Kaip veikia elektriniai automobiliai? Atraskite pagrindinius komponentus ir jų funkcijas

Dauguma automobilių gamintojų stengiasi, kad jų elektrinės transporto priemonės atrodytų įprastos, kad neatstumtų tradicinių pirkėjų, tačiau elektromobiliai veikia visiškai kitaip nei varomi automobiliai. Jų varomoji jėga priklauso nuo visiškai skirtingų sistemų nei transporto priemonės, varančios skystuoju kuru.

Štai kodėl automobilių mechanikai paprastai atsisako dirbti su elektromobiliais, nebent jie būtų specialiai apmokyti. Jei norite kuo geriau išnaudoti savo elektromobilio naudojimo patirtį, svarbu žinoti, kas verčia elektromobilį naudoti ir kokie yra pagrindiniai jo komponentai.

Čia pateikiami pagrindiniai komponentai ir sistemos, kurių reikia EV.

1. Baterijų paketas

Didžiausias, sunkiausias ir brangiausias komponentas, naudojamas gaminant elektromobilį, yra jo akumuliatorius. Jo vaidmuo yra sukaupti didelį kiekį elektros energijos ir atlaikyti pasikartojančius įkrovimo-iškrovimo ciklus labai įvairiomis oro sąlygomis. Kai kuriuose elektromobiliuose akumuliatorių blokas taip pat veikia kaip transporto priemonės važiuoklės konstrukcinė dalis.

EV akumuliatorių paketus sudaro šimtai atskirų elementų, sujungtų tarpusavyje ir jų dydis skiriasi nuo mažiau nei 40 kWh mažesnėse transporto priemonėse iki daugiau nei 200 kWh kai kuriose elektriniai pikapai. „GMC Hummer EV“ turi vieną didžiausių pramonėje akumuliatorių – 205 kWh talpos pakuotę, kuri užtikrina 329 mylių atstumą. Kitame skalės gale turime „Mini Cooper SE“, kurio maži 32 kWh akumuliatoriai vienu įkrovimu gali nuvažiuoti tik 114 mylių.

Taip pat verta paminėti, kad gamintojai nurodo tiek bendrą, tiek grynąją (naudotą) akumuliatoriaus talpą, todėl kartais matote skirtingą tų pačių elektromobilių išvardyti pajėgumai. Be to, du EV su tos pačios talpos baterija greičiausiai nepasiūlys to paties diapazono, nes jums taip pat reikia atsižvelgti į tai, kiek lengvos transporto priemonės ir koks jų pasipriešinimas riedėjimui, o tai galiausiai reiškia, kaip efektyviai jos naudojamos elektros.

2. Baterijos stebėjimo sistema

EV akumuliatorius būtų nenaudingas (ir pavojingas) be vadinamosios baterijos stebėjimo sistemos arba sutrumpintai BMS. Jis atlieka itin svarbų vaidmenį stebint akumuliatorių ir reguliuojant jo temperatūrą, įtampą ir srovę. Taip pat BMS pateikia jums diapazoną ir įkrovos būseną, kurią apskaičiuoja pagal akumuliatoriuje likusią srovę.

BMS taip pat stebi akumuliatoriaus būklę, tiek kaip visumą, tiek kiekvieną atskirą akumuliatoriaus elementą. Pažangesni EV naudotojai taip pat gali pasiekti BMS žurnalus, kurie seka akumuliatoriaus veikimą ir naudojimo būdus. Tada juos galima labai išsamiai išanalizuoti, kad pamatytumėte, kaip veikia baterija ir ką galima optimizuoti.

3. Šilumos valdymo sistema

Kitas svarbus BMS vaidmuo yra valdyti akumuliatoriaus šilumos valdymo sistemą. Tai taikoma visiems EV, kurie gali valdyti savo pakuotės temperatūrą, įskaitant daugumą šiuolaikinių EV. Transporto priemonės, kaip anksti „Nissan Leaf“ ir „BMW i3“, taip pat „Renault Zoe“ ir „Volkswagen e-Golf“ kartos buvo be šilumos. valdymas.

Temperatūros valdymas elektromobilyje veikia taip pat, kaip ir jūsų automobilio aušinimo sistema. Jis priklauso nuo skysčio, kuris pumpuojamas aplink akumuliatorių per daugybę žarnų ir kanalų tikslas pašalinti šilumą iš šių gyvybiškai svarbių komponentų, kad jie veiktų geriau ir tarnautų ilgiau gyvenimą.

Kai kurie elektromobilių gamintojai rekomenduoja patikrinti ir kas kelerius metus keisti aušinimo skystį, o kiti (pvz., Tesla) teigia, kad tai visiškai sandari sistema, kuriai nereikia reguliarios priežiūros.

Šilumos siurbliai taip pat vis dažniau naudojami elektromobiliuose. Šios svarbios techninės įrangos dalys padeda kuo efektyviau šildyti kabiną, naudojant likutinę akumuliatoriaus ir variklio šilumą. Jie taip pat padeda vėsinti, nes jų veikimą galima pakeisti atvirkščiai, kad jie iš esmės veiktų kaip oro kondicionavimo įrenginiai.

4. Elektrinis variklis

Techninė įranga, kuri iš tikrųjų užtikrina EV variklį, yra jo elektrinis variklis. Jis paverčia elektros energiją mechanine energija kuris varo ratus.

Yra keletas elektros variklių tipų, kurių kiekvienas turi savo stipriąsias ir silpnąsias puses, tačiau visi jie susideda iš dviejų pagrindinių dalių, vadinamų rotoriumi ir statoriumi. Pirmoji iš esmės yra vienintelė judanti elektros variklio dalis, o antroji iš esmės yra rotoriaus korpusas ir jame yra kanalai, kuriais pumpuojamas skystis, kad būtų lengviau išlieti įrenginį karštis.

Daugelis elektromobilių yra varomi vadinamuoju nuolatinės srovės varikliu, kuris veikia nuolatine srove ir yra su šepečiu ir be šepetėlių, o pastarasis yra daug dažnesnis. Šio tipo varikliai yra žinomi dėl didelio sukimo momento ir ilgaamžiškumo, tačiau jis turi ir neigiamų pusių, tokių kaip dydis, svoris ir patikimumas (ypač šepečiu varomų variklių atveju).

Indukciniai varikliai taip pat yra gana dažni elektromobiliuose ir turi keletą pranašumų, palyginti su nuolatinės srovės varikliais. Jie yra mažesni, paprastesni ir lengviau prižiūrimi, tačiau tuo pat metu jie negali prilygti nuolatinės srovės variklių galiai ar efektyvumui, ypač tų, kuriuose naudojami nuolatiniai magnetai.

Kai kurie aukštesnės klasės EV taip pat naudoja vadinamuosius nuolatinio magneto sinchroninius variklius (PMSM), kurie galios tankio ir efektyvumo požiūriu yra geresni už kitų tipų indukcinius variklius. Didžiausias jų trūkumas yra sudėtingumas ir didesnė kaina.

5. Užkrato pernešimas

Elektromobiliams nereikia tradicinės transmisijos. Dėl didelio sukimo momento, kuris tiekiamas esant labai mažam apsisukimų dažniui, nereikia perjungti kelių pavarų, kai didėja greitis.

Tačiau kadangi elektros variklių sukimosi greitis yra panašus (ar net didesnis), palyginti su ICE transporto priemonėmis, jiems vis tiek reikia reduktoriaus, kuris padėtų jiems pasiekti gerą pagreičio ir aukščiausio lygio pusiausvyrą greitis. EV yra diferencialų ir jie veikia taip pat kaip ICE transporto priemonėje.

Vieninteliai šiuolaikinės gamybos EV, kurie iš tikrųjų turi pavarų dėžę, yra „Porsche Taycan“ ir „Audi E-Tron GT“, kurių galiniai varikliai turi dviejų greičių automatinę pavarų dėžę. Neaišku, ar šis sprendimas bus išlaikytas ateityje, nes jis sulaukė kritikos dėl nereikalingo perdėto.

Kiti gamintojai apie planus diegti panašius sprendimus nepranešė, nors tokių įmonių yra ašių specialistė Dana Incorporated JAV, kuri parduoda dviejų greičių pavarų dėžę, skirtą dirbti su elektrine variklis.

6. Įmontuotas įkroviklis

Visi elektromobiliai turi tam tikrą įkroviklį, kurio veikimas paprastai lemia didžiausią transporto priemonės įkrovimo greitį, kai naudojamas kintamosios srovės (kintamos srovės) įkroviklis. Jo vaidmuo taip pat yra paversti tai nuolatine srove, kurią vėliau reguliuoja BMS.

Elektromobiliuose sumontuotų įkroviklių galia svyruoja nuo 3,7 kW iki 22 kW, jie taip pat gali nustatyti, ar per juos teka vienfazė, ar trifazė kintamoji srovė.

7. Regeneracinė stabdžių sistema

Kadangi dauguma elektros variklių tipų taip pat gali veikti kaip elektros generatoriai, visi elektromobiliai turi vadinamąją regeneracinę stabdžių sistemą. Tai priklauso tik nuo jų variklių, kurie gali būti naudojami sumažinkite greitį ir supilkite sultis atgal į akumuliatorių Tuo pačiu metu.

Tai labai padidina visiškai elektrinių ir kai kurių hibridinių transporto priemonių stabdžių trinkelių keitimo intervalą. Tai taip pat leidžia elektromobiliams pasiūlyti vadinamąjį vairavimą vienu pedalu, o tai iš esmės reiškia, kad vairuotojas gali tiek pagreitinti, tiek stabdyti. transporto priemonė naudoja tik akceleratoriaus pedalą, nes kai jie visiškai pakyla, transporto priemonė automatiškai pradės lėtėti varikliu pasipriešinimas.

8. Inverteriai, keitikliai ir valdikliai

EV taip pat turi skirtingą skaičių keitiklių, keitiklių ir valdiklių. Visa tai yra gyvybiškai svarbi tinkamam jėgos pavaros veikimui, nes padeda maksimaliai padidinti galią ir efektyvumą optimaliai naudojant turimą srovę.

Inverteriai yra atsakingi už nuolatinės srovės konvertavimą į kintamą, o keitikliai atlieka konvertavimo vaidmenį aukštos įtampos nuolatinė srovė, paimama iš akumuliatoriaus į žemesnės įtampos srovę, kurią transporto priemonė turi veikti įvairios sistemos. Valdikliai yra gyvybiškai svarbūs paskirstant energiją, nes jie padeda valdyti elektros srautą į akumuliatorių ir iš jo; Jie taip pat leidžia elektra stabdyti regeneraciniu būdu.

EV varomi labai skirtingai

Elektrinėse transporto priemonėse gali būti mažiau judančių dalių, palyginti su degimo varikliais, tačiau tai nereiškia, kad jos nėra sudėtingos inžinerijos dalys. Iš tikrųjų visiškai priešingai, nes jiems reikia daugybės sistemų, kad jie veiktų kartu, kad būtų užtikrinta vartotojų reikalaujama galia, efektyvumas, diapazonas ir patikimumas.

EV technologijų proveržiai ir pažanga yra įprasti, todėl geriausia bent jau turėti pagrindinį supratimą apie tai, kaip jie veikia ir kas tiksliai yra tobulinama. Šios žinios taip pat svarbios, jei turite elektromobilį ir norite žinoti, kaip tinkamai jį prižiūrėti ir kuo tai skiriasi nuo ICE transporto priemonės.