Как устроен электромобиль / Архитектура электромобиля
Содержание
Как работает электромобиль от А до Я? Если принцип намного проще и проще понять, чем принцип теплового двигателя, все же интересно взглянуть на метод (ы) более подробно.
Итак, начнем с базовой архитектуры.
Архитектура электромобиля
Начнем с основ, а именно с основных элементов, составляющих тяговую систему электромобиля:
Управление / модуляция электрических потоков
DC / DC преобразователь
Он используется для преобразования высокого напряжения (330 В) от ионно-литиевой батареи в служебную свинцово-кислотную батарею (12 В). Итак, 330 В >> 12 В
Бортовое зарядное устройство / выпрямитель
Он преобразует переменный ток, идущий из розетки, в постоянный ток, предназначенный для силовой батареи.
Калькулятор / инвертор / выпрямитель
Это вычислитель мощности, который управляет многими вещами … Он контролирует поток энергии благодаря множеству датчиков, которые у него есть. Например, когда я ускоряюсь, я нажимаю на датчик (педаль), называемый потенциометром (это то же самое на современных автомобилях внутреннего сгорания), компьютер затем управляет потоком энергии, который будет отправлен в двигатель в соответствии с моей «степенью ускорения. ». То же самое, когда я отпущу педаль, она будет управлять рекуперацией энергии, отправляя сок, вырабатываемый электродвигателем (следовательно, обратимый), в батарею, одновременно регулируя электрический поток.
Он может генерировать пульсации тока с помощью прерывателя (от батареи к двигателю) или даже выпрямлять ток (восстановление альтернативной энергии для батареи постоянного тока).
Подзарядить? Альтернативное и непрерывное?
Электромобили можно заряжать переменным или постоянным током.
Переменный ток (домашние и небольшие зарядные устройства)
Дома мы будем иметь дело с переменным током, который должен проходить через внутренний выпрямитель в автомобиль: AC / DC. Это то, что ограничивает емкость перезарядки, потому что этот выпрямитель не может иметь большой емкости: стоимость и объем. Тогда мы будем ограничены мощностью чуть более 20 кВт для наиболее оснащенных автомобилей, и в целом мы будем около 10 кВт, если у вас есть хорошая электрическая установка, позволяющая подняться до этого уровня. В основном классическая розетка выдает 2.7 кВт, хотя автомобиль может выдержать и больше (здесь мы ограничены тем, что электрическая розетка обеспечивает на уровне ампер).
Например, на модели 3 он будет подключен к дому с помощью разъема типа 2, так как это переменный ток. Таким образом, внутренний преобразователь позволяет поглощать перезарядки с уровнем мощности до 11 кВт. Модель S может развивать мощность до 22 кВт на версиях до 2016 года (после S и X ограничены до 16.5 кВт).
Постоянный ток: нагнетатели большой мощности
С другой стороны, нагнетатели работают на постоянном токе, и им не нужно проходить через внутренний преобразователь в автомобиле: в этом случае мощность подзарядки может быть огромной: до более 250 кВт.
Когда мы заряжаем постоянным током (высокой емкости), у нас появляется еще одна розетка на модели 3 (на модели S / X форма розетки, с другой стороны, идентична, но европейский стандарт относится к розетке CCS / Комбо)
Вот сокет под названием Combo или CCS
Хранилище энергии
аккумулятор
Это элемент, который накапливает электрическую энергию в химическом растворе. Свинцово-кислотные батареи ранее использовались в 90-х годах, что приводило к ограниченной автономности и очень большой занимаемой площади. В настоящее время используются литиевые батареи, которые работают по аналогичному принципу, но при этом более эффективны. Проще говоря, речь идет о химическом растворе, из которого мы можем извлекать электроны. После того, как все было взято из него, это решение становится стабильным: больше нет дисбаланса между клеммами 6 и +, поэтому больше не нужно брать сок. Чтобы перезарядить аккумулятор, электроны повторно вводятся на клемму -, чтобы вернуть раствор в дисбаланс и снова получить сок между клеммами – и +. Если вы хотите узнать подробнее, как работают литий-ионные аккумуляторы, загляните сюда.
Все подробности по работе литий-ионных аккумуляторов здесь.
Топливная ячейка
Топливный элемент – это разновидность аккумулятора, разница в том, что он заряжается за счет заполнения топливом, а не за счет повторной инжекции электронов (следовательно, электричества). Таким образом, это более быстрый способ заправки, гораздо больший, чем с литий-ионными аккумуляторами, несмотря на довольно эффективные станции быстрой зарядки.
Увы, а если водород – самый распространенный атом во Вселенной, то его на Земле уже не так много (солнце полно им, оно сжимает его на наших глазах) … Потому что все, что нас окружало, было на основа водорода, который был настолько сжат в звездах, что породил более тяжелые материалы: углерод, железо, воду и т. д. (совсем… абсолютно все остальное). В начале Вселенной был только водород, это самый простой атом: у него есть протон и электрон! Мы не можем сделать меньше, поэтому это самый легкий материал.
Нам удается его производить (или, точнее, извлекать из него материал), но это очень дорого с точки зрения ископаемого топлива, поэтому не идеально.
Посмотрите, как работает топливный элемент
Другой процесс?
Есть тысячи способов поиграть с электронами, теперь остается найти химический раствор, который будет мало загрязнять окружающую среду и может быстро накапливать в нем электроны. Zync был бы отличным вариантом, но я больше не знаю.
Электродвигатель
Электродвигатель работает по принципу физики. Речь идет об использовании электромагнитной силы для создания движения.
Наука действительно обнаружила, что «эпидермис» атомов состоит из электронов. Некоторые скины имеют «избыток» электронов, которые затем могут перемещаться от одного атома к другому (это проводящие материалы, и это называется электрическим током). Эти электроны можно перемещать, посылая им электромагнитные лучи (свет), но также подвергая их воздействию магнитного поля (магнита, но имейте в виду, что свет и магнитное поле связаны друг с другом).
Итак, у нас появилась идея переместить магнит рядом с металлической проволокой, и мы поняли, что это производит ток (который идет в направлении движения магнита. Последний толкает электроны к поверхности атомов). Поэтому мы быстро создали более интеллектуальные круговые сборки: мы поместили вращающийся магнит в середину медной катушки (мы также можем сделать обратное, медь посередине и магниты на периферии. То, что мы видим на электродвигателях), что дает постоянное электричество при его вращении (магнит). Поэтому мы обнаружили здесь в первую очередь обратимую сторону электродвигателя. Потому что здесь нам удается производить электричество вслед за движением, но не за движением электричества (то, что мы ищем для нашего электромобиля здесь).
Затем мы просто попытались сделать обратное: в нашей вращающейся магнитной системе мы подали электричество в катушку. И вот чудо, магнит начал вращаться….
Это очень интересная сторона электродвигателя,
он может делать две вещи одновременно
: создавать движение при получении электричества ou создать электричество, если мы приведем его в движение.
В общем, ротор является индукционным / асинхронным, то есть на нем (вместо магнита, как на схеме) есть небольшие катушки, в которых электричество (и, следовательно, намагниченность) индуцируется магнитным полем статора. Но принцип всегда один и тот же: переместите магнит перед медью, и вы будете генерировать электричество, или пошлите электричество через медь, и вы заставите магнит двигаться. Не говоря уже о том, что при передаче электричества через катушку генерируется магнит.
Поэтому необходимо понимать, что движение и передача энергии происходит без контакта между статором и ротором: это магнитная сила (сила магнита), которая заставляет вещи двигаться. Таким образом, можно не сомневаться в уровне износа.
Чтобы изменить направление работы двигателя (следовательно, переключиться на заднюю передачу), достаточно послать ток в другом направлении.
Подробнее о том, как работает электродвигатель, читайте здесь.
коробка передач
Электродвигатель, имеющий очень высокий рабочий диапазон (например, 16000 об / мин на модели S) и крутящий момент, доступный быстро (чем ниже мы находимся в оборотах, тем больше крутящий момент у нас есть), не было необходимости производить коробку передач.
Итак, у нас есть своего рода двигатель, напрямую связанный с колесами! Передаточное число не изменится на скорости 15 или 200 км / ч.
Очевидно, что ритм электродвигателя не совсем соответствует ритму колес, есть то, что называется понижающей передачей.
На Model S это примерно 10: 1, то есть колесо будет вращаться в 10 раз медленнее, чем электродвигатель. Передаточное число обычно достигается планетарной зубчатой передачей, что в основном известно в автоматических коробках передач.
После этого снижения, наконец, появляется дифференциал, который позволяет колесам вращаться с разной скоростью.
Схватить ?
Нет необходимости в сцеплении или гидротрансформаторе, потому что, если тепловой двигатель должен постоянно находиться в движении, это не относится к электродвигателю. Следовательно, у него нет оборотов холостого хода и не требуется сцепление, которое соединяет колеса и двигатель: когда колеса останавливаются, не нужно отключаться.
Все комментарии и реакции
Dernier комментарий опубликован:
GED (Дата: 2021, 07:14:08)
какое поведение электромобиля зимой на снегу? при отрицательной температуре?
Il Я. 1 реакция (и) на этот комментарий:
- Администратор АДМИНИСТРАТОР САЙТА (2021-07-15 08:26:20): Поведение на дороге или при уровне заряда батареи.
Очень неоднозначный запрос.
(Ваш пост будет виден под комментарием после проверки)
Написать комментарий
Что вы думаете об эволюции Golf?
