перезвонить

Как работает электромобиль? Преимущества и недостатки электромобилей

Как работает электромобиль? Преимущества и недостатки электромобилей

Все указывает на то, что за электромобилями будущее. Они более бесшумные в работе, экологичные, экономные. Мировые производители электрокаров стремительно усовершенствуют свои детища. На сегодняшний день электрокары существенно дороже автомобилей внутреннего сгорания, но пройдет еще несколько лет и электрокары будут таким же доступными по стоимости как авто с ДВС, да и по качеству не уступят.

Как же работает электромобиль, давайте узнаем более подробно, на примере автомобиля Tesla Model S. Благодаря чему электромобили достигли превосходной производительности?

В основе автомобиля Tesla лежит изобретение великого ученого Никола Тесла - асинхронный или индукционный двигатель.

Асинхронный двигатель имеет две основные части - статор и ротор.


Как работает электроавтомобиль


На изображении видно, как выглядят эти части двигателя. Ротор это просто набор проводящих стержней на короткозамкнутых с торцов кольцами.

Трехфазный переменный ток подается на статор. Проходя по обмоткам трехфазный переменный ток создает вращающееся магнитное поле.


Как работает электроавтомобиль


Двигатель Тесла создает четырех полюсное магнитное поле. Это вращающееся магнитное поле индуцирует ток в стержнях ротора, что заставляет ротор вращаться.


Как работает электроавтомобиль


В индукционном двигателе ротор всегда вращается немного медленнее электромагнитного поля. В асинхронном двигателе нет ни щёток, ни постоянного магнита, но при этом он остается надежным и мощным. Прелести синхронного двигателя заключаются в том, что его скорость зависит от частоты переменного тока. Таким образом просто изменяя частоту тока в источнике питания можно изменить скорость вращения ведущих колес. Этот факт позволяет легко и надежно контролировать скорость электромобиля.


Как работает электроавтомобиль


Как работает электроавтомобиль


Питание двигателя осуществляется от частотно регулируемого привода, который в свою очередь регулирует скорость двигателя.

Скорость двигателя может варьироваться от 0 до 18 000 об/мин. Это наиболее значительно преимущество электромобилей по сравнению с автомобилями с ДВС.


Как работает электроавтомобиль


Двигатель внутреннего сгорания обеспечивает полезный крутящий момент и выходную мощность только в ограниченном диапазоне скоростей.


Как работает электроавтомобиль


Поэтому прямое подключение двигателя к ведущим колесам не очень хорошая идея.


Как работает электроавтомобиль


Как работает электроавтомобиль


Для изменения скорости привода необходимо ввести коробку переменных передач.

Асинхронный двигатель будет работать эффективно при любом диапазоне скоростей. Таким образом для электромобилей не требуются коробки переменных передач.


Как работает электроавтомобиль


Кроме того, двигатель внутреннего сгорания не создает прямого вращательного движения. Во вращательное движение преобразуется линейное движение поршня. Это создает серьезные проблемы для механической балансировки плюс в отличие от асинхронного двигателя, двигатель внутреннего сгорания, не запускается самостоятельно.


Как работает электроавтомобиль


Также выходная мощность ДВС всегда неравномерна. Многие дополнительные детали необходимы для решения этой проблемы.

В случае с асинхронным двигателем есть возможность прямого вращательного движения равномерной выходной мощности. Многие детали ДВС здесь просто не нужны. В результате асинхронный двигатель обладает отличной скоростью реагирования и более высокой удельной мощностью на единицу веса транспортного средства, демонстрируя превосходную производительность автомобиля.


Как работает электроавтомобиль


Но что питает асинхронный двигатель? Конечно аккумулятор.

Аккумулятор вырабатывает мощность постоянного тока поэтому перед подачей питания на двигатель, он должен быть преобразован в переменный.


Как работает электроавтомобиль


Для этой цели используется инвертор. Это электронное устройство управляет частотой переменного тока, а следовательно, и скоростью двигателя. Кроме того, инвертор может изменять амплитуду переменного тока, которая в свою очередь будет задавать выходную мощность двигателя. Другими словами, инвертор это что-то вроде мозга электромобиля.


Как работает электроавтомобиль


Как работает электроавтомобиль


Теперь рассмотрим аккумуляторную батарею. Возможно, это вас удивит, но это всего лишь набор литий-ионных элементов, подобных тем, которые используются в повседневной жизни человека. Элементы объединены в блоки и соединены параллельно, чтобы обеспечить мощность необходимую для запуска электромобиля.


Как работает электроавтомобиль


Гликолевый хладагент проходит по металлическим трубкам через зазоры между элементами аккумулятора.

Это нововведение Tesla использует в зоне множества маленьких элементов вместо нескольких больших и позволяет эффективно охлаждать систему, что сводит к минимуму возможность появления точек перегрева и даже позволяет распределить температуру равномерно, что приводит к увеличению срока службы батареи.


Как работает электроавтомобиль


Как работает электроавтомобиль


Все элементы объединены в съемные модули. В батарейном блоке имеются 16 таких модулей, состоящие из 7000 элементов.


Как работает электроавтомобиль


Нагретый гликоль охлаждается, проходя через радиатор, который установлен в передней части двигателя.

Помимо прочего можно увидеть, что такой плоский батарейный блок будучи установленным близко к земле, позволяет снизить центр тяжести транспортного средства. Низкий центр тяжести значительно улучшает устойчивость автомобиля.


Как работает электроавтомобиль


Аккумулятор также покрывает дно по всей ширине, что обеспечивает структурную жесткость против боковых столкновений.


Как работает электроавтомобиль


Мощность, производимая двигателем, передается на ведущие колеса через коробку передач. Широкий диапазон выходной мощности и поэтому использует простую односкоростную коробку передач.


Как работает электроавтомобиль


Выходная скорость двигателя уменьшается в 2 этапа.

Переход к задней передаче в электромобиле также очень прост. Для этого достаточно изменить порядок чередования фаз в двигателе.


Как работает электроавтомобиль


Единственной целью коробки передач автомобиля является снижение скорости вращения и связанное с этим увеличение крутящего момента.


Как работает электроавтомобиль


Второй компонент трансмиссии — это дифференциал. После понижения скорости, сила передается к нему. Однако присутствует проблема регулирования тягового усилия. Почему же в таком современном автомобиле используется свободный дифференциал, а не дифференциал с повышенным внутренним сопротивлением?


Как работает электроавтомобиль


Ответ заключается в том, что свободный дифференциал более надежен и передает больший крутящий момент. Проблема регулирования тягового усилия, возникающая при свободном дифференциале, может быть эффективно устранена при помощи двух методов - селективное торможение и быстрое кратковременное отключение от источника мощности.


Как работает электроавтомобиль


В двигателях внутреннего сгорания такие отключения посредством прекращения подачи топлива недостаточно оперативны. В то время как в асинхронном двигателе, возможны отключения питания, что является эффективным средством контроля тягового усилия. В Tesla этот процесс производится в соответствии современным алгоритмам и с помощью датчиков и контроллеров.


Как работает электроавтомобиль


Как работает электроавтомобиль


Проще говоря Tesla заменила сложную механическую систему высокочувствительным программным обеспечением.


Как работает электроавтомобиль


Знали ли вы что вождение электромобиля можно осуществлять с помощью одной лишь педали? Это возможно благодаря мощной или кооперативной системе. Такая система позволяет экономить огромную кинетическую энергию автомобиля в виде электричества, не теряя ее в форме выделяемого тепла.

В электромобиле, как только водитель нажимает педаль акселератора включается рекуперативное торможение. При этом во время рекуперативного торможения асинхронный двигатель работает и как генератор. На изображении показано как приводят в действие ротор асинхронного двигателя.


Как работает электроавтомобиль


В асинхронном двигателе скорость ротора меньше скорости электромагнитного поля. Чтобы преобразовать двигатель в генератор, нужно сделать так, чтобы скорость ротора стала выше, чем скорость электромагнитного поля.

Инвертер играет важную роль регулируя частоту тока и поддерживая скорость электромагнитного поля ниже скорости ротора.


Как работает электроавтомобиль


Это генерирует электричество в катушках статора, образуя больше электроэнергии, чем требуется для работы электромобиля. Сгенерированный переизбыток электричества может быть после его преобразования сохранен в аккумуляторной батарее. Во время этого процесса на ротор действует против электродвижущая сила, поэтому ведущие колеса и автомобиль будут замедляться.


Как работает электроавтомобиль


Таким образом скорость транспортного средства может легко контролироваться во время вождения при помощи всего одной педали.

Педаль тормоза может использоваться для полной остановки электромобиля.

Как известно, электромобили намного безопаснее, чем автомобиль с ДВС. Затраты на содержание электромобиля и на его вождение также намного ниже, а преимущества электрокаров уже успели оценить многие водители.


Преимущества и недостатки электрокаров

преимуществаэлектрокаров недостаткиэлектрокаров
высокаяпроизводительность долгоподзаряжается
высокийуровень реакции маленькийзапас хода
бесшумный высокаястоимость
экологичный
низкиезатраты на содержание и вождение
повышеннаябезопасность
односкоростнаякпп
большаямощность и крутящий момент
эффективныйконтроль тягового усилия


Если все же вас не пугают недостатки автомобилей Tesla, то рекомендуем купить автомобиль Tesla в США, а наши сотрудники вам в этом помогут. Мы найдем нужный вам автомобиль Tesla в США, выиграем торги на аукционе и в самые короткие сроки доставим ваше авто в Украину.

Если же у вас уже есть автомобиль Tesla, то мы всегда готовы обеспечить вас и вашего железного друга качественными оригинальными запчастями Tesla. У нас можно заказать новые и б/у запчасти Tesla из США от оригинального производителя.

Свяжитесь с нашим менеджером и получите более подробную информацию.

Расскажи друзьям