Многие, в том числе и мы, при первой мысли о электромобили решили рассказать о том, где, как и какие электромобили купить. Но мало кто хочет разбираться в том, как «электрички» устроены. Сегодня мы разберём, что внутри у электрических авто, что приводит их в движение и почему эта система так хорошо работает.
Содержание:
Прежде всего, давайте обратимся к терминам, которую помогут нам понять суть электромобилей.
Электромобиль – это транспортное средство, которое приводится в движение одним или несколькими электродвигателями с питанием от независимого источника электроэнергии (аккумулятора).
Проще говоря, это машина с электродвигателем и источником питания для него, как правило, это аккумулятор. Отсюда можно выделить главный признак электромобиля – отсутствие ДВС. Вместо него здесь электромотор и батарея, а вместо бензоколонки – розетка или зарядная станция. Но это не единственный тип электромобилей. Существуют водородные модели, у которых есть топливные элементы, где электричество производится прямо в движении, в ходе химической реакции. Такие машины к зарядной станции не подъезжают вовсе.
Так как у гибридов всё же есть ДВС, мы не будем рассматривать их в этом материале, несмотря на то, что в некоторых странах их относят к электромобилям.
Для начала нужно узнать, из чего состоит любая «электричка» не водородного типа. Схема у всех машин одна и та же. Все составляющие можно разделить на 3 основных системы:
Отдельно отметим зарядное устройство. Полноценно он не является частью машины, но без него никуда. Задача зарядки проста: превратить переменный ток из сети в постоянный, понятный батарее.
Как мы уже писали выше, топливного бака в электромобилях нет. Его заменяет аккумулятор. А электричество выступает в качестве топлива. Большинство современных машин оснащены литий-ионными батареями, в которых благодаря химической реакции между слоями накапливается энергия.
У каждой батареи модульная конструкция. Пакет собирают из модулей, модули – из ячеек. В таких батареях напряжение от 200 до 800 Вт, от которого зависит не только скорость зарядки, но и её эффективность. При высоком напряжении зарядка эффективнее и быстрее, например, при напряжении 800 Вт платформы могут зарядить батарею мощностью от 270 до 350 кВт.
Внутри каждой батареи работает система управления. Она следит за состоянием и температурой каждой ячейки, не давая перегреться летом и потерять ёмкость зимой. В основном, аккумуляторы рассчитаны на 15 лет или 300 000 км, по истечение которого остаётся не меньше 70% первоначальной ёмкости.
Двигатель «электричек» не похож на ДВС. В нём отсутствуют поршни, клапаны, свечи и масла. Вместо них ротор и статор. Энергия вырабатывается не за счёт тепла. Электромотор работает по принципу электромагнетизма. Ток из батареи поступает на статор. Это неподвижная часть мотора, где формируется вращающееся магнитное поле. Ротор следует за полем и передаёт вращение на колёса.
Выделяют два типа электродвигателей:
Несмотря на различия, у обоих двигателей отсутствуют изнашиваемые элементы, а именно щётки и коллекторы. Поэтому их проще обслуживать. Другая особенность моторов – мгновенный разгон без рывков. Такой эффект получается благодаря доступность полного крутящего момента с нулевых оборотов.
Все типы автомобильных двигателей
В трансмиссии присутствуют два основных элемента: инвертор и редуктор. Разберём каждый отдельно.
Инвертор расположен между батареей и двигателем. Он превращает постоянный ток из аккумулятора в переменный для мотора. При торможении всё наоборот. Ток преобразуется из переменного в постоянный. Этот процесс называется рекуперация. Для всей электроники напряжение понижается до 12 Вт за счёт LDC, который работает параллельно с инвертором. Снизу к инвертору прикручена медная или алюминиевая плита с каналами, по которым бежит антифриз. Без этой жидкости инвертор сгорит за 2–3 секунды работы на полной мощности.
В электромобилях нет привычной многоступенчатой коробки передач, как в ДВС. Электродвигатель эффективен на любых оборотах, в отличие от бензинового. Здесь трансмиссию заменяет одноступенчатый редуктор. Он приводит высокие обороты мотора к нужной частоте вращения колёс и попутно увеличивает крутящий момент. Благодаря этому получается вполне простая схема:
батарея → инвертор → двигатель → редуктор → колёса
Можно сделать схему ещё проще, если в полноприводных авто ставить по мотору на каждое колесо, а не на каждую ось. В таком случае дифференциал и приводные валы интегрированы прямо в блок двигателя.
Да, зарядное устройство находится вне авто, но без него машина просто никуда не поедет. Поэтому важно рассмотреть также зарядное устройство. В России CCS Combo Type 2 считается стандартным. Он объединяет медленную и быструю зарядку. Мощные станции используют толстые высоковольтные кабели с жидкостным охлаждением – иначе они перегреются.
Система контроля батареи и блок управления контролируют автоматизированную зарядку. По протоколам связи из машины в зарядную станцию передаётся информация о заряде и температуре аккумулятора. По ним же ТС запрашивается необходимую мощность.
Для планирования поездки и понимания процесса зарядки важно знать про зарядную кривую. Так называют падение мощность по мере заряда батареи. На мощных зарядных станциях до 80% электромобиль заряжается за 20 минут. Но последние 20% набираются намного дольше. Это сделано, чтобы сберечь батарею. Эти знания помогут вам распланировать остановки на протяжении всей поездки.
Подробнее о зарядке электромобиля читайте в нашей статье.
Электромобиль устроен достаточно просто. Каждый элемент выполняет свою важную функцию: батарея выполняет роль топливного бака, инвертор преобразуют энергию, а редуктор доставляет её к колёсам. Благодаря отсутствию сложных узлов и изнашивающихся деталей «электрички» просты в обслуживании, надёжны и эффективны. Доказывают это данные Министерства энергетики США. Бензиновый двигатель доводит до колёс только 30% полученной из энергии топлива, а электрические – до 90%.
Электромобили отличаются от обычных машин. Много кто ещё сомневается в приобретении, но, в большинстве случаев, это от незнания устройства автомобиля. Они кажутся чем-то новым и могут пугать. Однако стоит разобраться в этом вопросе более детально, и мы видим, что такие автомобили надёжны и обслуживать их достаточно просто. В сервисе АВИЛОН вам помогут обслужить ваш электромобиль и разобраться в том, как всё устроено.
Ежедневно, с 9:00 до 21:40
Москва, Волгоградский проспект, д. 41, к. 1, 109316
