Cum funcționează o mașină electrică? Cutia de viteze într-o mașină electrică - este acolo sau nu? [RĂSPUNS]

Vehicule electrice - cum funcționează? Cum sunt aranjate? Bateriile de mașini electrice sunt grele? Scump? Este complicată cutia de viteze într-o mașină electrică? Iată o scurtă introducere în subiect, avantajele vehiculelor electrice și dezavantajele acestora.

Cum funcționează o mașină electrică

Cuprins

• Cum funcționează o mașină electrică
• Baterii pentru vehicule electrice: până la jumătate de tonă sub podea, cea mai scumpă parte
  • În ce unități se măsoară capacitatea bateriei?
  • Care sunt capacitățile bateriilor la vehiculele electrice?
• Motorul într-un vehicul electric: până la 20 rpm!
• Cutie de viteze vehicul electric: doar 1 treaptă de viteză (!)
  • Cutiile de viteze în vehiculele electrice - vor?
  • Două motoare în loc de o cutie de viteze cu două trepte

În exterior, o mașină electrică nu diferă fundamental de o mașină convențională cu ardere internă. Puteți recunoaște acest lucru în mare parte din faptul că nu are țeavă de evacuare și sună puțin diferit. Aceasta înseamnă: practic nu sună și nu face zgomotcu excepția fluierului liniștit al motorului electric. Uneori (exemplu video):

Tesla P100D + roți BBS sparte!

Diferențele fundamentale încep doar de la șasiu. O mașină electrică nu are motor cu ardere internă, cutie de viteze (mai multe despre asta și mai jos) și sistem de evacuare. În locul lor o mașină electrică are baterii mari și un motor electric mic. Cât de mic? Cam de dimensiunea unui pepene verde. La BMW i3 arată astfel:

Designul BMW i3, cu bateriile situate una lângă alta și un mic motor care antrenează roțile din spate, este un butoi strălucitor în spate, la care conduc firele portocalii (c) BMW

Baterii pentru vehicule electrice: până la jumătate de tonă sub podea, cea mai scumpă parte

Cele mai mari, mai scumpe și mai grele baterii dintr-un vehicul electric sunt bateriile. Acesta este un analog complex al rezervorului clasic de combustibil, care stochează energia generată direct la centrala electrică. Este greu de imaginat un transport mai simplu: se pornește pe turbina unei centrale electrice și se deplasează de-a lungul unui cablu direct către un fier de călcat, computer sau mașină electrică.

Cât de mari sunt bateriile unei mașini electrice? Ele ocupă întregul șasiu. Cât de scump? Costul kit-ului prezentat în fotografie este de aproximativ 30 PLN. Atat de greu? Pentru fiecare 15 kilowați-oră, capacitatea bateriei este astăzi de aproximativ 2017 kilograme în 100, inclusiv corpul și echipamentul de răcire/încălzire.

În ce unități se măsoară capacitatea bateriei?

Dar exact „kilowați-oră” – care sunt aceste unități? Ei bine, capacitatea unei baterii se măsoară în unități de energie, adică în kilowați-oră (kWh). Ele nu trebuie confundate cu unitatea de putere (kilo) wați (kW). Cunoaștem aceste unități de energie din facturile noastre de energie electrică, pe care le plătim în medie o dată la două luni.

Secțiune transversală a generației precedente Nissan Leaf. În dreapta este partea din față a mașinii, există o priză de încărcare. Motorul este situat la mijloc între roți (tub negru sub firele portocalii) iar bateriile sunt mai aproape de roțile din spate ale mașinii (c) Nissan

Gospodăria medie consumă aproximativ 15 kilowați-oră de energie pe zi, iar fiecare kilowat-oră costă nu mai mult de 60 de cenți. Aproximativ aceeași cantitate de energie este consumată de un șofer economic al unei mașini electrice - dar pentru 100 de kilometri.

> Cum se transformă kilowați-oră (kWh) de energie vehiculului electric în litri de combustibil?

Baterii: 150 până la 500 de kilograme

Bateriile sunt una dintre cele mai grele componente dintr-un vehicul electric. Cântăresc aproximativ 150 până la aproximativ 500 de kilograme (o jumătate de tonă!). De exemplu, bateriile Tesla Model 3 cu o capacitate de puțin peste 80 de kilowați-oră cântăresc 480 de kilograme – iar Tesla este lider în optimizarea greutății!

Baterii (centru) și motor (spate) într-un Tesla Model 3 (c) Tesla

Care sunt capacitățile bateriilor la vehiculele electrice?

Mașinile fabricate în 2018 sunt echipate cu baterii cu o capacitate de la 30 (Hyundai Ioniq Electric) până la aproximativ 60 de kilowați-oră (Opel Ampera E, Hyundai Kona 2018) și de la 75 la 100 de kilowați-oră (Tesla, Jaguar I-Pace, Audi). e - tron ​​​​Quattro). În general: cu cât bateria este mai mare, cu atât autonomia vehiculului electric este mai mare, iar pentru fiecare 20 de kilowați-oră de capacitate a bateriei, trebuie să puteți conduce cel puțin 100 de kilometri.

> 2017 vehicule electrice cu rezervă maximă de putere la o singură încărcare [TOP 20 EVALUAREA]

Motorul într-un vehicul electric: până la 20 rpm!

Un motor de mașină electrică este un design simplu, cunoscut de peste 100 de ani, inventat de inventatorul de origine sârbă Nikola Tesla. În cel mai rău caz, un motor electric este format din câteva zeci de piese, iar un motor de vehicul cu ardere internă este format din câteva zeci. o mie!

Principiul de funcționare al unui motor electric este foarte simplu: i se aplică o tensiune, care îl pune în mișcare (rotație). Cu cât tensiunea este mai mare, cu atât viteza este mai mare.

Motorul Tesla cu cutie de viteze este într-un tub argintiu. Cutia de viteze este situată sub carcasa albă și gri, prin care turația motorului este transmisă arborelui elicei și roților. Desen explicativ (c) Note tehnice

Mașina medie pe benzină are o scară a tahometrului de la 0 la 7 rpm, în timp ce mașina medie diesel are o viteză de 000 rpm. Câmpul roșu, care indică pericolul de avarie a motorului, începe mai devreme, la 5-000 mii rpm.

Între timp, motoarele vehiculelor electrice ajung chiar și câteva mii de rpm. În același timp, au o eficiență excelentă, deoarece de obicei transformă peste 90 la sută din energia furnizată în mișcare - în motoarele cu ardere internă, eficiența de 40 la sută este un mare succes, care se obține doar cu anumite condiții tehnice. - mașini artificiale.

> Cât de eficient este motorul electric? ABB a ajuns la 99,05%

Cum funcționează o mașină electrică? | Tesla Model S

Cutie de viteze vehicul electric: doar 1 treaptă de viteză (!)

Cel mai interesant element al vehiculelor electrice moderne sunt transmisiile, care... nu există. da da, Mașinile electrice au de obicei o singură treaptă de viteză (plus inversul, adică care se obține atunci când tensiunea este aplicată înapoi). Motorul este conectat la roți printr-un angrenaj foarte simplu care reduce viteza motorului în intervalul 8-10: 1. Deci, 8-10 rotații ale arborelui motorului reprezintă 1 rotație completă a roților. O astfel de transmisie constă, de obicei, din trei trepte de viteză care sunt în mod constant îmbinate între ele:

De ce vehiculele electrice au o singură treaptă de viteză? Se pare că producătorii nu au vrut să crească greutatea mașinilor și să-și îngreuneze viața. Motoarele electrice generează de la început cuplu foarte mare, ceea ce necesită angrenaje groase și durabile. În acest caz, arborele motorului electric se poate roti chiar și cu o viteză de 300 de rotații pe secundă (!).

Toate aceste caracteristici fac ca cutia de viteze din motorul electric sa fie extrem de robusta, in timp ce in acelasi timp trebuie sa schimbe treptele in sutimi de secunda, ceea ce creste semnificativ costul unui vehicul electric.

Cutiile de viteze în vehiculele electrice - vor?

De fapt, sunt deja acolo. Fotografia pe care o vedeți mai sus este de fapt o secțiune transversală a unui prototip de transmisie cu două viteze pentru un vehicul electric. Rimac Concept One folosește transmisii cu două trepte (deci cutia de viteze este deja acolo, adică cutii de viteze!). Apar și primele prototipuri ale transmisiei cu trei trepte.

acestea cutii de viteze pentru vehicule electrice sunt importante pentru că, pe de o parte, permit accelerarea rapidă a mașinii, iar pe de altă parte, la conducerea pe autostradă, permit motorului să se rotească mai încet (= consum mai mic de energie), adică. măresc efectiv turația motorului. kilometrajul mașinii.

Două motoare în loc de o cutie de viteze cu două trepte

Astăzi, Tesla a abordat problema lipsei cutiilor de viteze în felul său: mașinile cu două motoare au transmisii diferite și, adesea, două motoare diferite față și spate. Axa din spate poate fi mai puternică și are un raport de transmisie mai mare (de ex. 9: 1) pentru a utiliza mai bine cuplul și pentru a accelera vehiculul. Fața, la rândul său, poate fi mai slabă (= consumă mai puțină putere) și are un raport de transmisie mai mic (de ex. 7,5: 1) pentru a reduce consumul de energie pe distanțe lungi.

Datele de mai sus sunt aproximative și depind foarte mult de versiunea și modelul vehiculului. Dar diferențele sunt vizibile. De exemplu, Tesla Model S 75 are o autonomie de doar 401 kilometri, în timp ce Tesla Model S 75D („D” pentru versiunea cu tracțiune integrală) are deja o autonomie de 417 kilometri:

> Tania Tesla S revine la oferta. S 75 la vânzare 2018

Acest lucru vă poate interesa: