Как работает электромобиль? Коробка передач в электромобиле – есть или нет? [ОТВЕТИМ]

Электромобили – как они работают? Как они устроены? Аккумуляторы электромобилей тяжелые? Дорогие? Сложна ли коробка передач в электромобиле? Вот краткое введение в тему, преимущества электромобилей и их недостатки.

Как работает электромобиль

Оглавление

• Как работает электромобиль
• Аккумуляторы для электромобилей: до полутонны под полом, самая дорогая часть
  • В каких единицах измеряется емкость аккумулятора
  • Какие емкости у аккумуляторов в электромобилях?
• Двигатель в электромобиле: до 20 XNUMX оборотов в минуту!
• Коробка передач электромобиля: всего 1 передача (!)
  • Коробки передач в электромобилях – будут ли?
  • Два двигателя вместо двухступенчатой ​​коробки передач

Внешне электромобиль принципиально не отличается от обычного автомобиля внутреннего сгорания. Вы можете узнать это в основном по тому факту, что он не имеет выхлопной трубы и звучит немного иначе. Это означает: практически не звучит и не шумиткроме тихого свиста электродвигателя. Иногда (пример видео):

Взломанные Tesla P100D + BBS Wheels!

Принципиальные отличия начинаются только с шасси. Электромобиль не имеет двигателя внутреннего сгорания, коробки передач (подробнее об этом также ниже) и выхлопной системы. Вместо них электромобиль имеет большие батареи и маленький электродвигатель. Насколько маленький? Примерно размером с арбуз. В BMW i3 это выглядит так:

Конструкция BMW i3 с лежащими рядом батареями и маленьким мотором, приводящим в движение задние колеса – это блестящий бочонок сзади, к которому ведут оранжевые провода (c) BMW

Аккумуляторы для электромобилей: до полутонны под полом, самая дорогая часть

Самыми большими, дорогими и тяжелыми в электромобиле являются аккумуляторные батареи. Это сложный аналог классического топливного бака, в котором накапливается энергия, вырабатываемая непосредственно на электростанции. Трудно представить себе более простой транспорт: он запускается на турбине электростанции и идет по кабелю прямо к утюгу, компьютеру или электромобилю.

Насколько велики батареи у электромобиля? Они занимают все шасси. Как дорого? Стоимость комплекта, изображенного на фото, составляет около 30 XNUMX злотых. Как тяжело? Каждые 15 киловатт-часов емкости батареи сегодня составляют около 2017 килограммов в 100 году, включая корпус и охлаждающее / нагревательное оборудование.

В каких единицах измеряется емкость аккумулятора

Но именно «киловатт-часы» – что это за единицы? Ну, емкость аккумулятора измеряется в единицах энергии, то есть киловатт-часах (кВтч). Их не следует путать с единицей мощности (кило) ваттами (кВт). Мы знаем эти энергоблоки по счетам за электроэнергию, которые мы оплачиваем в среднем каждые два месяца.

Поперечный разрез Nissan Leaf предыдущего поколения. Справа передняя часть машины, там есть розетка для зарядки. Двигатель расположен посередине между колесами (черная трубка под оранжевыми проводами), а аккумуляторы ближе к задним колесам автомобиля (c) Nissan

Среднее домашнее хозяйство потребляет около 15 киловатт-часов энергии в день, а каждый киловатт-час стоит не более 60 центов. Примерно столько же энергии потребляет экономичный водитель электромобиля – но на 100 километров.

> Как преобразовать киловатт-часы (кВтч) энергии электромобиля в литры топлива?

Батареи: от 150 до 500 килограммов

Аккумуляторы – один из самых тяжелых компонентов электромобиля. Они весят примерно от 150 до примерно 500 килограммов (полтонны!). Например, батареи Tesla Model 3 емкостью чуть более 80 киловатт-часов весят 480 килограммов – а Tesla – лидер в оптимизации веса!

Аккумуляторы (в центре) и двигатель (сзади) в автомобиле Tesla Model 3 (c) Tesla

Какие емкости у аккумуляторов в электромобилях?

Автомобили, произведенные в 2018 году, оснащены аккумуляторами емкостью от 30 (Hyundai Ioniq Electric) до примерно 60 киловатт-часов (Opel Ampera E, Hyundai Kona 2018) и от 75 до 100 киловатт-часов (Tesla, Jaguar I-Pace, Audi e- tron Quattro). В целом: чем больше аккумулятор, тем больше запас хода у электромобиля, а на каждые 20 киловатт-часов емкости аккумулятора вы должны уметь проехать не менее 100 километров.

> Электромобили 2017 с максимальным запасом хода на одном заряде [РЕЙТИНГ TOP 20]

Двигатель в электромобиле: до 20 XNUMX оборотов в минуту!

Двигатель электромобиля – это простая конструкция, известная уже более 100 лет, которую изобрел изобретатель сербского происхождения Никола Тесла. В худшем случае электродвигатель состоит из нескольких десятков деталей, а двигатель автомобиля внутреннего сгорания – из нескольких десятков. тысяча!

Принцип работы электродвигателя очень прост: на него подается напряжение, которое приводит его в движение (вращение). Чем выше напряжение, тем выше частота вращения.

Двигатель Tesla с редуктором находится в серебряной трубке. Коробка передач расположена под бело-серым корпусом, благодаря которому обороты двигателя передаются на карданный вал и колеса. Пояснительный чертеж (c) Технические пояснения

Средний бензиновый автомобиль имеет шкалу тахометра от 0 до 7 об / мин, средний дизельный автомобиль имеет скорость 000 об / мин. Красное поле, указывающее на опасность выхода двигателя из строя, начинается раньше, при 5-000 тысячах оборотов.

Между тем, двигатели в электромобилях достигают даже несколько тысяч оборотов в минуту. В то же время они обладают отличным КПД, потому что обычно преобразуют более 90 процентов подаваемой энергии в движение – в двигателях внутреннего сгорания КПД в 40 процентов – это большой успех, который достигается только при некотором техническом состоянии. -искусственные автомобили.

> Насколько эффективен электродвигатель? ABB достигла 99,05%

Как работает электромобиль? | Тесла Модель S

Коробка передач электромобиля: всего 1 передача (!)

Самым интересным элементом современных электромобилей являются коробки передач, которых… не существует. Да да, Электромобили обычно имеют только одну передачу (плюс обратный, то есть, который получается при приложении напряжения обратно). Мотор соединен с колесами очень простой передачей, которая снижает скорость мотора в диапазоне 8-10: 1. Итак, 8-10 оборотов вала двигателя – это 1 полный оборот колес. Такая трансмиссия обычно состоит из трех шестерен, которые постоянно зацеплены друг с другом:

Почему у электромобилей только одна передача? Похоже, производители не хотели увеличивать вес машин и усложнять себе жизнь. Электродвигатели с самого начала создают очень высокий крутящий момент, для чего требуются толстые и прочные шестерни. При этом вал электродвигателя может вращаться даже со скоростью 300 оборотов в секунду (!).

Все эти особенности означают, что коробка передач в электродвигателе должна быть чрезвычайно прочной, и в то же время она должна переключать передачи за сотые доли секунды, что значительно увеличивает стоимость электромобиля.

Коробки передач в электромобилях – будут ли?

Фактически, они уже есть. Фотография, которую вы видите выше, на самом деле представляет собой поперечный разрез прототипа двухступенчатой ​​коробки передач для электромобиля. В автомобиле Rimac Concept One используются двухступенчатые трансмиссии (так что коробка передач уже есть, то есть коробки передач!). Также появляются первые прототипы трехступенчатой ​​трансмиссии.

эти коробки передач для электромобиля они важны, потому что, с одной стороны, они позволяют автомобилю быстро разгоняться, а с другой стороны, при движении по автомагистрали они позволяют двигателю вращаться медленнее (= меньшее потребление энергии), т.е. они эффективно увеличивают скорость вращения двигателя. пробег автомобиля.

Два двигателя вместо двухступенчатой ​​коробки передач

Сегодня Tesla решила проблему отсутствия коробок передач по-своему: у машин с двумя двигателями разные трансмиссии и, зачастую, два разных двигателя спереди и сзади. Задняя ось может быть более прочной и иметь более высокое передаточное число (например, 9: 1), чтобы лучше использовать крутящий момент и ускорять автомобиль. Передний, в свою очередь, может быть слабее (= потреблять меньше энергии) и иметь более низкое передаточное число (например, 7,5: 1), чтобы снизить потребление энергии на больших расстояниях.

Приведенные выше данные являются примерными и очень сильно зависят от версии и модели автомобиля. Но различия заметны. Например, Tesla Model S 75 имеет запас хода всего 401 километр, а Tesla Model S 75D («D» – полноприводная версия) уже имеет запас хода 417 километров:

> Tania Tesla S возвращается к оферте. S 75 в продаже с 2018 г.

Это может вас заинтересовать: