотипного потока самоходных бензиновых повозок футуристичным, смелым и даже диковинным дизайном, подчеркнув тем самым принадлежность своего изобретения к будущему.

Правда, существует и масса вполне традиционных машин, которые легко спутать с транспортным средствами на ДВС. Да и сам кузов часто берется без изменений от бензинового “старшего брата”.

Для большей энергоэффективности делается ставка на аэродинамические показатели конструкции электромобиля. Разработчики стараются минимизировать шум и вибрацию отдельных элементов при скоростной езде и на некачественном покрытии, в том числе от встречных порывов ветра.

Сердце электромобиля – какое оно

Для уверенной работы на разных скоростях и в любых условиях к двигателю электротранспорта выдвигаются достаточно высокие требования. На первом месте, конечно, мощность двигателя, исчисляемая обычно от нескольких десятков до сотен киловатт.

Применяются разные типы движков, отличающиеся конструкцией, принципом питания и управления: постоянного тока и переменного, синхронные и асинхронные, коллекторные и бесщеточные.

Но все же, какой бы тип двигателя не применялся, его характеристики, надежность и простота использования вполне превосходят модели, потребляющие бензин, целым рядом преимуществ:

  • коэффициент полезного действия (КПД) по отношению к ДВС составляет 90-95 % по сравнению с 22-60 %;
  • максимальный крутящий момент достигается на любых оборотах;
  • простая конструкция, часто не требующая принудительного охлаждения;
  • может работать в режиме рекуперации (генератора);
  • отсутствие шума и выхлопа;
  • меньшая стоимость обслуживания.

Читайте подробнее, как устроен двигатель для электромобиля.

Нужна ли трансмиссия в транспорте будущего

Устройство электромобиляКоробка передач в электромобиле в привычном смысле практически не применяется: в основном используется упрощенный одноступенчатый редуктор, трансформирующий высокую скорость вращения двигателя в более низкую, необходимую для передачи на ведущие колеса.

Достаточно перспективной разработкой является мотор-колесо, где весь силовой агрегат выполнен в ступице колеса. Данное решение сопровождается проблемой ухудшения управляемости автомобиля за счет увеличения неподрессоренной массы на колесах.

Но с применением легких приводов этих неудобств можно избежать, а небольшую мощность компактных мотор-колес компенсировать установкой двух или даже четырех таких двигателей.

Дополнительные узлы

Бортовая система современных электромобилей обеспечивает слаженную работу всех датчиков и систем, оценивает заряд батареи, давление тормозной системы, селектор переключения передач, положение педалей.

  • К основным приборам относится зарядное устройство, позволяющее заряжать аккумуляторную батарею электромобиля от бытовой розетки. Читайте в деталях, как работает зарядное устройство электромобиля.
  • Как и в других автомобилях, присутствуют фары и фонари, как правило, максимально энергоэффективные.
  • Комфорт могут обеспечивать привычные системы кондиционирования, электрический усилитель руля, аудиосистема и электропакет.

В движении может воспроизводиться звук, имитирующий работу двигателя внутреннего сгорания, – для сообщения другим участникам движения о приближающемся транспортном средстве.

Тяговая батарея и способы ее зарядки

Устройство электромобиляВ основном производители используют ячейки литий-ионных аккумуляторов, являющиеся дорогостоящими и имеющими срок службы до 7 лет. Также ведутся работы по внедрению литий-полимерных батарей и суперконденсаторов, которые в скором времени представители многих автогигантов обещают запустить на массовое производство.

В зависимости от выбора аккумуляторов для полной зарядки требуется от 8 до 12 часов, хотя на специальных зарядных станциях получить заряд в 80 % удается всего за полчаса. Больше информации о том, сколько времени заряжается электромобиль.

Кроме того, во многих странах разрабатывается особая инфраструктура специализированных обменных пунктов, на которых можно заменить аккумуляторную батарею на заряженную.

Для подзарядки в дороге некоторых моделей электротранспорта в их конструкции могут присутствовать солнечные батареи.

Задачи контроллера

Электронная система управления преобразовывает постоянное высокое напряжение, выдаваемое аккумуляторной батареей, в необходимое на текущий момент. Контроллер отвечает за энергосбережение, комфорт движения, безопасность водителя и пассажиров.

В функции контроллера входят:

  • управление высоким напряжением и токами;
  • регулировка крутящего момента и динамики;
  • обеспечение оптимального расхода заряда;
  • мониторинг состояния батареи;
  • управление рекуперацией торможения;
  • зарядка дополнительной 12-вольтной батареи бортовой сети.

Возможности печки электромобилей

Устройство электромобиляЕсли говорить об эксплуатации электромобиля зимой, то здесь дела обстоят несколько иначе, чем в транспорте, сжигающем горючее. Принцип работы печки состоит в нагреве спиралей за счет основного источника энергии – электричества. И хотя все чаще можно слышать об инновационных подходах к подаче тепла и его источниках, но принцип того, как обогревается салон, остается вполне традиционным.

Прицел на экономию вынуждает разработчиков поддерживать и в обогреве максимальную энергоэффективность, что на практике позволяет довести температуру в салоне до комнатной и даже выше всего за несколько минут.

Особым плюсом является качественный подогрев сидений и руля, не требующий много энергии.

Конечно же, печка в электромобилях может существенно снизить дальность пробега. И, как показывает практика многих водителей Nissan Leaf, если летом на одной зарядке удается проехать 150 км, то уже при -2 0С расстояние снизится до 90-110 км. А в -15 0С пробег может составить уже от 40 до 80 км, в зависимости от поддерживаемой температуры и манеры езды.

Общий принцип работы электромобиля

В целом устройство электрокара достаточно простое и общее для всех моделей, разница заключается лишь в отдельных моментах организации работы оборудования.

Читайте также:  Датчик положения коленвала: основа работы современного двигателя

Для движения любому электромобилю необходимо всего несколько основных комплектующих:

  • электродвигатель;
  • контроллер;
  • аккумуляторная батарея.

Ток от аккумуляторов подается на контроллер, коммутируется в необходимый на данный момент и поступает на электрический двигатель.

Управление тем, сколько энергии он должен доставить, ведется педалью акселератора, формированием сигнала при нажатии. Подсчитывая эти данные с данными других систем и датчиков, контроллер регулирует мощность, подаваемую на электродвигатель.

Каковы перспективы

Устройство электромобиляРассматривая технические характеристики электромобиля, можно заметить множество преимуществ данного вида транспорта в сравнении с другими типами авто. Электротягу в средствах передвижения начали применять еще за полстолетия до изобретения двигателей внутреннего сгорания. И первые рекорды скорости были поставлены именно машинами на электромоторе.

Если бы не серьёзная зависимость от источников питания, а, следовательно, и ограниченный запас хода электромобиля, возможно, ДВС так и не заняли бы лидирующее место в автомобилестроении на целое столетие.

В РФ эта отрасль индустрии еще в зачаточном состоянии, хотя над выпуском электромобилей достаточно давно начали работать многие отечественные бренды и уже есть такие проекты, как «Ока электро», «Лада Ellada», а также «Лада Веста EV». Но создать действительно народные электрокары российского производителя, тем более без использования импортных деталей, пока не удалось.

И все же последние тенденции и прорывы в области создания аккумулируемых источников питания дают основания утверждать, что дни использования горючего в автомобилях сочтены.

Как работает электромобиль: Видео

Рейтинг: Загрузка…

Устройство и принцип работы электромобиля. Плюсы и минусы электрокаров

Устройство электромобиля Принцип работы электромобиля

Многие неискушенные граждане считают, что электромобили появились совсем недавно, максимум 10-20 лет назад.

Но это очень далеко от истины. Как только человечество изобрело электричество, сразу же нашлись прогрессивные инженеры и механики, которые пытались применить его для задачи создания экономичного и быстрого транспорта. Устройство электромобиля еще не было представлено на обозрение широкой публики, но уже вынашивалось в головах механиков и ученых.

Первые воспоминания о машине, движущейся благодаря электрическому двигателю, идут из 1841 года. Это была не машина в полном смысле этого слова, а тележка с электромотором. Она не получила широкой популярности и распространения, но энтузиасты продолжили работы по совершенствованию конструкции.

В 1899 году русский инженер Ипполит Романов разработал электромобиль, который мог проехать без подзарядки почти 60 километров, при этом борт машины был рассчитан на 17 пассажиров. Его скорость достигала 40 км/час.

Многие успешные попытки создания таких авто предпринимались в Европе, Америке, Японии после 2-й Мировой войны. К примеру, в США отличилась компания General Motors, которая начала выпускать серийные модели EV1. В последние годы на весь мир гремит компания Tesla, которая смогла возвести электромобили из сферы неинтересной экзотики в ранг стильных и желаемых транспортных средств.

Устройство электромобиля и принцип его работы

Устройство электромобиля не содержит в себе никаких тайн и сложностей, так как основывается на общеизвестных физических и технических принципах.

В целом, конструкция такой машины в области ходовой части, кузова, управления может совсем не отличаться от классического транспорта.

Главное отличие состоит именно в моторе, который работает не на жидком дизельном топливе или бензине, а на генерируемом электрическом токе.

Устройство электромобиля

Принцип работы электромобиля заключается в следующем. В нем задействован механизм электромагнитной индукции, который состоит в том, что при наличии переменного электрического тока в проводнике возникает магнитное поле, которое по закону Ампера выполняет отклоняющее действие. В моторе существуют два основных компонента: ротор и статор.

Статор остается постоянно неподвижным и по нему пропускается электрический ток определенной частоты. Генерируемое в статоре магнитное поле действует на ротор и тот начинает вращаться. Получаемая механическая энергия используется для движения транспортного средства.

Скорость движка прямо пропорциональна частоте тока и количеству установленных магнитных полюсов.

В целом, устройство электромобиля достаточно простое, но требует очень аккуратного и точного исполнения. Ток для питания статора генерируется установленными на борту батареями. В зависимости от модели машины, батареи могут иметь разную емкость, конструкцию, особенности используемых механизмов работы.

Интересный факт! Многие перспективные разработки старины отвергались обществом или просто не были замечены.

Типы устройств электромобиля

В зависимости от того, как устроен электромобиль и для каких задач он разработан, можно провести некоторую классификацию этих ТС. Она довольно условна и обращает внимание более на особенности эксплуатации, так как по конструкции все разработки повторяют друг друга.

Выделяют такие машины на электричестве:

  • Внутригородские. Имеют невысокую мощность и скорость передвижения, на них установлены специальные ограничения по максимальной мощности. Небольшого диаметра колеса и малый вес позволяют двигаться в нормальном городском режиме;
  • Микроэлектромобили. Созданы с учетом плотного городского транспортного потока, имеют батарею небольшой емкости. Используются для небольших переездов, поездок в магазин, на работу и назад и т.п.;
  • Различные креативные варианты, типа трициклы;
  • Обычные авто. Привычные легковушки, типа некоторых популярных моделей от Tesla;
  • Грузовые. Пока еще не слишком распространены, но в перспективе могут использоваться в крупных городах для внутренних перевозок и уменьшения выбросов в атмосферу;
  • Троллейбусы, трамваи, автобусы на электродвижках также являются довольно популярным видом транспорта в любом крупном городе.

Также стоит упомянуть гибриды – транспорт, на котором установлен как электрический, так и бензиновый двигатель. Подобные ТС очень популярны во всем мире, в частности, в Японии, США, Европе. Напряжение электромобиля во всех рассмотренных случаях разное, так как в них требуется неодинаковая рабочая мощность силового агрегата.

Устройство электромобиля

Особенности устройства электромобиля-гибрида

Гибриды получили широкое распространение и популярность в силу своей универсальности и удобства использования практически в любых условиях.

Высокий уровень экономии, отличные рабочие характеристики, совмещение лучших свойств агрегатов на жидком топливе и токе делают гибриды популярными не только среди индивидуальных покупателей, но и среди госслужащих, полицейских и т.д. После длительного простоя такое авто не нужно «прогревать» и терять время.

Достаточно использовать электродвигатель и буквально мгновенно тронуться в путь. Когда же требуется большая скорость, мощность и дополнительный ресурс на расстояние передвижения, то мгновенно происходит переключение на бензин или дизель.

Существуют различные схемы реализации гибридов, но наиболее популярной является вариант от компании «Honda», в котором оба движка работают в параллельном режиме. При необходимости любой из них может включаться или выключаться без каких-либо сложностей. Работа электромобиля в этом случае отличается надежностью, безопасностью и высокой эффективностью.

Интересный факт! Преимущества гибридов отлично подходят для патрулей ДПС, поэтому в этой структуре их используют повсеместно по всему миру.

Плюсы и минусы электрокаров

Многих людей, которые колеблются в выборе транспортного средства для личного использования, волнует вопрос: какие существуют плюсы и минусы электромобилей и стоит ли сейчас рассматривать их как серьезный вариант для покупки.

Плюсы электромобилей выглядят следующим образом:

  • Самое существенное – минимальные расходы на заправку. Благо, электричество в нашей стране имеет достаточно низкую стоимость и полная зарядка для того, чтобы проехать 100 км, будет стоить около 15-20 рублей. В то же время с бензином ситуация будет более печальной (см. Самый дорогой и самый дешевый бензин в регионах России);
  • Простота сервисного обслуживания. Не нужно покупать и менять никаких свечей зажигания, масла, фильтров, других расходных материалов. Нет необходимости регулярно посещать сервис и тратиться на него;
  • Тихая работа мотора также многими относится в плюсы. Работающего агрегата практически не слышно во время езды, достаточно вспомнить движение на новеньком троллейбусе;
  • Отсутствие опасных выхлопных газов, которые отравляют городской воздух;
  • Покупка на перспективу. По всей видимости в ближайшие годы или десятилетие человечество массово пересядет на электрические машины. Покупая ее сейчас, Вы становитесь во главе этого процесса.
Читайте также:  Дисковые или барабанные тормоза: сравнительная характеристика

Что касается негативных моментов, то они также есть и выглядят так:

  • Небольшой выбор авто и дороговизна. Цена, которую просят за средненькую Теслу, вполне сопоставима со стоимостью хорошего Мерседеса последних лет выпуска. Поэтому многие предпочитают второй вариант;
  • Ограниченное количество необходимых заправок. Даже в столице страны ее очень мало мест, где можно зарядить машину. Поэтому придется тщательно следить, чтобы заряда хватало на запланированные дневные расстояния;
  • Минус электрокаров еще и в том, что батареи на них стоят очень дорого, поэтому их нужно беречь. Также в салоне нельзя будет полноценно использовать всю электронику, к примеру, кондиционер, так как это будет быстро поглощать имеющийся заряд АКБ.

Это главное, что стоит учитывать человеку, выбирающему транспортное средство.

Покупка и нюансы работы электромобиля: перспективы

После того, как мы увидели плюсы и минусы электрокаров, стоит обратить внимание на перспективы этого типа транспорта. Стоит ли покупать данный вид ТС, тратить немалые деньги и будет ли это правильным шагом? Ответ здесь не так однозначен.

Если Вы хотите просто хорошую проверенную машину для решения повседневных задач, развитую систему сервиса и ремонта, предсказуемые проблемы и их легкое решение – то лучше всего покупать классический бензиновый или дизельный агрегат. Это все еще актуально и несет в себе только преимущества.

Если Вы относитесь к смелым людям, которые пытаются идти в ногу со временем и смотрят наперед, то такая покупка будет оправданной, хотя нужно быть готовым к некоторым упомянутым выше минусам и неудобствам.

Что касается перспектив рассматриваемого транспорта, то они очень большие. Ожидается, что в ближайшие 10 лет человечество массово пересядет именно на электрокары.

Масштабы распространения

Устройство электромобиля

За последние несколько лет рынок электрических машин расширился и распространился на все развитые страны мира. Если еще недавно подобная покупка была экстравагантным шагом для любителей нового и необычного, то сегодня это уже проверенный и выгодный шаг для комфортной езды и экономии средств.

По имеющейся статистике, в 2017 году рынок рассматриваемых авто вырос сразу на 60%! На данный момент динамика сохраняется и в перспективе этот процесс станет еще более массовым. По всему миру в 2017 было продано около 750 000 новых авто, из них на гибриды приходится примерно 290 000.

Все крупные концерны, видя такие тенденции рынка, активно начали разрабатывать свои варианты и представлять их на автовыставке по всему миру. Свои творения уже показали Мерседес, Фольксваген, Порше, Астон Мартин и многие другие производители.

В России также наблюдается повышенный интерес к этой тематике.

Интересный факт! На постсоветском пространстве по отношению к машинам заметен некоторый консерватизм и популярность бензина и дизеля здесь не спадает.

Цены на нефть и популярность электрокаров

Сами по себе цены на нефтепродукты и нефть практически никак не влияют на популярность автомобилей на электрических двигателях.

Но вот распространение последних очень сильно может повлиять на стоимость нефти, так как она станет менее востребованной на рынке.

Существует даже конспирологическая теория о том, что крупные нефтяные корпорации сдерживают развитие других источников энергии, чтобы не потерять монополию на рынке и свои сверхдоходы.

На данный момент количество машин на токе никак не влияет на цену нефти, поэтому говорить о каких-либо опасностях для этого традиционного источника энергии пока очень рано.

Как устроен электромобиль, созданный Илоном Маском

Устройство электромобиля

Нашумевший предприниматель миллиардер из США, родом из ЮАР, по имени Элон Маск произвел настоящую революцию в мире электромобилей. Он один из первых в новейшее время решил поставить процесс производства этого транспорта на поток и сделать их частью повседневной реальности. Такие начинания не остались без внимания, поэтому имя этого человека стало известно на весь мир.

Как работает электромобиль Tesla? Все так же, как и любые другие подобные продукты. Устройство электромобиля следующее: кузов здесь практически целиком повторяет таковой в Мерседесах бизнес класса.

Батарея и двигатель разработан для максимально эффективной, экономичной и длительной работы.

Минусом ТС от Tesla сегодня считается слишком слабо развитая сервисная система, которая часто бросает владельца такой дорогой машины на произвол судьбы с его проблемами.

Как выбрать машину и особенности ее сервиса

Устройство электромобиля обязательно должен хоть в общих чертах знать каждый человек, который собирается его приобретать. Чтобы купить хорошее ТС, нужно следовать таким советам:

  • Самое первое – запас хода от полностью заряженных АКБ. Для бюджетных моделей запас хода составляет около 150 км;
  • Особенности механики. Ходовая часть, трансмиссия, подвеска и прочие элементы должны быть в полном порядке и состоять их надежных комплектующих. При покупке лучше привлечь на помощь человека, который хорошо понимает устройство электромобиля;
  • Цена. Не стоит переплачивать, так как за большие деньги можно взять и шикарный бензиновый или дизельный вариант.

Что касается сервиса, то здесь не должно быть никаких проблем. Электродвигатели хорошо известны любому инженеру и механику, вся остальная часть авто полностью повторяет конструкцию классического транспортного средства. Единственный совет по сервису – стоит обращаться в продвинутые СТО, в которых способны проводить точную диагностику.

Устройство и принцип работы современных электромобилей — ecars24.info

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.

Устройство электромобиля

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. 

Читайте также:  Как заменить масло в коробке передач ауди 80 б3 своими руками пошаговая инструкция.

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.

Устройство электромобиля

 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.Устройство электромобиля

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.

Устройство электромобиля

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.

Устройство электромобиля

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.

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. 

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector