Что такое электрический двигатель электромобили - Авто Журнал
Aklaypart.ru

Авто Журнал
3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое электрический двигатель электромобили

Как работает электромобиль?

Электромобиль — один из самых перспективных видов наземного транспорта. Они постепенно выходят на тот уровень, который позволяет им серьезно конкурировать с авто, оснащенными ДВС. Достаточно сказать, что многие европейские страны уже в ближайшем будущем намерены оставить на своих дорогах только машины на электротяге. Растущую популярность этого транспорта связывают с множеством причин, среди которых отмечают:

  • простое устройство электромобиля;
  • бесшумность;
  • экологическую безопасность;
  • надежность;
  • низкие эксплуатационные расходы;
  • высокий КПД;
  • простоту управления.

Одной из самых инновационных в настоящее время является модель Tesla Model S. На ее примере можно доступно объяснить принципы работы электромобиля.

Технические характеристики электромобилей

Сразу уточним, что не будем рассматривать электрокары-погрузчики, троллейбусы и трамваи в качестве электромобилей. Это другие транспортные средства, которые приводятся в движение с помощью передачи тока от электрического источника. Электромобиль – это транспортное средство, имеющее химический автономный источник энергии. Электромобили реализуются в различных вариантах, каждый из которых имеет свои технические характеристики.

Аккумуляторные электромобили

Это самая первая разновидность, впервые разработанная еще в позапрошлом веке. В конце 19 века была разработана модель, работающая на батареях (аккумуляторах). Ее активно использовали в Германии до Второй мировой войны, и в Великобритании, начиная с 1947 года. В то время аккумуляторные машины не пользовались особой популярностью из-за малой мощности и быстрой разрядки батареи.

Технические характеристики полностью зависят от мощности аккумуляторных батарей и наоборот. Чем больше габариты электромобиля, тем массивнее должны быть батареи. К аккумуляторным электромобилям можно отнести электрокары, электроколяски для инвалидов и пожилых людей. В производстве применяются:

литиевые аккумуляторы;

металл-воздушные аккумуляторы;

литий-серные;

алюминий-ионные.

Теоретически зарядки одного аккумулятора должно хватить на несколько десятков км пробега, но все зависит от габаритов электромобиля и нагрузки на батарею. Сегодня в европейских странах рядом с бензозаправками обязательно устанавливают зарядные устройства для аккумуляторов электромобилей. Этот транспорт не является экологически чистым на 100%. Бывшие в употреблении аккумуляторы содержат массу вредных соединений, способных отравлять окружающую среду. Поэтому существуют специальные фирмы, которые занимаются утилизацией б/у аккумуляторов. Каждый владелец предупреждается об этом при оформлении покупки.

Гибриды

К ним относятся электрифицированные автомобили, имеющие двигатель внутреннего сгорания и встроенный аккумулятор. Гибриды могут двигаться за счет электроэнергии, но по современным меркам на крайне короткое расстояние, но в основном они передвигаются за счет двигателя внутреннего сгорания. Об их экологичности трудно говорить однозначно. С одной стороны, они могут переключаться на электропитание и ездить на аккумуляторе. С другой стороны, тот же аккумулятор не обязательно подзаряжается от электросети. Он может заряжаться (в большинстве моделях так и есть) от работы двигателя внутреннего сгорания, как и вся остальная сеть автомобиля.

Плагин-гибриды

Это настоящая находка для жителей мегаполисов, где можно часами стоять в пробках, передвигаясь медленно и с частыми остановками. В плагин-гибридах установлены более мощные аккумуляторы, способные увезти водителя и его пассажиров на большие расстояния. Обычно заряда аккумулятора плагин-гибрида хватает на 10-35 км. В отличие от гибридов, подзарядка производится от сети. Эти электромобили более экологичны, чем их предшественники. При езде по городским дорогам с оживленным движением, массой перекрестков и светофоров, владельцы включают электрорежим. Тем самым они снижают выброс выхлопных газов при движении в пробке, тратя меньше топлива.

Читать еще:  Чип тюнинг двигателя как делать

К типу гибридных автомобилей относится REEV. Это полноценный электромобиль, способный ехать только на электротяге, пока не закончится заряд. Только после этого включается двигатель внутреннего сгорания, который работает не на крутящий момент, а на выработку энергии для аккумулятора. С гибридами, возможно, проще сохранять окружающую среду, но их обслуживание встает владельцам в копеечку. Далеко не все автосервисы могут провести полноценный осмотр ДВС и электродвигателя. В гибридах это желательно делать в одном месте. Диагностика и обслуживание может стать лишней головной болью для владельцев гибридов, живущих в глухой провинции.

BEV-электромобили

Эти модели работают исключительно от электромотора. Питание исходит от аккумуляторов. Они просты в обслуживании, не имеют деталей, характерных двигателям внутреннего сгорания, требующих дополнительной смазки, замены и ремонта. Они бесшумны, быстро набирают скорость, не нуждаются в заправке традиционным автомобильным топливом. Сегодня такие электромобили по внешнему виду совсем не уступают автомобилям премиум-класса. Может быть, они немного меньшего размера, но салон такой же комфортабельный, а ход транспорта также быстр.

Электромобили, работающие на других источниках питания

Самый актуальный проект тысячелетия – это разработка транспортных средств, работающих на солнечных батареях. Автомобилестроение также не осталось в стороне. Быстрый и маневренный солнцемобиль – это мечта многих конструкторов. К сожалению, пока все модели данной категории обладают низким коэффициентом полезной деятельности. Они маломощные и очень дорогостоящие. Чтобы поднять их уровень КПД, конструкторы комбинируют разные источники питания. Так, например, солнцемобиль, дополнительно оснащенный ветровой установкой, способен развивать скорость до 120 км/ч.

Строительство электромобилей, работающих на солнечных батареях, находится в самом начале своего пути. Поддерживая конструкторов-любителей, правительства разных стран проводят ралли с участием таких транспортных средств. Самое известное из них проводится в Австралии и называется «Всемирный солнечный вызов».

Аккумуляторы электромобиля

Технические характеристики электромобиля в значительной степени определяются их батареями.

Литий-ионные аккумуляторы

Это классический и пока что самый распространенный вид накопителей энергии, применяемых в электрокарах. Их достоинства:

  1. Высокая плотность накопленной энергии.
  2. Высокое напряжение на выходе.
  3. Не менее 1000 циклов зарядки за 10 лет.
  4. Отсутствие «эффекта памяти», из-за которого приходится батареи других типов периодически принудительно разряжать до нуля.

  1. Высокая стоимость.
  2. Узкий температурный диапазон работы (от –20 до +50 °C).
  3. Большая опасность взрыва при авариях.

Литий-ионные аккумуляторы

Алюминий-ионные батареи

Введение алюминия в конструкцию аккумулятора резко снижает опасность взрыва и удешевляет производство. Новейшие экспериментальные батареи подобного типа, разработанные в Китае, выдерживают до 250 тысяч циклов перезарядки. Но в серийные электрокары их еще не устанавливают.

Читать еще:  Двигатель 4ас технические характеристики

Литиево-серные аккумуляторы

Подобные батареи дешевле и более емкие, чем литий-ионные. И диапазон рабочих температур у них шире. Но есть и существенный недостаток — всего несколько десятков циклов перезарядки. Однако в 2020 австралийская компания году Brighsun New Energy начала выпуск литий-серных аккумуляторов повышенной емкости, рассчитанных на 1700 перезарядок. Пробег оснащенного ими электромобиля достигнет 2 000 км. Данная технология сулит революцию в конструкции всех устройств интернета вещей, прежде всего екарс. Этот тип аккумуляторов сегодня самый перспективный.

Литиево-серные аккумуляторы

ДВИГАТЕЛЬ

Двигатель электрического автомобиля также называют «тяговый двигатель». Современные производители электромобилей остановили свой выбор на асинхронных электродвигателях переменного тока или электродвигателях с постоянным магнитом, которые обеспечивают высокий крутящий момент, надежную работу, а также сравнительно небольшой вес.

Цилиндрический двигатель состоит из статора, который неподвижно закреплен и получает переменный ток для создания магнитного поля. Внутри статора ротор, который вращается на выходном валу.

Он принимает крутящую силу и вращает механизм, который затем механически направляется к оси колеса.

Кроме того, электродвигатель делает гораздо больше, чем просто приводит в движение- он заряжает, и он также известен под названием «двигатель-генератор». Так, вышеупомянутое «рекуперативное торможение» появляется при торможении когда двигатель выступает в качестве генератора и отправляет энергию назад в аккумулятор. Это преимущество неиспользования двигателя внутреннего сгорания в электромобиле.

Электромобиль может иметь один или несколько электродвигателей. Некоторые компании размышляли о том, чтобы размещать их прямо в колесах, но такие колесные двигатели имеют свои преимущества и недостатки, которые и привели к тому, что главные автопроизводители отказались от этой идеи.

Как часто говорят, электродвигатель обеспечивает эффективное использование энергии по сравнению с бензиновым, или даже турбодвигателем. Также ему не нужно набрать определенную скорость оборотов, чтобы получить максимальный крутящий момент.
Электродвигатели готовы выдать максимальный крутящий момент уже со старта, в то время как мощность то увеличивается, то снижается.

Электромобили первой половины XX столетия и теория заговора

До 1920 года электрокары по популярности не уступали автомобилям с двигателями внутреннего сгорания. Более того, в 1912 году два друга, некто Генри Форд и Томас Эдисон, загорелись идеей взорвать авторынок, заполнив его качественными и доступными электромобилями. На капоте должен был красоваться логотип Ford, а под ним находиться аккумулятор Edison.

По задумке друзей запас хода у этих автомобилей должен был составлять от 80 до 160 км, а стоимость всего 500−750$. Работа над автомобилями проходила в условиях полной секретности, однако слухи все же просочились в прессу. В итоге Форду пришлось дать интервью в Нью-Йорк Таймс, и признаться, что в союзе с Эдисоном готовит доступные электромобили с аккумуляторами нового поколения. Вскоре интервью дал и Эдисон, подтвердив слова Форда. Кроме того, он высказал уверенность в том, что вскоре электрокары будут доминировать над автомобилями с ДВС.

Читать еще:  Электрический датчик давления масла двигателя

Первый электромобиль, созданный Генри Фордом и Томасом Эдисоном

Шло время, но обещанные электромобили все не появлялись. Лаборатория Эдисона в Уэст-Орандж со всей документацией, а также электростанции были уничтожены пожаром. Журналисты несколько дней дискутировали о странных обстоятельствах пожаров, но общественность этого не заметила, так как первые полосы газет занимали сводки с Первой Мировой. Сам же Генри Форд изобрел конвейер и стал выпускать с невиданной скоростью автомобили, оснащенные бензиновыми двигателями. По сути, они на тот момент и положили конец электрокарам.

Финал истории электромобилей Ford выглядит нелогичным и скомканным. Поэтому сторонники теории заговора предполагают, что Форд вынужден был отказаться от идеи создания доступных электромобилей под натиском нефтяных компаний. А пожар стал последним “китайским” предупреждением Форду и Эдисону. По другой версии проект провалил Эдисон, так как его батареи не могли сдвинуть с места автомобиль. А вкладывать деньги в конкурентов своего друга Форд отказался.

La Jamais Contente — электромобиль, который мог ездить со скоростью более 100 км/ч

Производители электродвигателей

Большинство самодельных электромобилей сконструировано с применением коллекторного двигателя. Это объясняется доступностью, низкой ценой и простым обслуживанием.

Видным производителем линейки данных моторов является немецкая компания Perm-Motor. Ее продукция способна к рекуперативному торможению в генераторном режиме. Она активно используется для оснащения скутеров, моторных лодок, легковых автомобилей, электроподъёмных устройств. Если двигатели Perm-Motor устанавливали в каждый электромобиль, цена их была бы значительно ниже. Сейчас они стоят в пределах 5-7 тыс. евро.Популярным производителем является компания Etek, которая занимается производством безщеточных и щеточных коллекторных двигателей. Как правило, это трехфазные моторы, работающие на постоянных магнитах. Основные преимущества установок:

  • точность управления;
  • легкость организации рекуперации;
  • высокая надежность за счет простой конструкции.

Завершает список производителей завод из США Advanced DC Motors, выпускающий коллекторные электромоторы. Некоторые модели обладают исключительной особенностью – они имеют второй шпиндель, что можно использовать для подключения на автомобиль-электромобиль дополнительного электрооборудования.

Перспективы электромобилей

Большинство экспертов сходятся во мнении, что люди с каждым годом будут покупать всё больше электрокаров. Уже сейчас автомобильная промышленность прошла своего рода точку невозврата, и отказаться от развития электрокаров стало невозможно.

Вычислительные мощности продолжат расти, а искусственный интеллект будет становиться всё более совершенным, что, без сомнения, скажется и на росте числа авто с электромоторами в мире.

Количество электромобилей в России тоже увеличивается, хотя не так быстро, как в Европе или Китае: причиной тому – невысокий уровень доходов населения страны.

С большой долей вероятности можно сказать, что мир без машин с ДВС неизбежен: когда человеческая цивилизация полностью откажется от этой технологии, является лишь вопросом времени.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector