Защо електрическите коли нямат генератори?
Съдържание
В тази статия ще ви обясня точните причини, поради които електрическите превозни средства не се нуждаят от генератори.
Много хора се чудят дали добавянето на алтернатор към електрически автомобил ще работи. Въпросът е справедлив, тъй като алтернаторите помагат за поддържането на батерията на автомобила и зареждането на аксесоарите му. Ако обаче се вгледаме внимателно в механизма, ще видим, че това не е възможно.
Електрическите превозни средства не могат да използват генератори, защото нямат двигатели. Освен това генераторът съхранява наличната енергия вътре в механизма на автомобила и не я произвежда. По този начин, електрическа кола, не успява да се справи със загубите на енергия, което кара колата да забавя и накрая да се изключи.
Ще обясня по-долу.
Какво е генератор
Преди да започна да обяснявам причините, поради които не можем да инсталираме генератор в електрическа кола, трябва да обясня какво е генератор.
Алтернаторът е устройство, което преобразува променлив ток (AC) в постоянен ток (DC). Това е така, защото алтернаторът може да преобразува механичната енергия в електрическа.
Състои се основно от следните части:
- Ролка на колелото; той осигурява на генератора въртящ момент на двигателя
- вал; свързан към макарата, той върти магнитите
- Въртящи се магнити; създават магнитно поле чрез въртене. Завъртането причинява създаването на ток, който постоянно променя посоката (AC).
- диоди; те спират промяната на тока и го принуждават да следва в една посока
- регулатор; контролира тока, който ще тече през веригата на автомобила
Как работи генераторът
За да работи генераторът в колата, двигателят трябва да работи.
1. Получаване на енергия
Двигателят се захранва от акумулатора, за да стартира. След това консумира горивото и осигурява на генератора механична мощност.
Генераторът и двигателят са свързани с колан, който е прикрепен към шайба. Макарата се върти заедно с вала, който завърта въртящите се магнити.
2. Генериране на електроенергия
Въртенето на магнитите създава магнитно поле, което генерира електричество. Въртенето също кара тока бързо и последователно да променя посоката си, редувайки тока.
Диодите на устройството получават променлив ток. По своя механизъм те принуждават тока да поеме в една посока и да не я променят.
3. AC към DC
След това идва регулатора. Той контролира потока на електроенергия, така че да съответства на напрежението на батерията.
DC ток протича в батерията, за да я зареди, и след това в останалата част от веригата, така че системата на автомобила да остане включена дори без батерията да е включена.
Защо се нуждаем от генератор в конвенционална кола
Основната работа на генератора е да разтовари батерията.
Автомобилните батерии използват химическа енергия, освободена от постоянни химични реакции между техните компоненти. Докато батерията работи, химичните реакции не спират.
Механизъм от външната страна на батерията й позволява да почива, докато генераторът работи. Реакциите се спират, което позволява на елементите да се върнат в първоначалното си състояние възможно най-ефективно.
Това помага при поддръжката на батерията, тъй като нейните клетки не се износват.
Как работи електрическата кола
Има три вида електрически превозни средства.
Основните им механизми са еднакви, но се различават в някои детайли.
- Напълно електрически автомобили
- Хибридни коли
- Plug-in хибридни превозни средства
Разликите са в зареждането и съхраняването на енергия.
- Напълно електрическите автомобили се нуждаят от постоянно зареждане от контакти.
- Хибридните превозни средства използват двигател и електрическа батерия, която се зарежда при спиране.
- Plug-in хибридните автомобили споделят гамата си по отношение на консумацията на газ и електричество. Тяхната електрическа батерия обаче може да се зарежда през щепсела.
Електрическите превозни средства се състоят от:
- Тягова батерия
- Допълнителна батерия
- Електрически двигател
- инвертор
- DC/DC преобразувател
Батерийният пакет, известен също като тягова батерия, се състои от литиево-йонни клетки, свързани една с друга. Получава постоянен ток по време на зареждане и пести енергия.
Част от тази енергия се прехвърля към спомагателна батерия за захранване на аксесоарите на автомобила. Тук е полезен механизмът на конвертора. Аксесоарите изискват по-малко напрежение, отколкото излъчва спомагателната батерия, така че преобразувателят намалява електрическата мощност.
Друга част от енергията, съхранявана в батерията, отива към електрическия мотор, който задвижва колелата на автомобила.
Моторът работи с променлив ток, преобразуван от постоянен от инвертора.
Защо електрическите коли нямат генератори?
Както вече споменахме, генераторите се нуждаят от механична енергия, за да бъдат преобразувани в електрическа.
Тази енергия идва изключително от двигателя с вътрешно горене, което не е така при електрическите превозни средства. Те обаче имат други механизми, които заместват генератора.
Но дори и да сменим тези механизми, генераторът пак няма да може да работи в електрическа кола.
1. Законите на физиката
На първо място, трябва да отбележим, че енергията не може да бъде създадена, тя може само да бъде трансформирана.
Има мисли, които описват използването на алтернатори в електрически превозни средства чрез следния механизъм; Батерията може да се използва за завъртане на двигател, който може да завърти алтернатор, за да произвежда енергия.
Тази теория може да бъде реализирана, но определени закони на физиката диктуват друго.
Алтернаторът използва механичната енергия от енергията на изгаряне. Чрез макара и магнити го преобразува в електричество. Произведената електроенергия се разделя на две части. Една част се подава към други приставки в колата (т.е. към стерео системата), а другата част се подава към електрическия мотор.
Електрическият мотор получава по-малко мощност и работи по-бавно. По този начин мощността, която се връща към алтернатора, е по-малка всеки път.
Както бе споменато по-горе, алтернаторът преобразува само променлив ток в постоянен ток. Работният процес на алтернатора показва, че неговите зъбни колела обменят енергия, без да увеличават или намаляват нейното количество. Той не може да получи определено количество електрическа енергия и да я умножи.
Следователно проблемът с предложения механизъм е, че алтернаторът не може да генерира електричество сам.
2. Различни видове батерии
Друга причина електромобилите да нямат генератори е, че не се нуждаят от тях.
Батериите, които използват, са различни от обикновените автомобилни батерии. Батериите на електрическото превозно средство са няколко клетки, разположени една над друга. Не им трябва генератор, за да не работят на сухо.
Автомобилният акумулатор се състои от електролитен разтвор, олово и киселина. Алтернаторът е от съществено значение, за да поддържа батерията жива възможно най-дълго и да предпазва електролитния разтвор от изпаряване. Освен това помага да се сведе до минимум броят на химическите реакции, така че батерията да не се износва.
3. Други устройства заменят генератора
Електрическите превозни средства имат устройства, които преобразуват AC в DC и обратно. Те също имат няколко начина за съхраняване на енергия.
Така генераторът е напълно заменен от други устройства.
Какво имат електрическите автомобили вместо това?
Въпреки липсата на алтернатор, електрическите превозни средства имат други механизми, които могат да преобразуват и дори регенерират енергия.
1. Преобразуватели на мощност
Електрическите превозни средства могат да се захранват от AC или DC, в зависимост от станцията за зареждане.
Електрическият мотор преобразува AC мощността в DC, а инверторът преобразува DC мощността в AC. В допълнение, преобразувателят DC-to-DC трябва да захранва както аксесоарите на превозното средство, така и тяговата батерия за съхранение.
2. Регенеративно спиране
Много електрически превозни средства, предимно хибриди, имат механизъм за презареждане на батериите.
Този процес се нарича регенеративно спиране и прехвърля електрическа енергия към тяговата батерия. При спиране двигателят на автомобила променя посоката си и генерира електричество.
По този начин енергията се съхранява в батерията и загубата на енергия е сведена до минимум.
Резюмиране
Генераторите са устройства, които преобразуват механичната енергия в електрическа.
Те не могат да създават допълнителна енергия, а само да я преобразуват, така че не могат да се използват в електрически превозни средства. Този тип превозно средство има допълнителни механизми, които могат да преобразуват AC в DC и обратно, ако е необходимо.
Тяхната усъвършенствана технология им позволява да пестят енергия, която не се използва в момента за бъдещи приложения.
Разгледайте някои от нашите статии по-долу.
- Електрическите автомобили имат ли катализатори?
- Колко ампера са необходими за зареждане на електрическа кола
- Как да свържете няколко батерии за автомобилна аудио система
Видео връзки
