Cum funcționează o mașină electrică?

Uită de pistoane, cutii de viteze și curele: o mașină electrică nu le are. Aceste mașini rulează mult mai ușor decât o mașină pe motorină sau pe benzină. Automobile-Propre le explică în detaliu mecanica.

În aparență, o mașină electrică este similară cu orice alt vehicul. Trebuie să te uiți sub capotă, dar și sub podea, pentru a vedea diferențele. În locul unui motor cu ardere internă care utilizează căldura ca energie, acesta folosește electricitate. Pentru a înțelege pas cu pas cum funcționează o mașină electrică, vom urmări calea energiei electrice de la rețeaua publică până la roată.

reîncărcare

Totul începe cu reîncărcare. Pentru a alimenta, vehiculul trebuie să fie conectat la o priză, o cutie de perete sau o stație de încărcare. Conexiunea se face cu un cablu cu conectori adecvati. Există mai multe dintre ele, corespunzătoare modului de încărcare dorit. Pentru încărcarea acasă, la serviciu sau la terminale publice mici, utilizați de obicei propriul cablu de tip 2. La terminalele detașabile rapid este atașat un cablu care îndeplinește două standarde: „Combo CCS” european și „Chademo”.Japoneză. Poate părea descurajantă la început, dar în realitate va deveni mai ușor pe măsură ce te obișnuiești. Nu există risc de eroare: conectorii au forme diferite și, prin urmare, nu pot fi introduși în slotul greșit.

Odată conectat, un curent electric alternativ (AC) care circulă în rețeaua de distribuție circulă printr-un cablu care este conectat la vehicul. El efectuează o serie de verificări prin intermediul computerului său de bord. În special, asigură că curentul este de bună calitate, este reglat corect și că faza de sol este suficientă pentru a asigura o reîncărcare sigură. Dacă totul este în ordine, mașina trece electricitatea prin primul element de bord: un convertor, numit și „încărcător de bord”.

Port de încărcare standard Renault Zoé Combo CCS.

Convertor

Acest corp transformă curentul alternativ al rețelei în curent continuu (DC). Într-adevăr, bateriile stochează energia doar sub formă de curent continuu. Pentru a evita acest pas și pentru a accelera reîncărcarea, unele terminale în sine convertesc electricitatea pentru a furniza curent continuu direct bateriei. Acestea sunt așa-numitele stații de încărcare DC „rapide” și „ultra-rapide”, similare cu cele găsite la stațiile de autostradă. Aceste terminale foarte scumpe și greoaie nu sunt proiectate pentru a fi instalate într-o casă privată.

acumulator

Într-o baterie, curentul este distribuit în elementele sale constitutive. Ele vin sub formă de grămezi mici sau buzunare adunate împreună. Cantitatea de energie stocată de baterie este exprimată în kilowați-oră (kWh), ceea ce este echivalent cu un „litru” din rezervorul de combustibil. Debitul sau puterea electrică este exprimată în kilowați „kW”. Producătorii pot raporta capacitatea „utilizabilă” și/sau capacitatea „nominală”. Este destul de simplu: capacitatea utilizabilă este cantitatea de energie utilizată efectiv de vehicul. Diferența dintre util și nominal oferă spațiu liber pentru prelungirea duratei de viață a bateriei.

Un exemplu de înțeles: O baterie de 50 kWh care se încarcă cu 10 kW poate fi reîncărcată în aproximativ 5 ore. De ce „în jur”? Deoarece este peste 80%, bateriile vor încetini automat viteza de încărcare. Ca o sticlă de apă pe care o umpleți de la robinet, trebuie să reduceți debitul pentru a evita stropirea.

Curentul acumulat în baterie este apoi trimis către unul sau mai multe motoare electrice. Rotația este efectuată de rotorul motorului sub influența unui câmp magnetic creat în stator (bobina statică a motorului). Înainte de a ajunge la roți, mișcarea trece de obicei printr-o cutie de viteze cu raport fix pentru a optimiza viteza de rotație.

Transmiterea infecției

Astfel, un vehicul electric nu are cutie de viteze. Acest lucru nu este necesar, deoarece motorul electric poate funcționa fără probleme la viteze de până la câteva zeci de mii de rotații pe minut. Se rotește direct, spre deosebire de un motor termic, care trebuie să transforme mișcarea liniară a pistoanelor în mișcare circulară prin arborele cotit. Este logic ca o mașină electrică să aibă mult mai puține părți mobile decât o locomotivă diesel. Nu necesita ulei de motor, nu are curea de distributie si prin urmare necesita mult mai putina intretinere.

Frânare regenerativă

Un alt avantaj al vehiculelor alimentate cu baterii este că pot genera energie electrică. Aceasta se numește „frânare regenerativă” sau „mod B”. Într-adevăr, atunci când un motor electric se rotește „în vid” fără a furniza curent, îl produce. Acest lucru se întâmplă de fiecare dată când luați piciorul de pe pedala de accelerație sau de frână. În acest fel, energia recuperată este injectată direct în baterie.

Cele mai recente modele EV oferă chiar și moduri de selectare a puterii acestei frâne regenerative. În modul maxim, frânează puternic mașina fără a încărca discurile și plăcuțele și, în același timp, economisește câțiva kilometri din rezerva de putere. La locomotivele diesel, această energie este pur și simplu irosită și accelerează uzura sistemului de frânare.

Tabloul de bord al unui vehicul electric are adesea un contor care arată puterea frânării regenerative.

rupere

Prin urmare, defecțiunile tehnice ale vehiculelor electrice sunt mai puțin frecvente. Cu toate acestea, se poate întâmpla să rămâneți fără energie după ce așteptați prost șoferul, ca într-o mașină pe benzină sau diesel. În acest caz, vehiculul avertizează în prealabil că nivelul bateriei este scăzut, de obicei rămânând între 5 și 10%. Unul sau mai multe mesaje sunt afișate pe tabloul de bord sau pe ecranul central și alertează utilizatorul.

În funcție de model, puteți conduce câteva zeci de kilometri suplimentari până la punctul de încărcare. Puterea motorului este uneori limitată pentru a reduce consumul și, prin urmare, a lărgi intervalul. În plus, „modul țestoasă” este activat automat: mașina încetinește treptat până la o oprire completă. Semnalele de pe tabloul de bord îl îndeamnă pe șofer să găsească un loc unde să se oprească în timp ce așteaptă un camion de remorcare.

O mică lecție de mecanică pe o mașină electrică

Pentru a ușura lucrurile, spuneți-vă că în loc de un motor termic, mașina dvs. are un motor electric. Această sursă de energie se află în baterie.

Poate ați observat că vehiculul electric nu are ambreiaj. În plus, șoferul trebuie doar să apese pedala de accelerație pentru a obține un curent constant. Curentul continuu este transformat în curent alternativ datorită acțiunii convertizorului. Este, de asemenea, ceea ce generează câmpul electromagnetic prin bobina de cupru în mișcare a motorului dumneavoastră.

Motorul dumneavoastră conține unul sau mai mulți magneți fix. Își opun câmpul magnetic câmpului bobinei, care îi pune în mișcare și face motorul să funcționeze.

Șoferii informați ar fi putut observa că nici nu exista cutie de viteze. Într-un vehicul electric, aceasta este axa motorului, care, fără intermediar, include axele roților motoare. Prin urmare, mașina nu are nevoie de pistoane.

În sfârșit, pentru ca toate aceste „dispozitive” să fie perfect sincronizate între ele, computerul de bord verifică și modulează puterea dezvoltată. Prin urmare, în funcție de situație, motorul mașinii tale își reglează puterea în funcție de raportul de rotații pe minut. Aceasta este adesea mai mică decât la vehiculele cu ardere.

Încărcare: de unde începe totul

Pentru ca mașina să poată conduce mașina, trebuie să o conectați la o priză sau la o stație de încărcare. Acest lucru se poate face folosind un cablu cu conectori corespunzători. Există modele diferite pentru a se potrivi diferitelor moduri de încărcare. Dacă doriți să vă găsiți noua mașină acasă, la serviciu sau la stațiile publice de încărcare, veți avea nevoie de un conector de tip 2. Utilizați un cablu „Combo CCS” sau „Chedemo” pentru a utiliza terminalele rapide.

În timpul încărcării, un curent electric alternativ trece prin cablu. Mașina dumneavoastră trece prin mai multe verificări:

• Ai nevoie de un curent de înaltă calitate și bine reglat;
• Împământarea trebuie să asigure o încărcare sigură.

După verificarea acestor două puncte, mașina dă permisiunea ca electricitatea să circule prin convertor.

Rolul important al convertorului într-un vehicul plug-in

Convertorul „transformează” curentul alternativ care trece prin bornă în curent continuu. Acest pas este necesar deoarece bateriile EV pot stoca doar curent continuu. Cu toate acestea, rețineți că puteți găsi terminale care convertesc direct AC în DC. Ei își trimit „produsul” direct la bateria vehiculului dumneavoastră. Aceste stații de încărcare asigură încărcare rapidă sau super rapidă, în funcție de model. Pe de altă parte, dacă ar fi să te echipezi cu aceste terminale pentru a-ți încărca noua mașină electrică, să știi că sunt foarte scumpe și impresionante, și de aceea sunt instalate, în orice caz, momentan doar în locuri publice (de exemplu , de exemplu, zone de recreere de pe autostrăzi).

Două tipuri de motor de mașină electrică

Un vehicul electric poate fi echipat cu două tipuri de motoare: un motor sincron sau un motor asincron.

Un motor asincron generează un câmp magnetic atunci când se rotește. Pentru a face acest lucru, el se bazează pe stator, care primește energie electrică. În acest caz, rotorul se rotește constant. Motorul asincron este instalat în principal în vehiculele care fac călătorii lungi și se deplasează la viteze mari.

Într-un motor cu inducție, rotorul însuși preia rolul unui electromagnet. Prin urmare, creează în mod activ un câmp magnetic. Viteza rotorului depinde de frecvența curentului primit de motor. Este tipul de motor ideal pentru conducerea în oraș, opriri frecvente și porniri lente.

Baterie, alimentare vehicul electric

Bateria nu conține câțiva litri de benzină, ci kilowați-oră (kWh). Consumul pe care îl poate asigura bateria este exprimat în kilowați (kW).

Bateria tuturor vehiculelor electrice este formată din mii de celule. Când trece curentul prin ele, acesta este distribuit între aceste mii de componente. Pentru a vă oferi o idee mai specifică despre aceste celule, gândiți-vă la ele ca grămezi sau buzunare conectate între ele.

Odată ce curentul trece prin bateriile din baterie, acesta este trimis către motorul(ele) electric al mașinii tale. În această etapă, statorul vede câmpul magnetic generat. Acesta din urmă este cel care antrenează rotorul motorului. Spre deosebire de un motor termic, acesta își imprimă mișcarea pe roți. În funcție de modelul de mașină, acesta își poate transmite mișcarea roților printr-o cutie de viteze. Are un singur raport, care îi mărește viteza de rotație. El este cel care găsește cel mai bun raport între cuplu și viteza de rotație. Bine de știut: viteza rotorului depinde direct de frecvența curentului care trece prin motor.

Pentru informații, rețineți că noile baterii reîncărcabile folosesc litiu. Autonomia unui vehicul electric variază în medie între 150 și 200 km. Bateriile noi (litiu-aer, litiu-sulf etc.) vor crește semnificativ capacitatea bateriei acestor vehicule în următorii câțiva ani.

Cum să schimbi aspectul mașinii tale electrice fără cutie de viteze?

Acest tip de vehicul are un motor care se poate roti câteva zeci de mii de rotații pe minut! Astfel, nu aveți nevoie de o cutie de viteze pentru a modifica viteza de croazieră.

Motorul unui vehicul complet electric transmite rotația direct la roți.

Ce să rețineți despre o baterie litiu-ion?

Dacă vă gândiți serios să cumpărați un vehicul electric, iată câteva informații importante despre bateriile litiu-ion.

Unul dintre avantajele acestei baterii este rata scăzută de auto-descărcare. Concret, asta înseamnă că dacă nu-ți folosești mașina timp de un an, aceasta va pierde mai puțin de 10% din capacitatea de transport.

Un alt avantaj semnificativ: acest tip de baterie practic nu necesită întreținere. Pe de alta parte, trebuie sa fie dotat sistematic cu un circuit de protectie si reglare, BMS.

Timpul de încărcare a bateriei poate varia în funcție de model și de marca vehiculului dumneavoastră. Așadar, pentru a afla cât timp va rămâne mașina în priză, consultați densitatea bateriei și modul de încărcare pe care îl alegeți. Încărcarea va dura aproximativ 10 ore. Planifică din timp și așteaptă-te!

Dacă nu doriți sau nu aveți timp să vă planificați din timp, conectați-vă mașina la o stație de încărcare sau o cutie de perete: timpul de încărcare se va reduce la jumătate!

O altă alternativă pentru cei grăbiți: optați pentru o „încărcare rapidă” față de o încărcare completă: mașina dumneavoastră va fi încărcată cu până la 80% în doar 30 de minute!

Bine de știut: în cele mai multe cazuri, bateriile auto sunt amplasate sub podea. Puterea lor variază de la 15 la 100 kWh.

Funcție uimitoare de frânare a vehiculului electric

S-ar putea să nu știți încă, dar conducerea unei mașini electrice vă permite să generați energie electrică! Producătorii de mașini și-au înzestrat vehiculele electrice cu „superputere”: atunci când motorul îți rămâne fără curent (de exemplu, când piciorul este ridicat de pe pedala de accelerație sau când frânezi), o face! Această energie ajunge direct la baterie.

Toate vehiculele electrice moderne au mai multe moduri care permit șoferilor lor să aleagă una sau alta putere de frânare regenerativă.

Cum reîncărcați aceste noi mașini verzi?

Locuiești într-o casă mică? În acest caz, puteți încărca mașina chiar acasă.

Încărcați-vă mașina acasă

Pentru a vă încărca mașina acasă, luați cablul care a fost vândut împreună cu mașina și conectați-l la o priză standard. Cel de la care te-ai obișnuit să-ți încarci smartphone-ul va face bine! Cu toate acestea, fiți conștienți de riscul potențial de supraîncălzire. Amperajul este adesea limitat la 8 sau 10A pentru a evita orice accidente. În plus, dacă aveți nevoie de o încărcare completă pentru a vă menține micul EV în funcțiune, cel mai bine este să îl programați să pornească noaptea. Acest lucru se datorează faptului că un curent mai mic duce la timpi de încărcare mai lungi.

O altă soluție: instalați o cutie de perete. Costă între 500 € și 1200 €, dar poți solicita un credit fiscal de 30%. Veți obține o încărcare mai rapidă și un curent mai mare (aproximativ 16 A).

Încărcați-vă mașina la terminalul public

Dacă locuiți într-un apartament, nu vă puteți conecta mașina acasă sau călătoriți, vă puteți conecta mașina la o stație publică de încărcare. Le veți găsi pe toate în aplicații specializate sau pe Internet. Știți dinainte că este posibil să aveți nevoie de un card de acces la chioșc emis de marca sau comunitatea care a instalat chioșcul în cauză.

Puterea transmisă și, prin urmare, timpul de încărcare diferă, de asemenea, în funcție de diferitele dispozitive.

Modelele electrice pot defecta?

Aceste vehicule mai ecologice au, de asemenea, avantajul unei spargeri mai mici. Este logic, din moment ce au mai puține componente!

Cu toate acestea, aceste vehicule pot suferi întreruperi de curent. Intr-adevar, in ceea ce priveste vehiculele pe benzina sau diesel, daca nu te astepti la suficient "combustibil" in "rezervor", masina ta nu va putea merge inainte!

Vehiculul dumneavoastră complet electric vă va trimite un mesaj de avertizare când nivelul bateriei devine deosebit de scăzut. Să știi că ți-a mai rămas 5 până la 10% din energie! Avertismentele apar pe tabloul de bord sau pe ecranul central.

Fii sigur, vei fi (nu neapărat) pe marginea unui drum pustiu. Aceste vehicule curate te pot transporta oriunde de la 20 la 50 km - este timpul să ajungi la punctul de încărcare.

După această distanță, mașina dumneavoastră reduce puterea motorului și ar trebui să simțiți o decelerare treptată. Dacă continuați să conduceți, veți vedea alte avertismente. Apoi, modul Turtle este activat atunci când mașina dvs. este cu adevărat fără suflare. Viteza ta maximă nu va depăși zece kilometri, iar dacă (chiar) nu vrei să fii pe marginea unui drum singuratic, cu siguranță va trebui să parchezi sau să-ți încarci bateria.

Cât costă încărcarea unui vehicul electric?

Costul de completare depinde de mai mulți factori. Rețineți că încărcarea mașinii dvs. acasă vă va costa mai puțin decât încărcarea la un terminal public. Luați Renault Zoé de exemplu. Încărcarea în Europa va costa în jur de 3,71 euro, sau doar 4 cenți pe kilometru!

Cu un terminal public, așteptați aproximativ 6 EUR pentru a acoperi 100 km.

Veți găsi, de asemenea, terminale de 22 kW gratuit pentru o anumită perioadă de timp înainte ca acestea să devină plătite.

Cele mai scumpe sunt, fără îndoială, stațiile de „reîncărcare rapidă”. Acest lucru se datorează faptului că necesită multă putere și aceasta necesită o anumită infrastructură. Dacă continuăm cu exemplul nostru Renault Zoé, 100 km de autonomie te vor costa 10,15 €.

În sfârșit, știți că, per total, o mașină electrică vă va costa mai puțin decât o locomotivă diesel. În medie, costă 10 euro pentru a parcurge 100 km.