Как работи електрическата кола?

Забравете за буталата, скоростни кутии и ремъци: електрическата кола ги няма. Тези автомобили работят много по-лесно от дизелов или бензинов автомобил. Automobile-Propre обяснява подробно тяхната механика.

На външен вид електрическата кола е подобна на всяко друго превозно средство. Трябва да погледнете под капака, но и под пода, за да видите разликите. Вместо двигател с вътрешно горене, използващ топлина като енергия, той използва електричество. За да разберем стъпка по стъпка как работи електрическата кола, ще проследим пътя на електричеството от обществената мрежа до колелото.

Презареждане

Всичко започва с презареждане. За зареждане с гориво автомобилът трябва да бъде включен в контакт, стенна кутия или станция за зареждане. Връзката се осъществява с кабел с подходящи конектори. Има няколко от тях, отговарящи на желания режим на зареждане. За зареждане у дома, на работа или малки обществени терминали обикновено използвате собствен кабел тип 2. Към бързоразглобяемите терминали е прикрепен кабел, който отговаря на два стандарта: европейски "Combo CCS" и "Chademo" японски. В началото може да изглежда обезсърчително, но в действителност ще стане по-лесно, когато свикнете. Няма риск от грешка: конекторите имат различни форми и следователно не могат да бъдат поставени в грешен слот.

Веднъж свързан, променлив електрически ток (AC), който циркулира в разпределителната мрежа, преминава през кабел, който е свързан към превозното средство. Той извършва серия от проверки чрез бордовия си компютър. По-специално, той гарантира, че токът е с добро качество, е правилно настроен и че фазата на земята е достатъчна, за да осигури безопасно презареждане. Ако всичко е наред, колата пропуска електричество през първия бордов елемент: преобразувател, наричан още "бордово зарядно".

Renault Zoé Combo CCS стандартен порт за зареждане.

конвертор

Това тяло преобразува променливия ток на мрежата в постоянен ток (DC). Всъщност батериите съхраняват енергия само под формата на постоянен ток. За да се избегне тази стъпка и да се ускори презареждането, някои терминали сами преобразуват електричеството, за да доставят постоянен ток директно към батерията. Това са така наречените "бързи" и "ултра-бързи" DC зарядни станции, подобни на тези, които се намират на станциите на магистралите. Тези много скъпи и тромави терминали не са предназначени за инсталиране в частен дом.

батерия

В батерията токът се разпределя в съставните й елементи. Те идват под формата на малки купчини или джобове, събрани заедно. Количеството енергия, съхранявано от батерията, се изразява в киловатчаса (kWh), което е еквивалентно на „литър“ от резервоара за гориво. Електрическият поток или мощността се изразява в киловати "kW". Производителите могат да отчитат "използваем" капацитет и/или "номинален" капацитет. Доста е просто: използваемият капацитет е количеството енергия, действително използвано от превозното средство. Разликата между полезен и номинален дава възможност за удължаване на живота на батерията.

Пример за разбиране: 50 kWh батерия, която се зарежда с 10 kW, може да се презареди за около 5 часа. Защо "наоколо"? Тъй като е над 80%, батериите автоматично ще забавят скоростта на зареждане. Подобно на бутилка вода, която пълните от кран, трябва да намалите потока, за да избегнете пръскане.

Токът, натрупан в батерията, след това се изпраща към един или повече електродвигатели. Въртенето се извършва от ротора на двигателя под въздействието на магнитно поле, създадено в статора (статична намотка на двигателя). Преди да достигне до колелата, движението обикновено преминава през скоростна кутия с фиксирано съотношение, за да се оптимизира скоростта на въртене.

Предаване на инфекция

По този начин електрическото превозно средство няма скоростна кутия. Това не е необходимо, тъй като електродвигателят може да работи безпроблемно при скорости до няколко десетки хиляди оборота в минута. Той се върти директно, за разлика от топлинния двигател, който трябва да преобразува линейното движение на буталата в кръгово движение през коляновия вал. Логично е електрическият автомобил да има много по-малко движещи се части от дизеловия локомотив. Не изисква двигателно масло, няма ангренажен ремък и следователно изисква много по-малко поддръжка.

Регенеративно спиране

Друго предимство на превозните средства с батерии е, че те могат да генерират електричество. Това се нарича "регенеративно спиране" или "режим B". Всъщност, когато електрически двигател се върти "във вакуум", без да подава ток, той го произвежда. Това се случва всеки път, когато свалите крака си от педала на газта или спирачката. По този начин възстановената енергия се инжектира директно в батерията.

Най-новите модели EV дори предлагат режими за избор на мощността на тази регенеративна спирачка. В максимален режим той силно спира колата, без да натоварва дисковете и накладките, и в същото време спестява няколко километра от запаса на мощност. При дизеловите локомотиви тази енергия просто се губи и ускорява износването на спирачната система.

Таблото на електрическо превозно средство често има измервателен уред, показващ мощността на регенеративното спиране.

чупене

Поради това техническите повреди на електрическите превозни средства са по-рядко срещани. Въпреки това, може да се случи да останете без енергия, след като сте изчакали лошо водача, като в автомобил на бензин или дизел. В този случай автомобилът предупреждава предварително, че нивото на батерията е ниско, обикновено остават 5 до 10%. Едно или повече съобщения се показват на таблото или централния екран и предупреждават потребителя.

В зависимост от модела можете да изминете няколко десетки допълнителни километра до точката за зареждане. Мощността на двигателя понякога е ограничена, за да се намали консумацията и следователно да се разшири обхватът. Освен това автоматично се активира „режимът на костенурката“: колата постепенно се забавя до пълно спиране. Сигналите на таблото подтикват водача да намери място за спиране, докато чака влекач.

Малък урок по механика на електрически автомобил

За да улесните нещата, кажете си, че вместо топлинен двигател, колата ви има електрически двигател. Този източник на енергия е в батерията.

Може би сте забелязали, че електрическият автомобил няма съединител. Освен това водачът трябва само да натисне педала на газта, за да получи постоянен ток. Постоянният ток се превръща в променлив поради действието на преобразувателя. Той също така генерира електромагнитното поле през движещата се медна намотка на вашия двигател.

Вашият двигател съдържа един или повече фиксирани магнити. Те противопоставят магнитното си поле на полето на бобината, което ги привежда в движение и кара двигателя да работи.

Информираните шофьори може би са забелязали, че няма и скоростна кутия. При електрическо превозно средство това е оста на двигателя, която без посредник включва осите на задвижващите колела. Следователно колата не се нуждае от бутала.

И накрая, така че всички тези "устройства" да са перфектно синхронизирани едно с друго, бордовият компютър проверява и модулира разработената мощност. Следователно, в зависимост от ситуацията, двигателят на вашия автомобил регулира мощността си в съответствие със съотношението на оборотите в минута. Това често е по-малко, отколкото при превозните средства с вътрешно горене.

Зареждане: откъдето започва всичко

За да може вашият автомобил да управлява вашия автомобил, трябва да го включите в електрически контакт или станция за зареждане. Това може да стане с помощта на кабел с подходящи конектори. Има различни модели, които отговарят на различни режими на зареждане. Ако искате да намерите новата си кола у дома, на работа или в обществени зарядни станции, ще ви е необходим конектор тип 2. Използвайте кабел „Combo CCS“ или „Chedemo“, за да използвате бързите терминали.

По време на зареждане през кабела протича променлив електрически ток. Вашият автомобил преминава през няколко проверки:

• Нуждаете се от висококачествен и добре настроен ток;
• Заземяването трябва да осигурява безопасно зареждане.

След проверка на тези две точки, колата дава разрешение за преминаване на електричество през преобразувателя.

Важната роля на преобразувателя в превозното средство с плъгин

Преобразувателят "преобразува" променливия ток, протичащ през терминала, в постоянен. Тази стъпка е необходима, тъй като EV батериите могат да съхраняват само постоянен ток. Въпреки това, имайте предвид, че можете да намерите терминали, които директно преобразуват AC в DC. Те изпращат своя "продукт" директно към акумулатора на вашия автомобил. Тези зарядни станции осигуряват бързо или супер бързо зареждане, в зависимост от модела. От друга страна, ако трябва да се оборудвате с тези терминали, за да заредите новата си електрическа кола, знайте, че те са много скъпи и впечатляващи и затова се монтират във всеки случай в момента само на обществени места (напр. , например зони за отдих на магистрали).

Два вида двигатели на електрически автомобили

Електрическото превозно средство може да бъде оборудвано с два вида двигатели: синхронен двигател или асинхронен двигател.

Асинхронният двигател генерира магнитно поле, когато се върти. За да направи това, той разчита на статора, който получава електричество. В този случай роторът непрекъснато се върти. Асинхронният двигател се монтира главно в превозни средства, които извършват дълги пътувания и се движат с висока скорост.

При асинхронен двигател самият ротор поема ролята на електромагнит. Следователно, той активно създава магнитно поле. Скоростта на ротора зависи от честотата на тока, получен от двигателя. Това е идеалният тип двигател за градско шофиране, чести спирания и бавно стартиране.

Батерия, захранване на електрическо превозно средство

Батерията не съдържа няколко литра бензин, а киловатчаса (kWh). Консумацията, която батерията може да осигури, се изразява в киловати (kW).

Батерията на всички електрически превозни средства се състои от хиляди клетки. Когато токът преминава през тях, той се разпределя между тези хиляди компоненти. За да ви даде по-конкретна представа за тези клетки, помислете за тях като купчини или джобове, свързани един с друг.

След като токът премине през батериите в батерията, той се изпраща към електрическия двигател(и) на вашия автомобил. На този етап статорът вижда генерираното магнитно поле. Последният е този, който задвижва ротора на двигателя. За разлика от топлинния двигател, той отпечатва движението си върху колела. В зависимост от модела на автомобила, той може да предава движението си към колелата чрез скоростна кутия. Има само един отчет, което увеличава скоростта на въртене. Той е този, който намира най-доброто съотношение между въртящия момент и скоростта на въртене. Добре е да знаете: скоростта на ротора директно зависи от честотата на тока, протичащ през двигателя.

За информация, имайте предвид, че новите акумулаторни батерии използват литий. Обхватът на електрическо превозно средство варира средно от 150 до 200 км. Новите батерии (литиево-въздушни, литиево-сярни и др.) значително ще увеличат капацитета на акумулаторите на тези превозни средства през следващите няколко години.

Как да промените външния вид на вашия електрически автомобил без скоростна кутия?

Този тип превозно средство има двигател, който може да върти няколко десетки хиляди оборота в минута! По този начин нямате нужда от скоростна кутия, за да промените скоростта на движение.

Двигателят на изцяло електрическо превозно средство предава въртене директно към колелата.

Какво да запомните за литиево-йонната батерия?

Ако сериозно обмисляте закупуването на електрическо превозно средство, ето няколко важна информация за литиево-йонните батерии.

Едно от предимствата на тази батерия е ниската скорост на саморазреждане. Конкретно това означава, че ако не използвате колата си една година, тя ще загуби по-малко от 10% от товароносимостта си.

Друго значително предимство: този тип батерии практически не изискват поддръжка. От друга страна, тя трябва да бъде систематично оборудвана със схема за защита и регулиране, BMS.

Времето за зареждане на батерията може да варира в зависимост от модела и марката на вашия автомобил. Така че, за да разберете колко дълго колата ви ще остане включена, вижте плътността на батерията и избрания от вас режим на зареждане. Зареждането ще продължи приблизително 10 часа. Планирайте предварително и очаквайте!

Ако не искате или нямате време да планирате предварително, свържете колата си към зарядна станция или стенна кутия: времето за зареждане ще бъде намалено наполовина!

Друга алтернатива за тези, които бързат: изберете "бързо зареждане" пред пълно зареждане: колата ви ще бъде заредена до 80% само за 30 минути!

Добре е да знаете: В повечето случаи автомобилните акумулатори се намират под пода. Мощността им варира от 15 до 100 kWh.

Невероятна функция за спиране на електрически превозни средства

Може би още не знаете, но шофирането на електрическа кола ви позволява да генерирате електричество! Производителите на автомобили са надарили своите електрически превозни средства със „супермощност“: когато двигателят ви остане без електричество (например, когато кракът ви е вдигнат от педала на газта или когато спирате), той го прави! Тази енергия отива направо към вашата батерия.

Всички съвременни електрически превозни средства имат няколко режима, които позволяват на шофьорите да избират една или друга мощност на регенеративно спиране.

Как презареждате тези нови зелени коли?

Живеете ли в малка къща? В този случай можете да заредите колата направо у дома.

Заредете колата си у дома

За да заредите колата си у дома, вземете кабела, който е бил продаден с колата ви, и го включете в стандартен електрически контакт. Този, от който сте свикнали да зареждате смартфона си, ще свърши работа! Въпреки това, имайте предвид потенциалния риск от прегряване. Токът често е ограничен до 8 или 10 А, за да се избегнат инциденти. Освен това, ако имате нужда от пълно зареждане, за да поддържате вашия малък електромобил да работи, най-добре е да насрочите включването му през нощта. Това е така, защото по-ниският ток води до по-дълго време за зареждане.

Друго решение: монтирайте кутия за стена. Струва между 500 и 1200 евро, но можете да поискате 30% данъчен кредит. Ще получите по-бързо зареждане и по-висок ток (приблизително 16A).

Заредете колата си на обществения терминал

Ако живеете в апартамент, не можете да свържете колата си у дома или пътувате, можете да свържете колата си към обществена станция за зареждане. Всичко това ще намерите в специализирани приложения или в Интернет. Знайте предварително, че може да се нуждаете от карта за достъп до павилион, издадена от марката или общността, която е инсталирала въпросния павилион.

Предаваната мощност и следователно времето за зареждане също се различават в зависимост от различните устройства.

Могат ли електрическите модели да се провалят?

Тези по-екологични превозни средства също имат предимството на по-малко счупване. Логично е, тъй като имат по-малко компоненти!

Въпреки това, тези превозни средства могат да получат прекъсвания на тока. Наистина, що се отнася до бензиновите или дизелови коли, ако не очаквате достатъчно "гориво" във вашия "резервоар", колата ви няма да може да продължи напред!

Вашият изцяло електрически автомобил ще ви изпрати предупредително съобщение, когато нивото на батерията стане особено ниско. Знайте, че ви остават 5 до 10% от вашата енергия! На таблото или централния екран се появяват предупреждения.

Бъдете сигурни, ще (не е задължително) да сте на ръба на безлюден път. Тези чисти превозни средства могат да ви превозят от 20 до 50 км - време е да стигнете до точката за зареждане.

След това разстояние колата ви намалява мощността на двигателя и трябва да усетите постепенно забавяне. Ако продължите да шофирате, ще видите други предупреждения. Тогава режимът на костенурката се активира, когато колата ви наистина е задъхана. Максималната ви скорост няма да надвишава десет километра и ако (наистина) не искате да сте на ръба на самотен път, определено ще трябва да паркирате или да заредите батерията си.

Колко струва зареждането на електрическо превозно средство?

Цената за допълване зависи от няколко фактора. Имайте предвид, че зареждането на колата ви у дома ще ви струва по-малко от зареждането на обществен терминал. Вземете например Renault Zoé. Зареждането в Европа ще струва около 3,71 евро, или само 4 цента на километър!

С обществен терминал очаквайте около 6 евро за изминаване на 100 км.

Освен това ще намерите безплатни терминали с мощност 22 kW за определен период от време, преди да станат платени.

Най-скъпите несъмнено са станциите за „бързо презареждане“. Това се дължи на факта, че те изискват много мощност и това изисква определена инфраструктура. Ако продължим с нашия пример с Renault Zoé, 100 км автономия ще ви струват 10,15 евро.

И накрая, знайте, че като цяло електрическата кола ще ви струва по-малко от дизелов локомотив. Средно изминаването на 10 км струва 100 евро.