Принцип работы электромобиля: Устройство и принцип работы электромобиля. Плюсы и минусы электрокаров – Принцип работы электромобиля, как он устроен, какое в нём напряжение и схема питания от аккумуляторных батарей&nbsp

  • 24.01.2021

Содержание

Устройство и принцип действия электромобиля

Электромобиль —  один из самых перспективных видов наземного транспорта. Они постепенно выходят на тот уровень, который позволяет им серьезно конкурировать с авто, оснащенными ДВС. Достаточно сказать, что многие европейские страны уже в ближайшем будущем намерены оставить на своих дорогах только машины на электротяге. Растущую популярность этого транспорта связывают с множеством причин, среди которых отмечают:

  • простое устройство электромобиля;
  • бесшумность;
  • экологическую безопасность;
  • надежность;
  • низкие эксплуатационные расходы;
  • высокий КПД;
  • простоту управления.

электромобиль

Одной из самых инновационных в настоящее время является модель Tesla Model S. На ее примере можно доступно объяснить принципы работы  электромобиля.

Конструкция электромобиля

Большинство электромобилей сделано по общей схеме и строятся вокруг нескольких основных узлов. Они обеспечивают динамику передвижения, стабильность энергетических характеристик и высокую дальность хода. Конструкция электромобиля включает в себя:

  1. Один или несколько асинхронных электродвигателей.
  2. Инвертор.
  3. Литий-ионную аккумуляторную батарею.
  4. Синхронизированная коробка передач.

Преимущества асинхронного электродвигателя в электромобиле

Основой любого электромобиля является электродвигатель – устройство, преобразовывающее электрическую энергию в механическую. Его асинхронная или индукционная версия была изобретена великим сербским ученым Н. Тесла. Двигатель включает два основных узла – статор и ротор.

Ротор – набор проводящих стержней, накоротко замкнутых с расположенными по сторонам кольцами. На статор подается трехфазный переменный ток, который проходя по обмоткам, создает вращающееся магнитное поле. Оно индуцирует ток в стержнях ротора, благодаря чему ротор начинает вращаться, отставая от скорости изменения магнитного поля. Преимуществом этого электродвигателя является отсутствие щеток и постоянных магнитов, при этом он остается мощным, надежным с высоким КПД.

двигатель электромобиля

Основная особенность асинхронного двигателя — скорость вращения ротора зависит от частоты подаваемого на статор переменного тока.  Меняя этот параметр в источнике питания, можно добиться различной скорости вращения. Это позволяет очень просто и надежно управлять скоростью электромобиля, запитав двигатель от частотно регулируемого привода.

Асинхронные электрические двигатели могут раскручиваться до 18 тыс. оборотов в минуту. Это еще одно преимущество электродвигателей в отличие от ДВС, которые могут выдавать максимальную мощность и крутящий момент только в ограниченном диапазоне оборотов, это 2-4 тыс. оборотов в минуту. Поэтому они дополнительно требуют специальную тяжелую коробку передач, чего не нужно асинхронному электродвигателю, который эффективен во всем диапазоне оборотов.

2

К недостаткам ДВС относят сложность конструкции, большую массу, множественные преобразования энергии, на которых происходит снижение КПД, проблемы со сгоранием топлива, потребность в дополнительном оборудовании. Всего этого нет у асинхронного двигателя, поэтому его удельная мощность на единицу массы в 10 раз превышает аналогичный показатель у ДВС.

Инвертор и аккумуляторная батарея

Батарея – источник энергии для асинхронного двигателя, при этом устройство аккумулятора электромобиля таково, что он выдает только постоянный ток, который нужно преобразовать в переменный. Для этого используется инвертор, который дополнительно управляет частотой переменного тока и скоростью вращения двигателя.

Важная особенность инвертора: он может изменять амплитуду переменного тока. А это влияет на показатели выходной мощности электродвигателя. Инвертор — своеобразный мозг электромобиля, который управляет параметрами его рабочих показателей.

инвертор

Аккумуляторная батарея представляет собой плотно собранный набор линий-ионных батареек, которые часто можно встретить в быту. Они объединены в крупные блоки и все соединяются параллельно. Это позволяет обеспечить стабильность показателя напряжения и придать нужную мощность для запуска электродвигателя. Чтобы избежать перегрева, между секциями элементов прокладываются трубки с гликолевым хладагентом. Некоторые производители используют несколько больших элементов, но на примере электромобилей Tesla было доказано, что именно набор мелких элементов позволяет эффективно бороться с перегревом за счет равномерного распределения температуры.

охлаждение аккумуляторной батареи электромобиля

 Элементы помещаются в съемные модули, которых на Tesla Model S 16 штук, в каждом из которых 7000 элементов. В передней части автомобиля устанавливают радиатор, проходя через который гликоль эффективно охлаждается. Плоская конфигурация аккумуляторного блока и его расположения непосредственно над днищем автомобиля снижает центр тяжести, а значит улучшает устойчивость и управляемость.

Видео: Как работает электромобиль?

Трансмиссия

Производимая двигателем мощность передается на ведущие колеса через коробку передач. Но, поскольку электромотор имеет широкий диапазон выходной мощности, ему требуется максимально простая односкоростная коробка передач, с двухэтапным снижением выходной скорости вала двигателя.

коробка передач

Для включения задней передачи достаточно сменить порядок чередования фаз на статоре двигателя, и он начнет вращаться в обратную сторону. Поэтому единственная функция такой коробки передач – повысить крутящий момент за счет снижения скорости вращения на валу, приводящем в движение колеса.

Второй компонент трансмиссии – дифференциал. Это стандартный узел, имеющий проблему с регулировкой тягового усилия. Это проявляется в том, что при выезде ведущих колес на неодинаковые поверхности, например, когда одно из них попадает на лед, именно оно и будет вращаться, а колесо, оставшееся на асфальте,  будет недвижимым. Но это плата за высокую надежность этого узла и передачу большего крутящего момента. Проблема решается за счет селективного торможения или кратковременного отключения от источника мощности за счет применения специальных датчиков и программного обеспечения.

свободный дифференциал

Тормозная система

Принцип работы электромобиля таков, что управлять им можно при помощи одной педали. Это связано с применением мощной рекуперативной тормозной системы. Она позволяет преобразовывать кинетическую энергию, набранную при движении, обратно в электрическую. При рекуперативном торможении электродвигатель начинает работать как генератор, вырабатывая электроэнергию, которая подзаряжает аккумулятор. Для этого достаточно просто снять ногу с педали акселератора. Возникающая при этом противосила будет эффективно замедлять ведущие колеса двигателя. А классическая педаль тормоза применяться только для полной остановки электромобиля.

скорость ротора

Заключение

Рассуждая, как работает электромобиль, можно понять, почему большинство автогигантов пытаются догнать Tesla, пополняя свои линейки машинами на электротяге. К перечисленным преимуществам можно добавить повышенную безопасность этих транспортных средств за счет широкой зоны смятия перед передними креслами.

Но чтобы электромобили полностью вытеснили ДВС, требуется решить несколько фундаментальных проблем, среди которых отмечают долгую перезарядку (до одного часа), малый запас хода и высокую стоимость.

Как работает электромобиль » Гиброид.ру

Как работают электромобили

Хотя современные электрические автомобили стали доступны по более или менее приемлемым ценам уже в 2011 году, многие покупатели все еще открывают их для себя, и так, те кто хочет познать основы, эта статья для вас.

Во-первых, технология электромобилей, которая будет здесь описываться, будет касаться только чисто электрических версий, хотя можно сказать, что некоторые гибридные и автомобили на топливных элементах также могут называться электрическими.

Второе, что нужно отметить, это то, что электромобили, несмотря на их силовые агрегаты и некоторые вспомогательные компоненты, вполне обыкновенные автомобили. На самом деле, принцип работы таких автомобилей как Nissan Leaf, Tesla Model S, Ford Focus EV, Honda Fit EV и других покажется знакомым тем, кто ездил на авто с автоматической коробкой передач.

Их уникальность заключается в том, что в них, конечно же, нет никакого двигателя внутреннего сгорания, а вместо него они используют электричество.

Сердцем электромобиля являются аккумулятор, контроллер и двигатель. Подозрительно, что в этом списке отсутствует многоскоростная коробка передач.

Электромобили могут быть переделаны из уже существующего обычного автомобиля либо разработаны с нуля. Правда они были расхвалены своими поклонниками как «будущее» автомобилей, которое могло бы предложить гораздо большую сложность и изысканность, но это верно лишь отчасти. На самом деле, их основы достаточно просты, и это то, на чем мы здесь сосредоточимся.

АККУМУЛЯТОР

Электромобили уже имели триумф сто лет назад, в первые десятилетия 20 века, но в тех электромобилях использовались намного более тяжелые и менее мощные аккумуляторы и им не доставало сегодняшних компьютерных систем управления и современных технологий безопасности.

Батарея на электромобилях

Отличительной чертой новых электромобилей являются их «Системы аккумулирования энергии»( “Energy Storage Systems” ESS)- литий-ионные аккумуляторы.

Tesla Motors представила концепт модели Roadster 2008 за 100 000$, который доказывал правильность выбора в пользу литий-ионных батарей. В нем использовалось почти 7000 частиц, собранных в модули.

Другие автопроизводители, подстраивают литий-ионные аккумуляторы под себя, но сейчас, в общей сложности, все они используют энергию литий-ионных аккумуляторов.

Скорость зарядки таких батарей зависит от того, сколько накопленной энергии киловатт-часов имеет блок, насколько мощное бортовое зарядное устройство и от того, какое количество энергии поступает из сети, к которой подключен автомобиль.

Кроме того, у всех электромобилей есть рекуперативное торможение, которое захватывает энергию при торможении и направляет ее назад в аккумулятор. К сожалению, энергии, которая вернулась, недостаточно для того, чтобы привести автомобиль в движение, а значит ( несмотря на некоторые слухи), нет такого электромобиля, который бы работал по принципу «вечного двигателя».

Поэтому для подзарядки электромобиль можно подключить к стандартной американской 120-вольтной сети или же любой другой электросети в мире, но это самый медленный способ. Даже подзарядка среднеразмерной 16 кВт-ной батареи Mitsubishi i-MiEV может занимать до 20 часов. Полностью разряженная батарея Model S мощностью 85 кВт будет заряжаться несколько дней, если подключить ее к обычной электросети.

Chevy Spark EV

Таким образом, пока некоторые довольствуются 120 вольтами, есть простое приспособление с причудливым названием «Electric Vehicle Supply Equipment» на 240 вольт. Такие блоки варьируются в цене от нескольких сотен долларов до нескольких тысяч, отличаются они силой тока, тем самым меняя фактическую мощность и скорость зарядки.

И все же зарядка от домашней электросети переменного тока не так проста, как кажется, даже если вы нашли самый мощный EVSE который только есть в продаже.

Производители установили максимальный порог мощности, которую может принимать электромобиль, и этим препятствием является бортовое зарядное устройство, через которое, как через соломинку, электромобиль пытается «всасывать» энергию.

Помимо этого, в случае необходимости, есть общественные быстрые зарядные станции DC, мощностью обычно 480 вольт, хотя специальная зарядная станция Tesla Supercharger более эффективна- она может восполнить 80% заряда всего за 20 минут. Некоторые электромобили могут принимать DC (Direct Current-«постоянный ток») и обойти переход от 120 вольт на 240, которые также известны как уровень 1 и уровень 2.

В батарею также встроено программное обеспечение Battery Management System (BMS), которое контролирует расход энергии и зарядку. Литий-ионные аккумуляторы нуждаются в такой программе, и именно она не позволила еще ни одной батарее быстро израсходовать весь свой потенциал.

С одной стороны, система предотвращает полный разряд частиц, с другой стороны переизбыток энергии. Цель состоит в том, чтобы создать максимальный срок годности (намного больше, чем у батареи в ноутбуке и не меньше, чем продолжительность жизни двигателя внутреннего сгорания, хотя некоторый процент сохранения энергии со временем будет утрачиваться).

Инженеры консервативных взглядов могут утверждать, что аккумулятор имеет определенное количество энергии, которое может поступать до тех пор, пока батарея не разрядится полностью. На самом деле, если заряд электромобиля уже на нуле, то у него все еще достаточно энергии, чтобы управлять автомобилем, но это обязательно скажется не его долговечности.

Электромобиль Tesla Model S

Для лучшей работы аккумуляторам, также как и людям нужно поддержание постоянной оптимальной температуры. Конечно, они смогут работать как жарким летом, так и холодной зимой, но запас хода от этого немного ухудшится. Кроме того, производители могут охладить или подогреть устройства для регулировки температуры. Считается, что лучше, или по крайней мере, дешевле, использовать жидкое охлаждение, но некоторые транспортные средства обходятся и без него.

КОНТРОЛЛЕР

Простыми словами, контроллер это прибор, соединяющий аккумулятор и электродвигатель, который приводит в работу колеса. Так как литий-ионные технологии считаются «hi-tech», то это может быть еще одним аргументом в пользу новых электромобилей с микропроцессорным управлением.

На самом деле, для управления контроллером есть педаль акселератора, которая по сути то же самое, что и педаль газа в автомобиле с двигателем внутреннего сгорания. Работает она по принципу реостата, который регулирует свет в доме.
Педаль крепится к особому типу резистора, потенциометру, который в конечном итоге постепенно посылает небольшое количество переменного тока контроллеру.

Контроллер, в свою очередь, определяет сколько тока нужно подать от аккумулятора в двигатель. На самом деле от транзисторов идут потоки импульсов, а не один непрерывный поток. Импульсы поступают с переменностью 1500 в секунду.

В большинстве современных автомобилей, которые используют мощные двигатели переменного тока, контроллер также меняет полярность аккумулятора с постоянным током в переменный.

В конечном счете, частота переданной контроллером энергии от аккумулятора определяет мощность двигателя. И, как вы наверно, знаете, вращающийся двигатель приводит в движение автомобиль.

ДВИГАТЕЛЬ

Двигатель электромобилейДвигатель электрического автомобиля также называют «тяговый двигатель». Современные производители электромобилей остановили свой выбор на асинхронных электродвигателях переменного тока или электродвигателях с постоянным магнитом, которые обеспечивают высокий крутящий момент, надежную работу, а также сравнительно небольшой вес.

Цилиндрический двигатель состоит из статора, который неподвижно закреплен и получает переменный ток для создания магнитного поля. Внутри статора ротор, который вращается на выходном валу.

Он принимает крутящую силу и вращает механизм, который затем механически направляется к оси колеса.

Кроме того, электродвигатель делает гораздо больше, чем просто приводит в движение- он заряжает, и он также известен под названием «двигатель-генератор». Так, вышеупомянутое «рекуперативное торможение» появляется при торможении когда двигатель выступает в качестве генератора и отправляет энергию назад в аккумулятор. Это преимущество неиспользования двигателя внутреннего сгорания в электромобиле.

Электромобиль может иметь один или несколько электродвигателей. Некоторые компании размышляли о том, чтобы размещать их прямо в колесах, но такие колесные двигатели имеют свои преимущества и недостатки, которые и привели к тому, что главные автопроизводители отказались от этой идеи.

Как часто говорят, электродвигатель обеспечивает эффективное использование энергии по сравнению с бензиновым, или даже турбодвигателем. Также ему не нужно набрать определенную скорость оборотов, чтобы получить максимальный крутящий момент.
Электродвигатели готовы выдать максимальный крутящий момент уже со старта, в то время как мощность то увеличивается, то снижается.

ПРОСТАЯ ТРАНСМИССИЯ

Есть, конечно, исключения из правил, но в основном в электромобилях предпочитают не использовать мультимодальные коробки передач.

Почему? Простыми словами, у них так много крутящего момента с самого старта, что электромобиль может использовать одну передачу, на которой он сможет довольно быстро разогнаться и они достаточно высокие, чтобы справиться с такой скоростью.
И, конечно, это позволяет сократить затраты, уменьшить вес и сложность автомобиля.

Некоторые заступники электромобилей зашли так далеко, что говорят, что им не нужно нескольких передач, как дизельным или бензиновым автомобилям, но это заявление правильно только в некотором смысле. Точнее, электромобилю могут пригодиться дополнительные передачи, но они могут работать и без них.

До сих пор, все девять электромобилей, которые были представлены в наших обзорах, были односкоростными.
Даже могучая Tesla Model S с 210 км/ч работает с одной фиксированной передачей с передаточным числом 9.73:1.

Работа электромобилей

Контрпримером может стать Porsche Panamera S E-Hybrid, гибрид, который может работать только на электрике. От электричества он работает через восьмискоростную механическую коробку передач, так же как и автомобили на газовом питании. Также, у Brammo есть шестиступенчатая электрическая трансмиссия в электрическом мотоцикле Empulse, который преподносит преимущество возможности мотоцикла быть на крайней скоростной точке, при этом создавая ощущение езды на обыкновенном велосипеде.

Но, опять же, сейчас электромобили прекрасно работают и есть всего несколько моментов, которые нужно исправить или убрать совсем. Кроме того, они бесшумные и не требуют больших затрат во время эксплуатации, чем создают уникальный набор качеств, которые идеальны для коротких, не очень быстрых ежедневных передвижений, они ничего не выбрасывает в атмосферу, а просто выполняет свою работу.

Электромобиль. Принцип работы. Преимущества и недостатки электрокаров

Когда появились первые автомобили с бензиновым двигателем, их считали чем-то особенным и уникальным. На самом деле, это не что иное, как момент эволюции: «рождается» что-то новое, непохожее на старое, и люди принимают это со всей долей удивления и восхищения.

Мир не стоит на месте — он всегда развивается и эволюционирует. Так и на сегодняшний день в автомобильном мире произошла своя уникальная эволюция. Ее предметом стал электромобиль, о существовании которого, наверняка, знает не каждый.

Выражаясь простым языком, электромобиль – это обыкновенный автомобиль, который вместо двигателя внутреннего сгорания оснащен электрическим двигателем, который получает энергию от автономного источника (топливных элементов или аккумулятора).

Пока что эти машины не вошли в повседневную жизнь так, как это сделали автомобили с бензиновым двигателем. Это значит, что информация, представленная ниже, будет полезна любому человеку, ведь мало кто знает об истории развития, принципах работы, преимуществах и недостатках электромобиля.

Первый электромобиль

История развития электромобилей

История развития электромобилей поражает. На самом деле они начали свое развитие около 180 лет назад, а причиной их возникновения стало открытие электромагнитной индукции.

Разумеется, ученые сразу захотели найти применение новому явлению. И в 1941 году вниманию людей представили новейшее на тот момент электрическое транспортное средство – тележку, которая была оборудована электромотором.

Выходит, что это и был самый первый электромобиль. Он был не настолько совершенным как сегодняшний, разумеется, но по тем временам считался просто чудом–техники.

В начале 80-х годов XIX века начали создавать небольшие емкие и легкие аккумуляторы. Эти приборы имели возможность заряжаться. Именно тогда начался бум в мире электромобилей, а время с конца XIX до начала XX века является «золотым веком» эволюции электромобиля.

Далее происходили разные более совершенные разработки, выходили новые модели этого уникального вида транспорта. На тот момент двигатель внутреннего сгорания не имел столь большую популярность. Но сторонники ДВС тоже не сидели, сложа руки, а старались совершенствовать свои идеи и желали выйти на первый план. Вскоре им это удалось. И они довольно прочно закрепили свои позиции, если им удается «держать марку» и по сей день.

Выходит, что электромобиль – это не инновация, а вытесненная модель автомобиля и его электрического двигателя. Разработчики сегодня «вспоминают» технику создания электромобиля еще того времени и на ее основе совершенствуют и корректируют современные модели.

Видео принцип работы электромобиля

Принцип работы электромобиля

Электромобиль внешне практически не имеет отличий от автомобиля с бензиновым двигателем. Поэтому, если вы его увидите, то, скорее всего, не определите.

Но есть одна особенность, которая его, все-таки, выдает – в процессе эксплуатации автомобиль полностью беззвучен, его неслышно.

Автомобиль, оснащенный ДВС и электромобиль, несмотря на внешние похожие параметры, имеет абсолютно различный принцип работы. Под капотом вместо двигателя внутреннего сгорания у электромобиля расположен электрический агрегат, который «питается» от аккумуляторных батарей. Они являются, своего рода, «топливным баком» и подают электромотору необходимую рабочую энергию. В конструкции этого вида транспорта имеет место быть контроллер, который являет собой блок управления электродвигателем, а он, в свою очередь, осуществляет равномерную подачу тока в сеть между аккумуляторами и силовым агрегатом.

У автомобиля в наличии имеются переменные резисторы, благодаря которым происходит формирование сигнала о количестве необходимой энергии, который впоследствии поступает на контроллер. В момент прекращения движения это устройство тоже перестает работать, а когда выжимают педаль «газа» (акселератора), оно включается и продолжает подавать электрический ток на мотор. Для того, чтобы увеличить уровень защиты, педали акселератора оснащают двумя потенциометрами. Контроллер, считывая с них импульсы и получая определенные данные, регулирует мощность силового агрегата. Если устройству удастся зафиксировать между сигналами хоть одно небольшое отличие, то реакции на них не будет никакой. Импульсы подаются с частотой 15000 раз в секунду, а, поскольку, уши человека не могут улавливать такую частоту, мы попросту не замечаем и не слышим работу контроллера и электромотора.

Основа работы электродвигателя – это электромагнитная индукция. Автомобильный двигатель переводит электрическую энергию в механическую, причем КПД варьируется от 85-95%.

Как мы видим, отличие электродвигателя от двигателя внутреннего сгорания заключается в принципе работы. В остальном же, автомобили с ДВС и электрической системой практически аналогичны: имеется коробка передач, тормозная система, подушки безопасности и т. д.

Электромобиль

Преимущества и недостатки электромобиля

Электромобили имеют как достоинства, так и недостатки. Рассмотрим их.

Главным их достоинством, бесспорно, является выгодность эксплуатации. На топливо уходит куда меньше затрат, чем на ДВС, поскольку электрическая энергия несколько доступней. Конструкция электромобиля проще, чем у обычной машины: для работы необходимо только замкнуть электрическую цепь и держать под контролем уровень ее напряжения, причем, такие непростые механизмы, как карбюраторы, инжекторы и фильтры, электромобиль не имеет, соответственно, обслуживать эти машины часто и дорого нет необходимости.

Огромным преимуществом электрокаров является отсутствие выхлопных газов, что благотворно сказывается на дыхании человека и на экологии. Здесь, однако, таится минус системы – для того, что выхлопов не было, нужно сжигать уголь, мазут или газ, но это, по сравнению с таким веским достоинством — сущая мелочь.

Также электромобили выставляет в выгодном свете то, что они бесшумны при движении. Это очень приятного для человеческого органа слуха, ведь постоянный шум плохо сказывается на нашей психике.

Новый электромобиль Тесла

Все-таки, конечно, как и любая система, электродвигатель имеет и свои недостатки. Во – первых, это – ограниченный уровень заряда батареи, которого не хватает на длительную поездку. Также эти батареи занимают много пространства в салоне, а менять их нужно каждые два – три года.

Аккумуляторы электромобилей имеют довольно высокую стоимость, поэтому многие автомобилисты считают эту часть машины слабым звеном.

Электрокар имеет невысокие динамические характеристики, что является причиной того, что они уступают на сегодняшний момент автомобилям с ДВС.

Салон, к сожалению, не имеет хорошего обогрева, что очень мешает жителям холодных районов. Этот момент напрямую связан с внутренним устройством электромобиля.

На информационном сайте для автолюбителей «FORAM» вы сможете найти много полезной информации, касающейся ремонта и обслуживания автомобилей.

Силовая установка электромобиля, электродвигатель » Эксплуатация электромобиля в России

24 января 2019 в 13:32

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:

Электромобиль своими руками, общие принципы электромобиле строения — 4КОЛЕСА

Создание электромобиля — это прекрасная альтернатива машине с бензиновым двигателем. Современные технологии позволяют находить новые пути решения проблем, связанных с затратами на автомобильное топливо.

Потратив деньги только на составляющие элементы будущего электромобиля, в дальнейшем можно прекрасно экономить на топливе.

Кроме того, электромоторы экологически безопасны в отличие от обычных двигателей, которые при переработке бензина выделяют углекислый газ.

Стоит заметить, что уже практически каждая автомобильная компания выпускает автомобили на электрической теги или гибридные авто.

К примеру электромобили Renault от одноименной компании.

Но цена таких экологически чистых средств передвижения остается еще не доступной для многих автолюбителей, поэтому вопрос создания электромобиля своими руками, особенно для стран СНГ еще очень актуальный.

Создаем электромобиль

Для создания электромобиля своими руками необходимо приобрести:

  1. Базовая модель автомобиля;
  2. Электрический двигатель;
  3. Аккумуляторы, корпусы для них и зарядку;
  4. Электропедаль газа, а также регулятор напряжения и синхронизаторы.

Базовая модель авто

Под базовой моделью автомобиля подразумевается любая машина, которая будет взята за основу при изготовлении электромобиля.

Так как в основе любого электромобиля лежит его легкость, на которую прямо пропорционально влияют габариты, материал из которого он изготовлен, то желательно за основу брать не большие автомобили.

Согласитесь, трудно будет из Toyota Land Cruiser Prado сделать электромобиль.

Хорошо для таких целей подойдут отечественные ВАЗ –ы, знаменитые запорожцы, Славута, ОКА.

Из зарубежных Fiat 126 и другие малолитражки до 2000 года выпуска.

Можно сделать и свой оригинальный кузов, но сложность работ и их дороговизна многих отталкивает от данной идеи.

Электродвигатель

Электродвигатель выбирают в зависимости от размеров автомобиля и варианта его подключения в машине.

Если подключать его к коробке передач, то электродвигатель даже с небольшой мощностью (5 – 7 К Ватт) сможет сдвинуть автомобиль с места.

При подключении через ведущий мост понадобиться более мощный электродвигатель. И чем выше габаритный вес машины, тем большей мощности должен быть будущий мотор.

Электродвигатель с минимальной мощностью, установленный на машине небольших габаритов, имеет скоростной лимит в 75-80 км/ч (при условии непосредственного подключения мотора к коробке передач).

Приобретая электродвигатель с большей мощностью, не нужно беспокоиться о дополнительных расходах электроэнергии. Эти затраты никак не зависят от пройденного километража и мощности электромотора.

Аккумулятор

При выборе аккумулятора лучше остановить свое внимание на энергоносители с литием.

Они могут использоваться без подзарядки в течение 5 часов беспрерывного движения на максимальной скорости в 80 км/ч.

Общий срок службы таких аккумуляторов в среднем достигает 5 лет. Литейные энергоносители – это недешевый вариант.

Как менее дорогостоящую альтернативу можно выбрать свинцовые аккумуляторы. Такие энергоносители имеют меньший срок эксплуатации (в среднем 1-2 года) и разряжаются уже спустя час интенсивного движения.

Для того чтобы аккумуляторы не изнашивались так быстро, необходимо правильно подбирать их в соответствующем объеме.

Небольшие по размеру энергоносители выходят из строя раньше, так как они сильно изнашиваются, полностью разряжаясь в процессе движения. Поэтому лучше приобрести один большой аккумулятор с увеличенным ресурсом.

Система отопления

Если владелец электромобиля рассчитывает пользоваться им в холодное время года, необходимо продумать систему отопления.

Обогрев автомобиля с помощью электроэнергии двигателя-дело очень затратное. В этом случае зарядки аккумулятора не хватит даже на одну поездку.

Поэтому лучше установить бензиновый обогреватель или систему для подогрева кресел. Для всей остальной электротехники в салоне лучше приобрести отдельный энергоноситель.

Регулятор мощности

Очень важная деталь в электромобиле — это регулятор мощности, необходимый для регулировки тяги электродвигателя.

Самыми надежными считаются регуляторы американского производства. Ввиду ограниченности финансов можно приобрести его китайский аналог.

Регуляторы выбирают в зависимости от мощности тока. Для каждодневных поездок подойдет стандартный регулятор на 150 вольт.

Также в электромобиль на место снятого генератора нужно вмонтировать преобразователь, выполняющий аналогичные функции.

Электромобили для детей

Конечно, можно сделать и электромобиль для своего ребенка, но стоит ли овчинка выделки? Ведь сейчас уже во всю продаются детские электромобили на аккумуляторах, которые красивые (а это важно для ребенка) и обладают достойными эксплуатационными характеристиками.

Решать каждому, но наверное проще купить электромобиль для детей, чем делать самому.

Затраты

Если рассматривать общую стоимость всех комплектующих электромобиля, в среднем выходит от 5000 до 8000 долларов. Но вложения в переоборудованный транспорт окупаются буквально через полтора—два года.

Поэтому, если есть желание и возможность, можно попробовать самому сделать электромобиль. Такие конструкции — это будущее для многих транспортных средств.

 Источник

зачем электромобилю ДВС, зарядка от бензогенератора

Электромобили отлично подходят для коротких поездок. Беспокойство возникает, когда нужно отправиться на таком транспортном средстве (ТС) в дальнюю поездку. Производители электромобилей стали разрабатывать ТС с генераторами, устанавливая их в багажник, придумали также трейлер на двух колёсах, в котором находится портативный бензиновый двигатель внутреннего сгорания (ДВС). Такие устройства могут заряжать автомобильные аккумуляторы на ходу, что устраняет необходимость в длительных остановках на станциях подзарядки.

Есть ли генератор в электромобиле?

Аккумуляторы в электрических автомобилях не совпадают с типичными аккумуляторами ДВС. Аккумуляторы для электромобилей приводят в действие всё, что есть в автомобиле, а главное — электродвигатель. Почти во всех электромобилях используются литий-ионные батареи. Они более эффективны, чем другие аккумуляторы. Литий-ионные батареи более дорогие в производстве, чем никель-металлогидридные или свинцово-кислотные.

Литий-ионная батарея

Электрическое ТС использует большой блок тяговых батарей для зарядки электродвигателя, и они должны быть подключены к зарядной станции или настенной розетке для зарядки. Поскольку работа автомобиля происходит за счёт электричества, он не выпускает выхлопных газов и не содержит типичных компонентов жидкого топлива, таких как топливный насос, топливопровод или топливный бак.

Знаете ли вы? В 1900 г. на Всемирной выставке в Париже показан полностью электрический Lohner-Porsche Semper Vivus. В то время это была настоящая сенсация от выдающегося конструктора Фердинанда Порше, который работал над четырёхколёсным шедевром вместе с австрийской фирмой.

В автомобиле с электроприводом вспомогательная аккумуляторная батарея обеспечивает электричество для питания автомобильных систем. Порт зарядки обеспечивает автомобилю подключение к внешнему источнику питания для зарядки тягового аккумулятора. Преобразователь постоянного тока преобразует питание постоянного тока высокого напряжения от тягового аккумуляторного блока в питание постоянного тока низкого напряжения, которое необходимо для работы автомобильных систем и зарядки вспомогательной батареи.

Схема электромобиля

Тяговый аккумулятор приводит в движение колеса автомобиля. В некоторых моделях используются моторы-генераторы, которые выполняют функции привода и регенерации. Бортовое зарядное устройство выполняет функцию приёма поступающего электричества переменного тока, которое подаётся через зарядный порт, и преобразует его в постоянный ток для зарядки тягового аккумулятора.

Оно контролирует характеристики батареи:

  • напряжение;
  • ток;
  • температуру и состояние заряда, во время подзарядки батареи.

Знаете ли вы? Продажи электромобилей выросли на 81% с 2017 по 2018 гг., и к 2025 г., как полагают эксперты, положат конец «правлению» двигателя внутреннего сгорания.

Контроллер силовой электроники управляет потоком электроэнергии, поступающей от тягового аккумулятора. Этот блок управляет скоростью электрического тягового двигателя и крутящим моментом, который производит.

Тепловая система (охлаждение) поддерживает оптимальный диапазон рабочих температур двигателя, электродвигателя, силовой электроники и других компонентов. Блок тяговых батарей служит накопителем электроэнергии для использования электрическим тяговым двигателем. Функция трансмиссии (электрической) заключается в передаче механической энергии от электрического тягового двигателя для привода колёс.

Видео: Как работает электромобиль?

Зачем электрокару ДВС?

У некоторых электрокаров-гибридов (Chevrolet Volt, Tesla Model S, Toyota Prius Prime и др.) установлен ДВС-генератор и электродвигатель. Подобные модели принято называть электрическим автомобилем с увеличенным запасом хода. К «чистому» варианту электромобилей они не относятся, т. к. у электрокаров нет выхлопной трубы и бензобака, а под капотом вместо огромного двигателя находится только электродвигатель и его контроллер.

Важно! Гибридный автомобиль, благодаря комбинации ДВС и системы электропривода аккумулятора, способен увеличить экономию топлива и уменьшить выбросы.

Гибридный электромобиль имеет ДВС и топливный бак традиционных ТС, а также аккумуляторную батарею и электродвигатель. Обычно он работает путём сбора и повторного использования энергии двигателя, работающего на бензине, который в противном случае был бы бесполезным в стандартных ТС.

Гибридный электромобильКлассический пример подзаряжаемого гибрида с внушительной батареей за задним сиденьем.

Основной принцип работы электроавтомобиля с ДВС заключается в том, что генератор, получая энергию от бензинового двигателя, подает её на аккумулятор и электродвигатель. Другими словами, это устройство, преобразующее топливо в электрическую энергию для аккумулятора и двигателя.

Большинство гибридных моделей используют коробку передач, существующую в стандартных бензиновых автомобилях. Однако сейчас автопроизводители пытаются разработать нечто новое для гибридных версий. В некоторых автомобилях, к примеру в Toyota Prius, используются новые трансмиссии, отличающиеся от тех, что находятся в обычных автомобилях. Трансмиссия работает за счёт механической энергии, которую либо бензиновый генератор, либо аккумулятор подаёт через электродвигатель.

Во время сильного ускорения бензиновый двигатель и электродвигатель работают сообща для увеличения мощности на колеса. Совместные усилия возможны только благодаря трансмиссии с разделением мощности, которая объединяет крутящий момент. В то же время бензиновый мотор питает генератор. Электродвигатель использует электричество от батареи и генератора по мере необходимости.

Рекомендуем для прочтения:

Зарядка от бензогенератора

Портативный генератор, работающий на бензине, действительно может заряжать электромобиль. Его используют в чрезвычайной ситуации, допустим, в качестве резервного источника питания на случай перебоев в подаче электроэнергии. Бензиновый генератор Автомобилисты отмечают этот способ зарядки не очень удобным из-за сильного шума мотора. Только, если бензогенератор располагается в двухколёсном прицепе, шумовой эффект снижается. Управляется такое устройство легко, с помощью мобильного приложения.

Важно! Если заряд аккумулятора сохранился ниже 95%, автомобиль будет «вытягивать» из преобразователя максимум, и поэтому будет всё время работать не на штатной, а на пиковой мощности.

Воздушный генератор

С помощью ветрогенератора крупные концерны по производству электромашин пытаются решить разные задачи:

  1. Минимизировать затраты энергии на охлаждение или обогрев салона.
  2. Увеличить продолжительности езды без дополнительной зарядки.
  3. Обеспечить минимальные затраты на питание бортовых энергопотребителей.

Воздушный генератор

Принцип работы ветрогенератора таков, что воздушный поток генерируется автомобилем, когда он начинает двигаться, т. е. встречный поток воздуха вращает ветроколесо, а оно вырабатывает электроэнергию, которая поступает в автомобильную аккумуляторную кислотную батарею (АКБ). Энергия, которая вырабатывается, зависит от скорости автомобиля.

Если сделать расчёт мощности, генерируемой ветром, то станет понятно, что значительное количество электроэнергии (около 3,26 кВт) восстанавливается для аккумуляторов, когда автомобиль движется со скоростью 120 км/ч.

Портативный генератор — полезное устройство, которое может пригодиться в качестве резервного источника питания на случай истощения заряда в электромобиле и невозможности подзарядиться привычным способом.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

alexxlab

E-mail : alexxlab@gmail.com

Submit A Comment

Must be fill required * marked fields.

:*
:*