Как работает электромобиль?

Забудьте о поршнях, коробках передач и ремнях: в электромобиле их нет. Эти автомобили работают намного проще, чем автомобиль с дизельным или бензиновым двигателем. Automobile-Propre подробно объясняет их механику.

По внешнему виду электромобиль похож на любое другое транспортное средство. Вы должны заглянуть под капот, но также и под полом, чтобы увидеть различия. В месте двигателя внутреннего сгорания с использованием тепла в качестве энергии, он использует электричество. Чтобы шаг за шагом понять, как работает электромобиль, мы проследим путь электричества от общественной сети до колеса.

Подзарядка

Все начинается с подзарядки . Для заправки электромобиль необходимо подключить к розетке , настенной коробке или зарядной станции . Подключение осуществляется кабелем с подходящими разъемами. Их несколько, соответствующих желаемому режиму зарядки. Для зарядки дома, на работе или в небольших общественных терминалах вы обычно используете собственный кабель с разъемами типа 2 . К быстросъемным клеммам прикреплен кабель, отвечающий двум стандартам: европейский «Combo CCS» и «Chademo».Японский. Поначалу это может показаться сложным, но на самом деле, когда вы привыкнете, это станет проще. Риск ошибки отсутствует: разъемы имеют разную форму и, следовательно, не могут быть вставлены в неправильное гнездо.

После подключения переменный электрический ток (AC), который циркулирует в распределительной сети, проходит по кабелю, подключенному к автомобилю. Он выполняет серию проверок через свой бортовой компьютер. В частности, он гарантирует, что ток хорошего качества, правильно настроен и что фаза заземления достаточна для гарантии безопасной подзарядки. Если все в порядке, автомобиль пропускает электричество через первый бортовой элемент: преобразователь, также называемый «бортовым зарядным устройством» .

Стандартный зарядный порт Renault Zoé Combo CCS.

Конвертер

Этот орган преобразует переменный ток сети в постоянный ток (DC) . Действительно, аккумуляторы хранят энергию только в виде постоянного тока. Чтобы избежать этого шага и ускорить перезарядку, некоторые терминалы сами преобразуют электричество для подачи постоянного тока непосредственно в батарею. Это так называемые « быстрые » и « сверхбыстрые » зарядные станции постоянного тока , подобные тем, которые можно найти на станциях автомагистралей. Эти очень дорогие и громоздкие терминалы не предназначены для установки в частном доме.

Аккумулятор

В батарее ток распределяется внутри составляющих ее элементов . Они бывают в виде небольших стопок или собранных вместе карманов. Количество энергии, запасаемой батареей, выражается в киловатт-часах (кВтч) , что эквивалентно «литру» топливного бака. Поток электроэнергии или мощность выражается в киловаттах «кВт» . Производители могут сообщать «полезную» емкость и / или «номинальную» емкость . Это довольно просто: полезная емкость представляет собой количество энергии, фактически используемое транспортным средством. Разница между полезным и номинальным дает запас для продления срока службы батареи .

Пример для понимания: аккумулятор на 50 кВтч, который заряжается мощностью 10 кВт, может перезарядиться примерно за 5 часов. Почему «вокруг»? Поскольку выше 80%, батареи автоматически снижают скорость зарядки. Подобно бутылке воды, которую вы наполняете из-под крана, вы должны уменьшить поток, чтобы избежать разбрызгивания.

Ток, накопленный в батарее, затем направляется на один или несколько электродвигателей. Вращение осуществляется ротором двигателя под действием магнитного поля, создаваемого в статоре (статической катушке двигателя). Прежде чем достичь колес, движение обычно проходит через редуктор с фиксированным передаточным числом, чтобы оптимизировать скорость вращения.

Передача инфекции

Таким образом, у электромобиля нет коробки передач . В этом нет необходимости, потому что электродвигатель может без проблем работать со скоростью до нескольких десятков тысяч оборотов в минуту. Он обеспечивает вращение напрямую, в отличие от теплового двигателя, который должен преобразовывать прямолинейное движение поршней в круговое движение через коленчатый вал. Логично, что в электромобиле гораздо меньше движущихся частей, чем в тепловозе. Он не требует масла для двигателя, не имеет ремня ГРМ и, следовательно, требует гораздо меньшего обслуживания.

Регенеративное торможение

Еще одним преимуществом транспортных средств с батарейным питанием является то, что они могут вырабатывать электроэнергию. Это называется «рекуперативное торможение» или «режим B» . Действительно, когда электродвигатель вращается «в вакууме» без подачи тока, он его производит. Это происходит каждый раз, когда вы убираете ногу с педали акселератора или тормоза. Таким образом, рекуперированная энергия напрямую вводится в аккумулятор.

Самые последние модели электромобилей даже предлагают режимы для выбора мощности этого рекуперативного тормоза. В максимальном режиме он сильно тормозит автомобиль, не нагружая диски и колодки, и при этом экономит несколько километров запаса хода. В тепловозах эта энергия попросту тратится зря и ускоряет износ тормозной системы.

На приборной панели электромобиля часто есть счетчик, показывающий мощность рекуперативного торможения.

Поломка

Поэтому технические поломки электромобилей встречаются реже. Однако может случиться так, что у вас закончится энергия после плохого ожидания водителя, как в бензиновой или дизельной машине. В этом случае автомобиль заранее предупреждает о низком уровне заряда батареи, обычно оставшемся от 5 до 10%. Одно или несколько сообщений отображаются на приборной панели или центральном экране и предупреждают пользователя.

В зависимости от модели можно проехать несколько десятков дополнительных километров до точки зарядки. Мощность двигателя иногда ограничивают, чтобы снизить потребление и, следовательно, расширить диапазон. Кроме того, автоматически включается «режим черепахи» : автомобиль постепенно замедляется до полной остановки. Сигналы на приборной панели настоятельно побуждают водителя найти место для остановки в ожидании эвакуатора.

Небольшой урок механики на электромобиле

Чтобы упростить задачу, скажите себе, что вместо теплового двигателя в вашей машине есть электродвигатель. Этот источник энергии находится в батарее.

Вы могли заметить, что у электромобиля нет сцепления. Кроме того, чтобы получить постоянный ток, водителю достаточно нажать на педаль акселератора. Постоянный ток преобразуется в переменный благодаря действию преобразователя. Это также то, что генерирует электромагнитное поле, проходящее через подвижную медную катушку вашего двигателя.

Ваш двигатель содержит один или несколько фиксированных магнитов. Они противопоставляют свое магнитное поле полю катушки, которое приводит их в движение и заставляет двигатель работать.

Информированные водители могли заметить, что коробки передач тоже не было. В электромобиле это ось двигателя, которая без посредника включает оси ведущих колес. Поэтому автомобилю не нужны поршни.

Наконец, чтобы все эти «устройства» были идеально синхронизированы друг с другом, бортовой компьютер проверяет и модулирует развиваемую мощность. Поэтому в зависимости от ситуации двигатель вашего автомобиля регулирует свою мощность в соответствии с соотношением оборотов в минуту. Часто это меньше, чем на автомобилях внутреннего сгорания.

Зарядка: с чего все начинается

Чтобы ваш автомобиль мог управлять автомобилем, вам необходимо подключить его к розетке или зарядной станции. Сделать это можно с помощью кабеля с подходящими разъемами. Существуют разные модели, соответствующие разным режимам зарядки. Если вы хотите найти свой новый автомобиль у себя дома, на работе или на общественных зарядных станциях, вам понадобится кабель с разъемами типа 2. Используйте кабели «Combo CCS» или «Chedemo» для использования быстрых клемм.

Во время зарядки по кабелю проходит переменный электрический ток. Ваш автомобиль проходит несколько проверок:

• Нужен качественный и хорошо настроенный ток;
• Заземление должно обеспечивать безопасную подзарядку.

После проверки этих двух точек автомобиль дает разрешение на прохождение электричества через преобразователь.

Важная роль преобразователя в автомобиле с подключаемым модулем

Преобразователь «преобразует» переменный ток, поступающий через терминал, в постоянный ток. Этот шаг необходим, потому что аккумуляторы электромобилей могут хранить только постоянный ток. Тем не менее, имейте в виду, что вы можете найти клеммы, которые напрямую преобразуют переменный ток в постоянный. Они отправляют свою «продукцию» прямо в аккумулятор вашего автомобиля. Эти зарядные станции обеспечивают быструю или сверхбыструю зарядку в зависимости от модели. С другой стороны, если вы должны были оснастить себя этими терминалами для зарядки вашего нового электромобиля, знайте, что они очень дороги и внушительны, и поэтому они устанавливаются, в любом случае, на данный момент только в общественных местах (например, например, зоны отдыха на автомагистралях).

Два типа двигателя электромобиля

Электромобиль может быть оснащен двумя типами двигателей: синхронным двигателем или асинхронным двигателем.

Асинхронный двигатель при вращении создает магнитное поле. Для этого он полагается на статор, который получает электричество. При этом ротор постоянно вращается. Асинхронный двигатель в основном устанавливается в автомобилях, совершающих дальние поездки и движущихся с высокой скоростью.

В асинхронном двигателе роль электромагнита берет на себя сам ротор. Поэтому он активно создает магнитное поле. Скорость вращения ротора зависит от частоты тока, получаемого двигателем. Это идеальный тип двигателя для езды по городу, в поездках с частыми остановками и медленным запуском.

Аккумулятор, запас электроэнергии электромобиля

Аккумулятор содержит не несколько литров бензина, а киловатт-часы (кВтч). Расход, который может обеспечить батарея, выражается в киловаттах (кВт).

Батарея всех электромобилей состоит из тысяч ячеек. Когда через них проходит ток, он распределяется между этими тысячами компонентов. Чтобы дать вам более конкретное представление об этих ячейках, представьте их как груды или карманы, соединенные друг с другом.

Как только ток проходит через батареи в батарее, он отправляется на электродвигатель (-ы) вашего автомобиля. На этом этапе статор видит создаваемое магнитное поле. Именно последний приводит в движение ротор двигателя. В отличие от теплового двигателя, он печатает свое движение на колесах. В зависимости от модели автомобиля он может передавать свое движение на колеса через редуктор. У этого есть только один отчет, что увеличивает скорость его вращения. Именно он находит наилучшее соотношение между крутящим моментом и скоростью вращения. Полезно знать: скорость ротора напрямую зависит от частоты тока, протекающего через двигатель.

Для информации знайте, что новые аккумуляторные батареи работают с литием. Запас хода электромобиля колеблется в среднем от 150 до 200 км. Новые батареи (литий-воздушные, литий-серные и т. Д.) Значительно увеличат емкость батарей этих транспортных средств в течение следующих нескольких лет.

Как изменить внешний вид вашего электромобиля без коробки передач?

Этот тип транспортного средства имеет двигатель, который может совершать несколько десятков тысяч оборотов в минуту! Таким образом, для изменения крейсерской скорости вам не нужна коробка передач.

Двигатель полностью электрического транспортного средства передает вращение непосредственно колесам.

Что следует помнить о литий-ионном аккумуляторе?

Если вы серьезно задумываетесь о покупке электромобиля, вот некоторая важная информация о литий-ионных батареях.

Одним из преимуществ этой батареи является низкая скорость саморазряда. Конкретно это означает, что если вы не используете свой автомобиль в течение года, он потеряет менее 10% своей грузоподъемности.

Еще одно существенное преимущество: аккумулятор такого типа практически не требует обслуживания. С другой стороны, он должен систематически оснащаться схемой защиты и регулирования, BMS.

В зависимости от модели и производителя вашего автомобиля может наблюдаться разное время зарядки аккумулятора . Итак, чтобы узнать, как долго ваш автомобиль будет оставаться подключенным к розетке, обратитесь к плотности его батареи и выбранному вами режиму зарядки. Ориентировочно заряда хватит на 10 часов. Планируйте заранее и ожидайте!

Если вы не хотите или у вас нет времени планировать наперед, подключите свой автомобиль к зарядной станции или настенному ящику: время зарядки сократится вдвое!

Еще одна альтернатива для тех, кто спешит: отдайте предпочтение «быстрой подзарядке» полной перезарядке: ваш автомобиль будет заряжен до 80% всего за 30 минут!

Полезно знать: в большинстве случаев аккумуляторные батареи автомобиля находятся под полом. Их мощность варьируется от 15 до 100 кВтч.

Удивительная особенность торможения электромобиля

Возможно, вы еще этого не знаете, но вождение электромобиля позволяет производить электричество! Производители автомобилей наделили свои электромобили «сверхмощью»: когда ваш двигатель работает без электричества (например, когда ваша нога отрывается от педали акселератора или когда вы тормозите), он делает это! Эта энергия идет прямо в вашу батарею.

Все современные электромобили имеют несколько режимов, позволяющих их водителям выбирать ту или иную мощность рекуперативного торможения.

Как подзарядить эти новые экологические автомобили?

Вы живете в домике? В этом случае вы можете зарядить машину прямо у себя дома.

Зарядите машину дома

Чтобы зарядить машину дома, возьмите кабель, который был продан вам вместе с автомобилем, и подключите его к стандартной розетке. Тот, от которого вы привыкли заряжать свой смартфон, подойдет! Однако помните о потенциальном риске перегрева. Сила тока часто ограничивается 8 или 10А, чтобы избежать каких-либо происшествий. Кроме того, если вам нужна полная зарядка, чтобы ваш небольшой электромобиль продолжал работать, лучше запланировать включение на ночь. Это связано с тем, что более низкий ток приводит к более длительному времени зарядки.

Другое решение: установить настенный бокс. Это стоит от 500 до 1200 евро, но вы можете запросить налоговый кредит в размере 30% . Вы получите более быструю зарядку и более сильный ток (примерно 16А).

Зарядите свой автомобиль в общественном терминале

Если вы живете в квартире, не можете подключить свою машину дома или путешествуете, вы можете подключить машину к общественной зарядной станции. Вы найдете все это в специализированных приложениях или в Интернете. Узнайте заранее: вам может потребоваться карта, дающая вам доступ к киоску, выпущенная брендом или сообществом, которое установило указанный киоск.

В зависимости от различных устройств передаваемая мощность и, следовательно, время зарядки также различаются.

Могут ли электрические модели выйти из строя?

Эти более экологически чистые автомобили также имеют то преимущество, что они меньше ломаются. Логично, так как в них меньше компонентов!

Тем не менее, эти автомобили могут испытывать перебои в подаче электроэнергии. Действительно, что касается бензиновых или дизельных автомобилей, если вы не ожидаете достаточного количества «топлива», имеющегося в вашем «баке», ваш автомобиль не сможет двигаться вперед!

Ваш полностью электрический автомобиль отправит вам предупреждающее сообщение, когда уровень заряда батареи станет особенно низким. Знайте, что у вас осталось от 5 до 10% энергии! Предупреждения появляются на приборной панели или на центральном экране.

Будьте уверены, вы (не обязательно) окажетесь на краю безлюдной дороги. Эти чистые автомобили могут перевозить вас от 20 до 50 км – самое время подойти к точке зарядки.

После этого расстояния ваша машина снижает мощность двигателя, и вы должны почувствовать постепенное замедление. Если вы продолжите движение, вы увидите другие предупреждения. Затем включается режим «Черепаха», когда ваш автомобиль действительно «запыхался». Ваша максимальная скорость не будет превышать десяти километров, и если вы (действительно) не хотите оказаться на краю безлюдной дороги, вам обязательно придется припарковаться или зарядить аккумулятор.

Сколько стоит зарядка электромобиля?

Стоимость пополнения зависит от нескольких факторов. Обратите внимание, что зарядка автомобиля дома обойдется вам дешевле, чем в общественном терминале. Возьмем, к примеру, Renault Zoé. Зарядка в Европе будет стоить около 3,71 евро, или всего 4 цента за километр!

С общественным терминалом рассчитывайте около 6 евро, чтобы преодолеть 100 км.

Вы также найдете терминалы мощностью 22 кВт бесплатно в течение определенного периода времени, прежде чем они станут платными.

Самыми дорогими, несомненно, являются станции с «быстрой подзарядкой». Это связано с тем, что им требуется высокая мощность, и для этого требуется определенная инфраструктура. Если мы продолжим наш пример Renault Zoé, то 100 км автономности обойдутся вам в 10,15 евро.

Наконец, знайте, что в целом электромобиль обойдется вам дешевле, чем тепловоз. В среднем это стоит 10 евро, чтобы проехать 100 км.