Električni automobil, kako pokazuje statistika za tekuću godinu, očigledna je budućnost auto industrije, i to bliska budućnost. Mnogi svjetski poznati proizvođači automobila ulažu ogromne sume u razvoj električnih vozila. Cilj je želja za uštedom na naftnim derivatima, čija se cijena sistematski povećava, kao i potreba za smanjenjem štetnih emisija u atmosferu i traženjem najnoviji uređaji skladištenje energije, tehnologije potrošnje energije.

Trenutno najveća tržišta električnih vozila su Sjedinjene Američke Države, Japan, Kina i niz evropskih zemalja (Holandija, Njemačka, Norveška, Francuska, Velika Britanija). Proizvodnjom električnih vozila bavi se niz brendova, kao što su Renault (Fluence Z.E. i ZOE), Nissan (Leaf, Toyota (RAV4EV), Ford (Focus Electric), Honda (FitEV), BMW (Active C), Tesla (Roadster i Model S), Volvo (C30 Electric)), Mitsubishi (I MiEV). Ako govorimo o našoj zemlji, onda je 2015. godinu obilježio neviđeni rast prodaje ovakvih automobila, koji je samo u prvih osam mjeseci ove godine iznosio 400%.

Ovo sugeriše da je sve više ljubitelja ekološki prihvatljivog: od januara do avgusta, prema podacima Ministarstva unutrašnjih poslova, u zemlji je registrovan 231 električni automobil. Da, takva "novost" se nesumnjivo svidjela mnogim Ukrajincima "po njihovom ukusu". A poenta je u efektivnoj "električnoj životinji", koja će, kako kažu, uštedjeti novac i sačuvati životnu sredinu. Kao što ste možda pretpostavili, razgovor će biti o elektromotoru. Hajde da zajedno shvatimo "šta je to i sa čime se jede".

1. Kako radi električni automobil?

Električno vozilo je u suštini vozilo koje pokreće jedan ili više elektromotora. Izvana, transport izgleda slično benzinu, ali Postoji jedna vrlo bitna razlika: tihi rad motora."Tiho" (tako možemo nazvati elektromotor) napaja baterija (ponekad solarna, baterijska ili specijalizirana gorivna ćelija), koja obavlja funkciju "sprema za gorivo" i snabdijeva pogonsku jedinicu energijom. Električni automobil je opremljen i kontrolerom - jedinicom koja kontrolira rad elektromotora i regulira protok energije u mreži između baterija i motora. Sve ostale komponente su skoro iste kao i kod ostalih automobila: kočnice, vazdušni jastuci...

Da bismo ušli u osnove rada električnog automobila, pogledajmo tehniku ​​pretvaranja standardnog benzinskog automobila u električni. Takav automobil je ponovo rođen iz benzina Geo Prism. Da bi se drugi pretvorio u električni pogon, njegov unutrašnji dizajn je pretrpio manje promjene. Prije svega, dizajneri su napravili izuzetak od benzinskog motora, kvačila, rezervoara za plin, izduvnih cijevi. "Mehanika" je ostala na svom mjestu i zaradila u drugoj brzini. Uslijedila je ugradnja kontrolera i AC motora. Olovne baterije su postavljene na pod vozila. Inženjeri su takođe zamenili kočioni sistem i opremili automobil servo upravljačem, pumpom za vodu i sistemom za klimatizaciju. Dodata je vakuum pumpa za poboljšanje kočionog sistema.

Prijenos je bio povezan na način da kada se poluga pomjera, signali su se prenosili na kontroler. Također, električni automobil je bio opremljen punjačem, voltmetrom, dva potenciometra, povezujući ih s papučicom gasa i kontrolerom. Kao rezultat toga, dizajneri su dobili električni automobil sa sljedećim karakteristikama:

- kilometraža sa jednim punjenjem baterije - 80 km;

Ubrzanje do "stotine" za 15 sekundi;

Količina energije potrebna za punjenje baterija: 12 kWh;

Ukupna masa baterija: 500 kg.

Pokazalo se da je Novice lak za vožnju, što se nije razlikovalo od onog u automobilu koji koristi benzin.

Dizajn električnog vozila ima mnogo prednosti. Poenta je njegova pouzdanost, jer je u njemu broj pokretnih dijelova i sklopova minimiziran. Da biste razumjeli kako električni automobil radi, prvo morate bliže upoznati njegove komponente: prijenos, bateriju, elektronski sistem kontrole i poseban punjač u vozilu. Počnimo s prvim. Ovaj primjerak ima najjednostavniji prijenos, jer je na većini modela jednostavan jednostepeni mjenjač.

Ako govorimo o ugrađenom punjaču, onda je ovo prilično zgodna karakteristika električnog automobila, jer vam daje pravo da razmotrite mogućnost punjenja vozila iz konvencionalne utičnice. Za pretvaranje visokog napona DC u AC, većina proizvođača koristi poseban pretvarač. Koristi se i za punjenje dodatne baterije od 12W. (potreban je za napajanje, na primjer, klima uređaja, električnog servo upravljača ili audio sistema).

Elektronski kontrolni sistem preuzima odgovornost za sigurnost, uštedu energije i udobnost vozača. Kopajući još dublje, takav sistem se koristi i za upravljanje visokim naponom, osigurava normalno kretanje, reguliše vuču, kontroliše kočioni sistem i potrošnju energije. Ovaj sistem uključuje određene ulazne senzore, kontrolnu jedinicu, itd.

Ulazni senzori obavljaju funkciju “procjenitelja” položaja pedala gasa i kočnice, birača brzina, pritiska u kočionom sistemu i stepena napunjenosti. Glavni aspekti rada električnog vozila (informacije o potrošnji energije, povrat energije, preostalo punjenje baterija) se prikazuju na instrument tabli.

Važna komponenta "punjenja" električnog automobila je i kontroler. On prima struje iz baterija i gura ih do elektromotora. Uz pomoć dva potenciometra (promjenjivih otpornika), koji su smješteni na papučici gasa, generira se signal koji kontroleru "govori" o količini energije koju mora prenijeti. Kada vozilo miruje, impulsi se ne prenose.

Kao što je već objavljeno, od benzinskog automobila, električni se razlikuje po tihoj vožnji. A sve je u frekvenciji impulsa koje šalje kontroler - 15 hiljada puta u sekundi. Ljudsko uho teško može detektovati toliki raspon pulsiranja, pa kretanje automobila gotovo da nije praćeno nikakvim zvukovima.

2. Elektromotori i baterije

Nakon što smo razmotrili dodatne detalje u dizajnu automobila i manje-više shvatili princip njegovog rada, prelazimo direktno na otkrivanje teme našeg članka, odnosno električnog motora i energetske baterije koja radi s njim u paru. Električni motor je svojevrsno "srce" automobila i, kao i druge "hipostasi", ima niz karakteristika. prvo, njegova glavna funkcija je stvaranje, sposoban je da pretvara električnu energiju u mehaničku energiju.

Rad motora odvija se po principu elektromagnetne indukcije (pojava elektromotorne sile u zatvorenom krugu kada se mijenja magnetni tok). Općenito, električni motor se sastoji od nekoliko trofaznih asinhronih ili sinhronih električnih strojeva, čiji rad ovisi o naizmjenična struja. Startna snaga je 15 kW. Maksimalna brzina može doseći 200 kW. Upoređuje se efikasnost elektrane i motora sa unutrašnjim sagorevanjem 90% do 25%. Osim toga, električna jedinica ima mnoge prednosti, uključujući mogućnost postizanja maksimalnog okretnog momenta pri kretanju bilo kojom brzinom, kao i jednostavnost dizajna, povoljno hlađenje zraka i mogućnost rada bez upotrebe generatora.

Danas je rad motornih točkova popularan. I nije ni čudo, jer kombinacija konvencionalnog točka i električnog motora u jednu jedinicu povećava udobnost i jednostavnost rada.

Prednost motora na izmjeničnu struju je mogućnost rada u generatorskom režimu u vrijeme kočenja vozila, što doprinosi stvaranju energije i njenom skladištenju u baterijama. Tada se može koristiti dok vozite električni automobil i pomoći će povećati domet za 15%. Mnogi proizvođači koriste dva ili više elektromotora u montaži nekih modela. Tako dizajneri povećavaju snagu vuče, jer se u ovom slučaju svaki kotač pokreće zasebno ili nekoliko odjednom. Takav potez će biti praćen smanjenjem prijenosa, što se postiže integracijom elektromotora u kotače. Ali, bez obzira na to što oni pričaju, takav potez će uzrokovati povećanje neopruženih masa i zakomplicirati vožnju.

“Prijatelj” elektromotora je baterija. Njega bez nje, kako kažu, "ni ovamo ni tamo". Koristi se za napajanje "srca" automobila. Općenito, postoji mnogo varijanti baterija. Kupovina nekih od njih klijenta može koštati, kako kažu, "prilično peni", jer su preskupi. Najjeftinija i, kao rezultat toga, najpopularnija opcija - olovne baterije koje se 97% mogu reciklirati. Više napreduju hibridne baterije od nikla i metala, koje rade i koštaju više od olovnih baterija.

Litijum-jonske baterije su idealne za električna vozila, jer mogu nadmašiti prva dva tipa u smislu kompaktnosti, lakoće i uštede energije. Ista situacija je i sa politikom cijena, jer je ova vrsta baterija najskuplja. To je kombinacija nekoliko modula koji zajedno isporučuju 300 vati sistemske struje. Kapacitet baterije je općenito direktno proporcionalan snazi ​​motora. Vijek trajanja baterije je ograničen na 7 godina.

Često mnogi proizvođači automobila opremaju svoja električna vozila još jednom malom dodatnom baterijom koja "oživljava" rad automobilskih dodataka: instrument tabla, farovi, auto radio, zračni jastuci, električni prozori, brisači itd.

U osnovi, u dizajnu električnih vozila, inženjeri poznatih proizvođača automobila koriste litijum-jonske baterije. Upravo u toj činjenici leži glavni razlog visoke cijene ovakvog automobila.

Većina kupaca, začudo, preferira automobile na benzin, koji će ih koštati manje. Odbojan efekat stvara i dugo čekanje da se baterija napuni i ne baš dobra autonomija. Danas se električna vozila uglavnom koriste kao transport za grad. Stil vožnje, pokrivenost staze imaju snažan uticaj na autonomiju. Mnogi proizvođači su uspjeli postići domet od 150 km bez dodatnog punjenja, ali to je na 70 km/h. Ako odlučite ubrzati do 130 km / h, tada ćete putovati ne više od 70 km. Kako bi pomogle vozaču, mnoge kompanije razvile su posebne tehnologije koje vam omogućuju povećanje autonomije negdje do 300 km. Prethodno spomenuto regenerativno kočenje je jedna od ovih tehnologija i može povratiti do 30% potrošene energije.

3. Punjenje električnog automobila

Ali ipak, ako ste se već odlučili za kupovinu električnog automobila, prva dobra vijest za vas će biti činjenica da će vam za održavanje takvog automobila biti potrebno 3-4 puta manje troškova, jer oni, općenito gledano, zavise od trošak električne energije. Svi znaju da cijene naftnih derivata stalno rastu.

Samo punjenje uključuje dva kruga: krug punjenja i kontrolni krug punjenja. Navedeni kontroler može pratiti struju i temperaturu baterije kako bi vrijeme punjenja svelo na minimum. To se dešava tokom složenog sistema punjenja. Ako uzmete punjenje koje je jednostavnije, u ovom slučaju se napon ili struja reguliše na osnovu pretpostavki o karakteristikama baterije, praćenih na osnovu njihovog podešavanja. Na primjer, uređaj za punjenje "cijedi" iz sebe maksimalnu struju za punjenje električnog automobila do 80%, ubrzo nakon dostizanja ove oznake, naglo smanjuje protok struje do kraja punjenja. Sve je to pametno osmišljeno kako bi se izbjeglo pregrijavanje baterije. Punjenje može "živjeti odvojenim životom" i biti neovisno o dizajnu jedinice električnog vozila ili biti potpuno integrirano u električna vozila.

Odmah nakon politike cijena, mnoge kupce brine sistem punjenja automobila, jer je kilometraža vozila na jednom punjenju baterije "stisnuta" u određene granice. Kao što znate, sastavni dio korištenja električnog automobila je potreba za sustavnim punjenjem baterije, što zauzvrat oduzima puno vremena.

U praksi, ako kilometraža vašeg "električnog automobila" ne prelazi 50-60 km dnevno, nemate čega da se plašite. Ali šta ako ste ljubitelji dugih i dugih putovanja? Ne očajavajte! Postoji mnogo rješenja za problem. Prvo, električni automobil zahtijeva dobro punjenje baterije, što možete učiniti u domaćinstvu električna mreža snage 3-3,5 kW. Zapamtite da se normalno punjenje postiže tek nakon osam sati! Ako vam se ne sviđa, ili jedva čekate, onda je alternativa za vas brzo punjenje, koje je dostupno na specijalnim stanicama kapaciteta do 50 kW. Tako možete napuniti svoj "kasač" do 80% za samo 30 minuta.

Drugi način bit će elementarna zamjena ispražnjene baterije napunjenom, koja se može obaviti na posebnim stanicama za razmjenu. Magna-Charge sistem punjenja je u tom pogledu posebno popularan u razvijenim zemljama.

Sastoji se od dvije inkarnacije: stanice za punjenje postavljene na zidu kuće i sistema za punjenje koji se nalazi u prtljažniku električnog automobila. Prvi je povezan na mrežu od 240 volti pomoću mašine od 40 ampera. Drugi za to koristi induktivnu ploču (pola transformatora). Druga polovina je u odjeljku iza broja električnog vozila. Dakle, ovaj sistem vam omogućava da punjenje automobila učinite ugodnijim i bržim.

Ali opet, sve te odluke se dešavaju u gradu ili državi u kojoj se može pratiti razvoj infrastrukture, odnosno te iste punionice i parkinge.

Pretplatite se na naše feedove

Iscrpljivanje ugljikovodičnih goriva, pogoršanje ekološke situacije i niz drugih razloga će prije ili kasnije natjerati proizvođače da razviju modele električnih vozila koji će postati dostupni široj populaciji. U međuvremenu, ostaje samo čekati ili vlastitim rukama razviti opcije za ekološki prihvatljivu tehnologiju. Ako i dalje više volite sami tražiti rješenja, a ne čekati ih izvana, tada će vam trebati znanje o tome koja Motori za električna vozila su već izmišljeni, po čemu se razlikuju i koji od njih najviše obećava.

vučni motor

Ako odlučite da stavite običan električni motor ispod haube svog automobila, najvjerovatnije od toga neće biti ništa. A sve zato što vam je potrebna vuča Električni motor(TED). Razlikuje se od konvencionalnih elektromotora po većoj snazi, mogućnosti proizvodnje većeg momenta, malim dimenzijama i maloj težini.

Za napajanje vučnog motora koriste se baterije. Mogu se puniti iz vanjski izvori(„iz utičnice“), sa solarnih panela, iz generatora instaliranog u automobilu ili u režimu oporavka (samo-punjenje).

Motori za električna vozila najčešće se napajaju litijum-jonskim baterijama. TED obično radi na dva načina - motor i generator. U potonjem slučaju, nadopunjuje potrošenu zalihu električne energije pri prelasku na neutralnu brzinu.

Princip rada

Standardni elektromotor se sastoji od dva elementa - statora i rotora. Prva komponenta je nepomična, ima nekoliko zavojnica, a druga vrši rotacijske pokrete i prenosi silu na osovinu. Izmjenična struja se dovodi do zavojnica statora s određenom frekvencijom. struja, što uzrokuje pojavu magnetsko polje, koji počinje da rotira rotor.

Što se zavojnice češće "uključuju i isključuju", osovina se brže okreće. U motore električnih vozila mogu se ugraditi dvije vrste rotora:

• kratko spojen, na kojem nastaje magnetsko polje suprotno polju statora, zbog čega dolazi do rotacije;
• faza - koristi se za smanjenje startne struje i kontrolu brzine rotacije osovine, najčešća je.

Osim toga, ovisno o brzini rotacije magnetnog polja i rotora, motori mogu biti asinhroni i sinhroni. Jedna ili druga vrsta mora se odabrati između raspoloživih sredstava i zadataka.

Sinhroni motor

Sinhroni motor je TED, u kojem se brzina rotacije rotora poklapa sa brzinom rotacije magnetnog polja. Preporučljivo je koristiti takve motore za električna vozila samo u slučajevima kada postoji izvor povećane snage - od 100 kW.

Jedna od varijanti sinhronih elektromotora je statorski namotaj takve instalacije podijeljen u nekoliko sekcija. U određenom trenutku struja se dovodi u određeni dio, javlja se magnetsko polje koje rotor rotira pod određenim kutom. Zatim se struja primjenjuje na sljedeću sekciju, a proces se ponavlja, osovina počinje da se okreće.

Asinhroni elektromotor

AT asinhroni motor brzina rotacije magnetnog polja ne odgovara brzini rotacije rotora. Prednost ovakvih uređaja je lakoća održavanja - rezervne dijelove za električna vozila opremljena ovim instalacijama vrlo je lako pronaći. Ostale pogodnosti uključuju:

1. Jednostavna konstrukcija.
2. Jednostavnost održavanja i rada.
3. Jeftino.
4. Visoka pouzdanost.

Ovisno o prisutnosti sklopa četka-kolektor, motori mogu biti komutatorski i bez četkica. Kolektor - uređaj koji se koristi za pretvaranje naizmjenične struje u jednosmjernu. Četke se koriste za prijenos električne energije do rotora.

Motori bez četkica za električna vozila su lakši, kompaktniji i efikasniji. Manje je vjerovatno da će se pregrijati i troše manje električne energije. Jedini nedostatak takvog motora je visoka cijena elektronske jedinice, koja djeluje kao kolektor. Osim toga, teže je pronaći rezervne dijelove za električna vozila opremljena motorom bez četkica.

Proizvođači elektromotora

Većina domaćih električnih vozila dizajnirana je pomoću kolektorskog motora. To je zbog dostupnosti, niske cijene i jednostavnog održavanja.

Istaknuti proizvođač ovih motora je njemačka kompanija Perm-Motor. Njegovi proizvodi su sposobni za regenerativno kočenje u generatorskom režimu. Aktivno se koristi za opremanje skutera, motornih čamaca, automobila, električnih uređaja za podizanje. Kada bi motori Perm-Motor bili ugrađeni u svaki električni automobil, njihova bi cijena bila znatno niža. Sada koštaju između 5-7 hiljada eura.

Popularni proizvođač je Etek, koji proizvodi komutatorske motore bez četkica i četkica. U pravilu su to trofazni motori koji rade na trajnim magnetima. Glavne prednosti instalacija:

• tačnost kontrole;
• jednostavnost organizacije oporavka;
• visoka pouzdanost zbog jednostavnog dizajna.

Listu proizvođača upotpunjuje pogon Advanced DC Motors iz SAD-a, koji proizvodi kolektorske elektromotore. Neki modeli imaju ekskluzivnu funkciju - imaju drugo vreteno, koje se može koristiti za povezivanje dodatne električne opreme na električni automobil.

Koji motor odabrati

Kako vas kupovina ne bi razočarala, potrebno je da uporedite karakteristike modela koji kupujete sa zahtjevima za automobil. Prilikom odabira električnog motora, prije svega, oni se vode njegovom vrstom:

• Sinhrone instalacije su složene i skupe, ali imaju kapacitet preopterećenja, njima je lakše upravljati, ne boje se padova napona, koriste se pri velikim opterećenjima. Ugrađuju se na električni automobil Mercedes.
• Asinhroni modeli su jednostavni uređaji niske cijene. Lako ih je održavati i rukovati, ali njihova izlazna snaga je mnogo manja od one u sinkronoj elektrani.

Za električni automobil, cijena će biti znatno niža ako je elektromotor uparen s motorom s unutarnjim sagorijevanjem. Na tržištu su takve kombinovane biljke popularnije, jer njihova cijena iznosi oko 4-4,5 hiljada eura.