Як працює електромобіль? Коробка передач в електромобілі є чи ні? [ВІДПОВІДІМО]

Електромобілі – як вони працюють? Як вони влаштовані? Акумулятори електромобілів важкі? Дорогі? Чи складна коробка передач у електромобілі? Ось короткий вступ у тему, переваги електромобілів та їх недоліки.

Як працює електромобіль

Зміст

• Як працює електромобіль
• Акумулятори для електромобілів: до півтонни під підлогою, найдорожча частина
  • В яких одиницях вимірюється ємність акумулятора
  • Які ємності акумуляторів в електромобілях?
• Двигун в електромобілі: до 20 XNUMX обертів за хвилину!
• Коробка передач: всього 1 передача (!)
  • Коробки передач у електромобілях – чи будуть?
  • Два двигуни замість двоступінчастої коробки передач

Зовні електромобіль не відрізняється від звичайного автомобіля внутрішнього згоряння. Ви можете дізнатися про це в основному за тим фактом, що він не має вихлопної труби і звучить трохи інакше. Це означає: практично не звучить і не шумитькрім тихого свисту електродвигуна. Іноді (приклад відео):

Зламані Tesla P100D + BBS Wheels!

Принципові відмінності починаються лише з шасі. Електромобіль не має двигуна внутрішнього згоряння, коробки передач (докладніше про це також нижче) та вихлопної системи. Замість них електромобіль має великі батареї та невеликий електродвигун. Наскільки маленький? Приблизно розміром з кавун. У BMW i3 це виглядає так:

Конструкція BMW i3 з лежачими поруч батареями і маленьким мотором, що приводить в рух задні колеса – це блискуча барило ззаду, до якого ведуть помаранчеві дроти (c) BMW

Акумулятори для електромобілів: до півтонни під підлогою, найдорожча частина

Найбільшими, дорогими та важкими в електромобілі є акумуляторні батареї. Це складний аналог класичного паливного бака, в якому накопичується енергія, що виробляється безпосередньо на електростанції. Важко уявити собі простіший транспорт: він запускається на турбіні електростанції і йде кабелем прямо до праски, комп'ютера чи електромобіля.

Наскільки великі батареї електромобіля? Вони займають усі шасі. Як дорого? Вартість комплекту, зображеного на фото, становить близько 30 злотих XNUMX. Як важко? Кожні 15 кіловат-годин ємності батареї сьогодні становлять близько 2017 кілограмів у 100 році, включаючи корпус та охолоджувальне / нагрівальне обладнання.

В яких одиницях вимірюється ємність акумулятора

Але саме «кіловат-годинник» – що це за одиниці? Ну, ємність акумулятора вимірюється в одиницях енергії, тобто кіловат-годинах (кВтч). Їх не слід плутати з одиницею потужності (кіло) ватами (кВт). Ми знаємо ці енергоблоки за рахунками за електроенергію, які ми сплачуємо загалом кожні два місяці.

Поперечний розріз Nissan Leaf попереднього покоління. Справа передня частина машини, там є розетка для заряджання. Двигун розташований посередині між колесами (чорна трубка під помаранчевими проводами), а акумулятори ближче до задніх колес автомобіля (c) Nissan

Середнє домашнє господарство споживає близько 15 кіловат-годин енергії на день, а кожна кіловат-година коштує не більше 60 центів. Приблизно стільки енергії споживає економічний водій електромобіля – але на 100 кілометрів.

> Як перетворити кіловат-годинник (кВтч) енергії електромобіля на літри палива?

Батареї: від 150 до 500 кілограмів

Акумулятори – один із найважчих компонентів електромобіля. Вони важать приблизно від 150 до 500 кілограмів (півтонни!). Наприклад, батареї Tesla Model 3 ємністю трохи більше 80 кіловат-годин важать 480 кілограмів – а Tesla – лідер в оптимізації ваги!

Акумулятори (в центрі) та двигун (ззаду) в автомобілі Tesla Model 3 (c) Tesla

Які ємності акумуляторів в електромобілях?

Автомобілі, вироблені в 2018 році, оснащені акумуляторами ємністю від 30 (Hyundai Ioniq Electric) до приблизно 60 кіловат-годин (Opel Ampera E, Hyundai Kona 2018) та від 75 до 100 кіловат-годин (Tesla, Ja - tron ​​Quattro). В цілому: що більше акумулятор, то більше вписувалося запас ходу в електромобіля, а кожні 20 кіловат-годин ємності акумулятора ви повинні вміти проїхати щонайменше 100 кілометрів.

> Електромобілі 2017 із максимальним запасом ходу на одному заряді [РЕЙТИНГ TOP 20]

Двигун в електромобілі: до 20 XNUMX обертів за хвилину!

Двигун електромобіля – це проста конструкція, відома вже понад 100 років, яку винайшов винахідник сербського походження Нікола Тесла. У найгіршому випадку електродвигун складається з кількох десятків деталей, а двигун автомобіля внутрішнього згоряння – з кількох десятків. тисяча!

Принцип роботи електродвигуна дуже простий: на нього подається напруга, яка приводить його в рух (обертання). Чим вища напруга, тим вища частота обертання.

Двигун Tesla з редуктором знаходиться у срібній трубці. Коробка передач розташована під біло-сірим корпусом, завдяки якому обороти двигуна передаються на карданний вал та колеса. Пояснювальне креслення (c) Технічні пояснення

Середній бензиновий автомобіль має шкалу тахометра від 0 до 7 об/хв, середній дизельний автомобіль має швидкість 000 об/хв. Червоне поле, що вказує на небезпеку виходу двигуна з ладу, починається раніше за 5-000 тисяч оборотів.

Тим часом двигуни в електромобілях досягають навіть кілька тисяч оборотів за хвилину. У той же час вони мають відмінний ККД, тому що зазвичай перетворять більше 90 відсотків енергії, що подається в рух - в двигунах внутрішнього згоряння ККД в 40 відсотків - це великий успіх, який досягається тільки при деякому технічному стані. -Штучні автомобілі.

> Наскільки ефективним є електродвигун? ABB досягла 99,05%

Як працює електромобіль? | Тесла Модель S

Коробка передач: всього 1 передача (!)

Найцікавішим елементом сучасних електромобілів є коробки передач, яких не існує. Так Так, Електромобілі зазвичай мають лише одну передачу (плюс зворотний, тобто який виходить при додатку напруги назад). Двигун з'єднаний з колесами дуже простою передачею, яка знижує швидкість двигуна в діапазоні 8-10: 1. Отже, 8-10 оборотів валу двигуна - це 1 повний оборот коліс. Така трансмісія зазвичай складається з трьох шестерень, які постійно зачеплені один з одним:

Чому електромобілі мають лише одну передачу? Схоже, виробники не хотіли збільшувати вагу машин та ускладнювати собі життя. Електродвигуни з самого початку створюють дуже високий момент, що крутить, для чого потрібні товсті і міцні шестерні. При цьому вал електродвигуна може обертатися навіть зі швидкістю 300 оборотів за секунду (!).

Всі ці особливості означають, що коробка передач в електродвигуні має бути надзвичайно міцною, і в той же час вона повинна перемикати передачі за соті частки секунди, що значно збільшує вартість електромобіля.

Коробки передач у електромобілях – чи будуть?

Фактично вони вже є. Фотографія, яку ви бачите вище, насправді є поперечним розрізом прототипу двоступінчастої коробки передач для електромобіля. В автомобілі Rimac Concept One використовуються двоступінчасті трансмісії (так що коробка вже є, тобто коробки!). Також з'являються перші прототипи триступеневої трансмісії.

ці коробки передач для електромобіля вони важливі, оскільки, з одного боку, дозволяють автомобілю швидко розганятися, з другого боку, під час руху автомагістралі вони дозволяють двигуну обертатися повільніше (= менше споживання енергії), тобто. вони ефективно збільшують швидкість обертання двигуна. пробіг автомобіля.

Два двигуни замість двоступінчастої коробки передач

Сьогодні Tesla вирішила проблему відсутності коробок передач по-своєму: у машин з двома двигунами різні трансмісії і найчастіше два різних двигуни спереду і ззаду. Задня вісь може бути більш міцною і мати більш високе передатне число (наприклад, 9: 1), щоб краще використовувати момент, що крутить, і прискорювати автомобіль. Передній, у свою чергу, може бути слабшим (= споживати менше енергії) і мати більш низьке передатне число (наприклад, 7,5: 1), щоб зменшити споживання енергії на великих відстанях.

Наведені вище дані є зразковими і дуже залежать від версії та моделі автомобіля. Але відмінності помітні. Наприклад, Tesla Model S 75 має запас ходу всього 401 кілометр, а Tesla Model S 75D («D» – повнопривідна версія) вже має запас ходу 417 кілометрів:

> Tania Tesla S повертається до оферти. S 75 у продажу з 2018 р.

Це може вас зацікавити: