Miten sähköauto toimii?

Unohda männät, vaihteistot ja hihnat: sähköautossa niitä ei ole. Nämä autot kulkevat paljon helpommin kuin diesel- tai bensiinikäyttöiset autot. Automobile-Propre selittää mekaniikkansa yksityiskohtaisesti.

Ulkonäöltään sähköauto on samanlainen kuin mikä tahansa muu ajoneuvo. Sinun on katsottava konepellin alle, mutta myös lattian alle nähdäksesi erot. Lämpöä energiana käyttävän polttomoottorin sijaan se käyttää sähköä. Ymmärtääksemme askel askeleelta, kuinka sähköauto toimii, jäljitämme sähkön polun julkisesta verkosta pyörään.

Ladataan

Kaikki alkaa lataamisesta. Polttoaineen tankkausta varten ajoneuvo on kytkettävä pistorasiaan, seinärasiaan tai latausasemaan. Kytkentä tehdään kaapelilla, jossa on sopivat liittimet. Niitä on useita, jotka vastaavat haluttua lataustilaa. Lataamiseen kotona, töissä tai pienissä julkisissa päätelaitteissa käytät yleensä omaa Type 2 -kaapelia. Pikairrotettaviin liittimiin on kiinnitetty kaapeli, joka täyttää kaksi standardia: eurooppalaiset "Combo CCS" ja "Chademo" japanilaiset. Se saattaa aluksi tuntua pelottavalta, mutta todellisuudessa se helpottuu, kun siihen tottuu. Virhevaaraa ei ole: liittimet ovat erimuotoisia, joten niitä ei voi laittaa väärään paikkaan.

Kun se on liitetty, jakeluverkossa kiertävä vaihtovirta (AC) kulkee ajoneuvoon kytketyn kaapelin kautta. Hän suorittaa useita tarkastuksia ajotietokoneensa kautta. Erityisesti se varmistaa, että virta on laadukas, oikein asetettu ja että maadoitusvaihe on riittävä turvallisen latauksen varmistamiseksi. Jos kaikki on kunnossa, auto ohjaa sähkön ensimmäisen sisäisen elementin kautta: muuntimen, jota kutsutaan myös "on-board laturiksi".

Renault Zoé Combo CCS vakiolatausportti.

muunnin

Tämä runko muuntaa verkkovirran vaihtovirran tasavirraksi (DC). Itse asiassa akut varastoivat energiaa vain tasavirran muodossa. Tämän vaiheen välttämiseksi ja latauksen nopeuttamiseksi jotkin liittimet muuntavat itse sähkön syöttämään tasavirtaa suoraan akkuun. Nämä ovat niin sanottuja "nopeita" ja "ultranopeita" tasavirtalatausasemia, samanlaisia ​​kuin moottoritieasemilla. Näitä erittäin kalliita ja hankalia päätteitä ei ole suunniteltu asennettavaksi yksityiseen kotiin.

akku

Akussa virta jakautuu sen rakenneosien sisällä. Ne ovat pieninä pinoina tai taskuina, jotka on koottu yhteen. Akun varastoiman energian määrä ilmaistaan ​​kilowattitunteina (kWh), mikä vastaa polttoainesäiliön "litraa". Sähkövirta tai teho ilmaistaan ​​kilowatteina "kW". Valmistajat voivat ilmoittaa "käytettävän" kapasiteetin ja/tai "nimelliskapasiteetin". Se on melko yksinkertaista: käyttökapasiteetti on ajoneuvon tosiasiallisesti käyttämä energiamäärä. Ero hyödyllisen ja nimellisen välillä antaa tilaa pidentää akun käyttöikää.

Ymmärrettävä esimerkki: 50 kWh:n akku, joka latautuu 10 kW:lla, voidaan ladata noin 5 tunnissa. Miksi "ympärillä"? Koska se on yli 80%, akut hidastavat latausnopeutta automaattisesti. Kuten vesipullo, jonka täytät hanasta, sinun on vähennettävä virtausta roiskumisen välttämiseksi.

Sitten akkuun kertynyt virta lähetetään yhteen tai useampaan sähkömoottoriin. Pyörimisen suorittaa moottorin roottori staattoriin (moottorin staattiseen kelaan) luodun magneettikentän vaikutuksesta. Ennen pyörien saavuttamista liike kulkee yleensä kiinteän vaihteiston kautta pyörimisnopeuden optimoimiseksi.

Tartunnan siirto

Sähköautossa ei siis ole vaihteistoa. Tämä ei ole välttämätöntä, koska sähkömoottori voi toimia ilman ongelmia jopa useiden kymmenien tuhansien kierrosten minuutissa. Se pyörii suoraan, toisin kuin lämpömoottori, jonka on muutettava mäntien lineaarinen liike ympyräliikkeeksi kampiakselin läpi. On järkevää, että sähköautossa on paljon vähemmän liikkuvia osia kuin dieselveturissa. Se ei vaadi moottoriöljyä, siinä ei ole jakohihnaa ja vaatii siksi paljon vähemmän huoltoa.

Regeneratiivinen jarrutus

Toinen akkukäyttöisten ajoneuvojen etu on, että ne voivat tuottaa sähköä. Tätä kutsutaan "regeneratiiviseksi jarrutukseksi" tai "B-tilaksi". Todellakin, kun sähkömoottori pyörii "tyhjiössä" syöttämättä virtaa, se tuottaa sen. Tämä tapahtuu aina, kun nostat jalkasi kaasu- tai jarrupolkimelta. Tällä tavalla talteen otettu energia ruiskutetaan suoraan akkuun.

Uusimmissa sähköautomalleissa on jopa tiloja tämän regeneratiivisen jarrun tehon valitsemiseen. Maksimitilassa se jarruttaa autoa voimakkaasti kuormittamatta levyjä ja tyynyjä ja säästää samalla useita kilometrejä tehoreserviä. Dieselvetureissa tämä energia vain menee hukkaan ja nopeuttaa jarrujärjestelmän kulumista.

Sähköauton kojelaudassa on usein mittari, joka näyttää regeneratiivisen jarrutuksen tehon.

murtuminen

Siksi sähköajoneuvojen tekniset viat ovat harvinaisempia. Voi kuitenkin käydä niin, että energia loppuu huonosti odottaessanne kuljettajaa, kuten bensiini- tai dieselautossa. Tässä tapauksessa ajoneuvo varoittaa etukäteen, että akun varaustaso on alhainen, yleensä 5-10 % jäljellä. Yksi tai useampi viesti näkyy kojelaudassa tai keskinäytössä ja varoittaa käyttäjää.

Mallista riippuen latauspisteeseen voi ajaa useita kymmeniä kilometrejä lisää. Moottorin tehoa rajoitetaan joskus kulutuksen vähentämiseksi ja siten valikoiman laajentamiseksi. Lisäksi "kilpikonnatila" aktivoituu automaattisesti: auto hidastuu vähitellen täydelliseen pysähtymiseen. Kojelaudassa olevat signaalit kehottavat kuljettajaa etsimään pysähtymispaikkaa hinausautoa odotellessa.

Pieni oppitunti mekaniikasta sähköautossa

Asioiden helpottamiseksi kerro itsellesi, että autossasi on lämpömoottorin sijaan sähkömoottori. Tämä energialähde on akussa.

Olet ehkä huomannut, että sähköautossa ei ole kytkintä. Lisäksi kuljettajan tarvitsee vain painaa kaasupoljinta tasaisen virran saamiseksi. Tasavirta muunnetaan vaihtovirraksi muuntimen toiminnan seurauksena. Se myös tuottaa sähkömagneettisen kentän moottorisi liikkuvan kuparikelan kautta.

Moottorisi sisältää yhden tai useamman kiinteän magneetin. Ne vastustavat magneettikenttäään kelan kentän kanssa, mikä saa ne liikkeelle ja saa moottorin käymään.

Tietoiset kuljettajat olisivat saattaneet huomata, että vaihteistoa ei myöskään ollut. Sähköajoneuvossa tämä on moottorin akseli, joka sisältää ilman välikäsiä vetävien pyörien akselit. Siksi auto ei tarvitse mäntiä.

Lopuksi, jotta kaikki nämä "laitteet" ovat täydellisesti synkronoituja keskenään, ajotietokone tarkistaa ja moduloi kehitettyä tehoa. Siksi tilanteesta riippuen autosi moottori säätää tehoaan kierrosluvun suhteen minuutissa. Tämä on usein vähemmän kuin polttomoottoriautoissa.

Lataus: mistä kaikki alkaa

Jotta autosi voisi ajaa autollasi, se on kytkettävä pistorasiaan tai latausasemaan. Tämä voidaan tehdä käyttämällä kaapelia, jossa on sopivat liittimet. On olemassa erilaisia ​​malleja, jotka sopivat eri lataustiloihin. Jos haluat löytää uuden autosi kotona, töissä tai julkisilla latausasemilla, tarvitset liittimen Type 2. Käytä pikaliittimiä Combo CCS- tai Chedemo-kaapelilla.

Latauksen aikana kaapelin läpi kulkee vaihtovirta. Autosi käy läpi useita tarkastuksia:

• Tarvitset korkealaatuisen ja hyvin viritetyn virran;
• Maadoituksen tulee tarjota turvallinen lataus.

Kun nämä kaksi kohtaa on tarkastettu, auto antaa luvan sähkön virtaamiseen muuntimen läpi.

Muuntimen tärkeä rooli ladattavassa ajoneuvossa

Muuntaja "muuntaa" liittimen läpi kulkevan vaihtovirran tasavirraksi. Tämä vaihe on välttämätön, koska sähköakut voivat tallentaa vain tasavirtaa. Muista kuitenkin, että voit löytää liittimiä, jotka muuntavat AC:n suoraan tasavirraksi. He lähettävät "tuotteensa" suoraan ajoneuvosi akkuun. Nämä latausasemat tarjoavat nopean tai erittäin nopean latauksen mallista riippuen. Toisaalta, jos varustaisit itsellesi nämä terminaalit uuden sähköautosi lataamiseen, tiedä, että ne ovat erittäin kalliita ja vaikuttavia, ja siksi ne asennetaan joka tapauksessa tällä hetkellä vain julkisiin paikkoihin (esim. esimerkiksi valtateiden virkistysalueet).

Kahden tyyppinen sähköauton moottori

Sähköajoneuvo voidaan varustaa kahdentyyppisillä moottoreilla: synkronisella moottorilla tai asynkronisella moottorilla.

Asynkroninen moottori tuottaa magneettikentän pyöriessään. Tätä varten hän luottaa staattoriin, joka vastaanottaa sähköä. Tässä tapauksessa roottori pyörii jatkuvasti. Asynkroninen moottori asennetaan pääasiassa ajoneuvoihin, jotka tekevät pitkiä matkoja ja liikkuvat suurilla nopeuksilla.

Induktiomoottorissa roottori ottaa itse sähkömagneetin roolin. Siksi se luo aktiivisesti magneettikentän. Roottorin nopeus riippuu moottorin vastaanottaman virran taajuudesta. Se on ihanteellinen moottorityyppi kaupunkiajoon, toistuviin pysähdyksiin ja hitaisiin käynnistyksiin.

Akku, sähköauton virtalähde

Akku ei sisällä muutamaa litraa bensiiniä, vaan kilowattituntia (kWh). Akun kulutus ilmaistaan ​​kilowatteina (kW).

Kaikkien sähköajoneuvojen akku koostuu tuhansista kennoista. Kun virta kulkee niiden läpi, se jakautuu näiden tuhansien komponenttien kesken. Jotta saat tarkemman käsityksen näistä soluista, ajattele niitä pinoina tai taskuina, jotka on yhdistetty toisiinsa.

Kun virta kulkee akussa olevien akkujen läpi, se lähetetään autosi sähkömoottoreille. Tässä vaiheessa staattori näkee syntyneen magneettikentän. Jälkimmäinen käyttää moottorin roottoria. Toisin kuin lämpömoottori, se tulostaa liikkeensä pyörille. Automallista riippuen se voi välittää liikkeensä pyörille vaihdelaatikon kautta. Siinä on vain yksi raportti, mikä lisää sen pyörimisnopeutta. Hän löytää parhaan vääntömomentin ja pyörimisnopeuden välisen suhteen. Hyvä tietää: roottorin nopeus riippuu suoraan moottorin läpi kulkevan virran taajuudesta.

Tiedoksi, että uudet ladattavat akut käyttävät litiumia. Sähköauton toimintasäde on keskimäärin 150-200 km. Uudet akut (litium-ilma, litium-rikki jne.) lisäävät merkittävästi näiden ajoneuvojen akkukapasiteettia muutaman seuraavan vuoden aikana.

Kuinka muuttaa sähköautosi ulkonäköä ilman vaihdelaatikkoa?

Tämän tyyppisessä ajoneuvossa on moottori, joka voi pyöriä useita kymmeniä tuhansia kierroksia minuutissa! Näin ollen et tarvitse vaihteistoa ajonopeuden vaihtamiseen.

Täyssähköauton moottori välittää pyörimisen suoraan pyörille.

Mitä pitää muistaa litiumioniakusta?

Jos harkitset vakavasti sähköajoneuvon ostamista, tässä on joitain tärkeitä tietoja litiumioniakuista.

Yksi tämän akun eduista on sen alhainen itsepurkautumisnopeus. Konkreettisesti tämä tarkoittaa, että jos et käytä autoasi vuoteen, se menettää alle 10 % kantokyvystään.

Toinen merkittävä etu: tämäntyyppinen akku on käytännössä huoltovapaa. Toisaalta se on varustettava järjestelmällisesti suoja- ja säätöpiirillä, BMS:llä.

Akun latausajat voivat vaihdella ajoneuvosi mallin ja merkin mukaan. Joten saadaksesi selville, kuinka kauan autosi pysyy kytkettynä, katso sen akun tiheys ja valitsemasi lataustila. Lataus kestää noin 10 tuntia. Suunnittele ja odota!

Jos et halua tai sinulla ei ole aikaa suunnitella etukäteen, kytke autosi latausasemaan tai seinärasiaan: latausaika puolittuu!

Toinen vaihtoehto kiireisille: valitse "pikalataus" täyden latauksen sijaan: autosi latautuu jopa 80 %:iin vain 30 minuutissa!

Hyvä tietää: Useimmissa tapauksissa auton akut sijaitsevat lattian alla. Niiden teho vaihtelee 15-100 kWh.

Hämmästyttävä sähköajoneuvojen jarrutusominaisuus

Et ehkä vielä tiedä sitä, mutta sähköautolla ajaminen antaa sinun tuottaa sähköä! Autonvalmistajat ovat varustaneet sähköautonsa "supervoimalla": kun moottoristasi loppuu sähkö (esimerkiksi kun jalkasi nostetaan kaasupolkimelta tai kun jarrutat), se tekee sen! Tämä energia menee suoraan akkuun.

Kaikissa nykyaikaisissa sähköajoneuvoissa on useita tiloja, joiden avulla kuljettajat voivat valita yhden tai toisen regeneratiivisen jarrutuksen tehon.

Miten lataat nämä uudet vihreät autot?

Asutko pienessä talossa? Tässä tapauksessa voit ladata auton suoraan kotona.

Lataa autosi kotona

Lataa autosi kotona ottamalla auton mukana myydyn kaapelin ja kytkemällä se tavalliseen pistorasiaan. Se, josta olet tottunut lataamaan älypuhelimesi, käy! Ota kuitenkin huomioon mahdollinen ylikuumenemisriski. Virtamäärä rajoitetaan usein 8 tai 10 A:iin onnettomuuksien välttämiseksi. Lisäksi, jos tarvitset täyden latauksen pitääksesi pienen sähköautosi käynnissä, on parasta ajoittaa se käynnistymään yöksi. Tämä johtuu siitä, että alhaisempi virta johtaa pidemmät latausajat.

Toinen ratkaisu: asenna seinälaatikko. Se maksaa 500–1200 €, mutta voit hakea 30 %:n verohyvitystä. Saat nopeamman latauksen ja suuremman virran (noin 16A).

Lataa autosi julkisessa terminaalissa

Jos asut kerrostalossa, et pysty yhdistämään autoasi kotona tai olet matkalla, voit liittää autosi julkiseen latausasemaan. Löydät kaiken erikoissovelluksista tai Internetistä. Tiedä etukäteen, että saatat tarvita kioskin pääsykortin, jonka on myöntänyt kyseisen kioskin asentanut tuotemerkki tai yhteisö.

Myös lähetetty teho ja siten latausaika vaihtelevat eri laitteista riippuen.

Voivatko sähkömallit epäonnistua?

Näiden vihreämpien ajoneuvojen etuna on myös vähemmän rikkoutumista. Se on loogista, koska niissä on vähemmän komponentteja!

Näissä ajoneuvoissa voi kuitenkin esiintyä sähkökatkoksia. Todellakin, mitä tulee bensiini- tai dieselautoihin, jos et odota tarpeeksi "polttoainetta" "säiliössäsi", autosi ei pysty liikkumaan eteenpäin!

Täyssähköautosi lähettää sinulle varoitusviestin, kun akun varaustaso laskee erityisen alhaiseksi. Tiedä, että sinulla on 5-10 % energiastasi jäljellä! Varoitukset näkyvät kojelaudassa tai keskinäytössä.

Voit olla varma, olet (et välttämättä) aution tien reunalla. Nämä puhtaat ajoneuvot voivat kuljettaa sinut minne tahansa 20–50 km:n matkalle – on aika päästä latauspisteeseen.

Tämän matkan jälkeen autosi vähentää moottorin tehoa ja sinun pitäisi tuntea asteittaista hidastuvuutta. Jos jatkat ajamista, näet muita varoituksia. Sitten kilpikonnatila aktivoituu, kun autosi on todella hengästynyt. Huippunopeus ei ylitä kymmentä kilometriä, ja jos et (todellakaan) halua olla yksinäisen tien reunalla, joudut ehdottomasti pysäköimään tai lataamaan akkua.

Kuinka paljon sähköauton lataaminen maksaa?

Täydennyskustannukset riippuvat useista tekijöistä. Huomaa, että auton lataaminen kotona maksaa sinulle vähemmän kuin lataaminen julkisessa terminaalissa. Otetaan esimerkiksi Renault Zoé. Lataus maksaa Euroopassa noin 3,71 euroa eli vain 4 senttiä kilometriltä!

Julkisella terminaalilla 6 kilometrin matkan odotetaan maksavan noin 100 euroa.

Löydät myös 22 kW:n päätteitä maksutta tietyn ajan ennen kuin ne maksetaan.

Kalleimmat ovat epäilemättä "pikalatausasemat". Tämä johtuu siitä, että ne vaativat paljon tehoa ja tämä vaatii tietyn infrastruktuurin. Jos jatkamme Renault Zoé -esimerkillämme, 100 kilometriä autonomiaa maksaa 10,15 €.

Lopuksi, tiedä, että kaiken kaikkiaan sähköauto maksaa sinulle vähemmän kuin dieselveturi. Keskimäärin 10 kilometrin matka maksaa 100 euroa.