Устройство и принцип работы современных электромобилей

«Разгоняется как малолитражка»

Итог всех двухлетних мучений: бесшумный электрический Сitroen AX, развивающий максимальную скорость 115 км/ч и способный проезжать около 130 километров на одной зарядке. Сергей уже наездил на «самоделке» несколько тысяч километров, поэтому уже успел избавиться от «зарядкофобии»: ему вполне хватает автономности электрокара, чтобы ежедневно перемещаться по маршруту «дом-работа-гараж-дом». Где заряжается?

— Из окна своей «высотки» я удлинитель не выкидываю, — смеется Сергей, — заряжаюсь либо в гараже, либо на работе. От обычной розетки на 220 вольт я могу полностью зарядить батарею за 6 часов. Если надо быстрее, то процесс можно ускорить — тогда все займет примерно два часа. Если бы был доступ на 380 вольт, то управиться можно было бы и за час с небольшим. Но мой график позволяет спокойно заряжать машину полдня, пока я на работе или ковыряюсь в гараже.

При старте маленький Citroen приседает на задние колеса и бодро уносится с места под шуршание шин

— Всех интересует, за сколько мой электро-Citroen разгоняется до «сотни», но я отвечаю так: до 60 км/ч — за 5 секунд. То есть на уровне обычной малолитражки. Дальше динамика резко ухудшается, но для меня это не принципиально. Если бы речь шла о рекордах и имелся соответствующий бюджет, я бы сделал машину с совершенно другими характеристиками — благо опыт уже есть, да и рынок комплектующих постоянно развивается.

Однако, по словам Сергея, когда любопытствующие узнают, что весь проект обошелся в 6 тысяч рублей, крутят пальцем у виска: мол, я на эти деньги буду на своем дизельке 10 лет ездить…

— Пусть ездят, — не унывает Сергей, — у меня себестоимость 100 километров пробега составляет условно 1 рубль. Сколько стоят те же 100 километров даже у экономичной дизельной машины? В условном городском цикле — скажем, 8 рублей. Умножаем на среднегодовые 30 тысяч километров — получаем почти две с половиной тысячи в год только на топливо. Плюс ТО с заменой фильтра, масла, свечей. Ну и надеемся, что мотор не забарахлит, не потребует денег на ремонт. Итого — за несколько лет электрокар окупится полностью, даже если я сделаю его более мощным и скоростным.

Что тут скажешь? Действительно, у электрокаров есть свои минусы, главным из которых является небольшой пробег на одной зарядке. Ну и цена вопроса, конечно, пока тоже смущает: отдать 9−10 тысяч долларов за подержанный Nissan Leaf или в два раза больше за какой-то другой электрокар не каждый решится. Опять же с зарядными станциями сплошная беда: мало того что их фактически нет, так еще и половина официально открывшихся либо не работают, либо недоступны всем желающим.

Однако Сергей доказал, что электрокар — это не только выгодно и удобно для городской эксплуатации, но и доступнее, чем кажется. Да, не у каждого есть такое стремление к творчеству, но, как видите, и «на коленке» можно сделать полноценный электромобиль, даже с относительно небольшим бюджетом. И пусть пока электрический Citroen AX не сильно впечатляет характеристиками, у Сергея уже много планов на будущее — более мощные батареи, другой электродвигатель, контроллер… Получается, что можно построить полноценного конкурента Nissan Leaf своими руками?

— Построить можно все, — грустно смотрит на Citroen Сергей. — Было бы желание. Ну и бюджет, конечно…

Что входит в задачи контроллера?

Электроника преобразовывает постоянное высокое напряжение, отдаваемое электробатареей, в требуемое в определённый момент. На контроллер возложены обязанности по энергосбережению, обеспечению комфорта при движении, также данный элемент следит за безопасностью водителя и пассажиров.

Конкретно, устройство предлагает такие функции:

управление высокими токами и напряжением;
регулировка тяги и динамики;
обеспечение оптимального расхода электроэнергии;
мониторинг состояния аккумуляторной батареи;
управление рекуперацией торможения;
зарядка обыкновенного аккумулятора на 12 V (обычная батарейка также присутствует на борту электромобиля).

Зарядка аккумуляторов

Возможность «заправиться» от домашней розетки — одновременно и преимущество, и недостаток электромобиля. Бытовая электросеть не способна обеспечить ток, необходимый для быстрой зарядки, существует реальная опасность пожара. Тем не менее в комплект каждого электромобиля входит кабель со встроенным ограничителем тока для подключения к обычной розетке, хотя процесс и занимает несколько часов.

Сегодня эта возможность сохранена в конструкции электрокаров в основном как аварийный вариант, для того чтобы доехать до ближайшей стационарной заправки и восстановить работоспособность аккумулятора за несколько минут. Через разъем для зарядного устройства заправочной станции соединиться с бытовой сетью невозможно.

Почему асинхронный двигатель лучше, чем ДВС

График зависимости крутящего момента (Н⋅м) от оборотов двигателя внутреннего сгорания (ДВС) выглядит примерно вот так:

График зависимости крутящего момента от оборотов в ДВС

Поэтому, соединять вал двигателя ДВС напрямую с колесами – так себе идея.

В этом случае требуется трансмиссия и коробка передач

трансмиссия и коробка передач в автомобилях с ДВС

Также не забывайте, что линейное движение поршней должно быть преобразовано во вращательное движение. Это очень трудоемкий процесс, так как приходится балансировать весь двигатель, чтобы было как меньше вибраций при работе.

принцип работы двигателя ДВС

Да и для того, чтобы запустить такой двигатель, нам также понадобится стартер. А как вы знаете, без аккумулятора стартер не заведется. Ну или “с толкача”).

Еще один минус ДВС в том, что выдаваемая им мощность очень неравномерна, поэтому надо использовать маховик.

К очевидным минусам ДВС можно также добавить его высокую стоимость, выбросы выхлопных газов в окружающую среду, высокую стоимость топлива, ограниченный ресурс, так как очень много трущихся деталей, низкий КПД, сильный шум, большой вес, замена расходников, а также, как мы уже говорили, требуется обязательно коробка переключения передач.

Зависимость крутящего момента от оборотов электродвигателя на автомобилях Тесла выглядит так

Скорость вращения двигателя может быть от нуля и до 18 000 оборотов в минуту! Как вы видите, почти во всем диапазоне эта зависимость почти равномерная. Значит, нет надобности в трансмиссии и коробке передач.

Если даже сравнивать ДВС и асинхронный двигатель, то можно увидеть существенную разницу весе и выдаваемой мощности. Отношение веса к выдаваемой мощности у ДВС 0,8 кВт/кг, а у асинхронного двигателя 8,5 кВт/кг. Разница более, чем в 10 раз!

сравнение двигателя ДВС и асинхронного двигателя

Типы устройств электромобиля

В зависимости от того, как устроен электромобиль и для каких задач он разработан, можно провести некоторую классификацию этих ТС

Она довольно условна и обращает внимание более на особенности эксплуатации, так как по конструкции все разработки повторяют друг друга

Выделяют такие машины на электричестве:

Внутригородские. Имеют невысокую мощность и скорость передвижения, на них установлены специальные ограничения по максимальной мощности. Небольшого диаметра колеса и малый вес позволяют двигаться в нормальном городском режиме;
Микроэлектромобили. Созданы с учетом плотного городского транспортного потока, имеют батарею небольшой емкости. Используются для небольших переездов, поездок в магазин, на работу и назад и т.п.;
Различные креативные варианты, типа трициклы;
Обычные авто. Привычные легковушки, типа некоторых популярных моделей от Tesla;
Грузовые. Пока еще не слишком распространены, но в перспективе могут использоваться в крупных городах для внутренних перевозок и уменьшения выбросов в атмосферу;
Троллейбусы, трамваи, автобусы на электродвижках также являются довольно популярным видом транспорта в любом крупном городе.

Также стоит упомянуть гибриды – транспорт, на котором установлен как электрический, так и бензиновый двигатель. Подобные ТС очень популярны во всем мире, в частности, в Японии, США, Европе. Напряжение электромобиля во всех рассмотренных случаях разное, так как в них требуется неодинаковая рабочая мощность силового агрегата.

Электрокары – первопроходцы в своей отрасли

Мало кто задумывался, но последние инновационные решения в сфере автомобилестроения в большинстве случаев внедрялись именно на электромобилях. Производители представляют варианты с новейшим программным обеспечением, автопилотом, возможностью управлять одной педалью, наличием солнечных батарей, встроенных в крышу. Сначала эти новшества появляются в электромобилях, а только после этого их тестируют в других машинах.

Дальше будет больше. Разработчики уже удивляют дизайнами кузова, новым подходом к комфорту перемещения. Электромобиль демонстрирует инновации во всех сферах, а только после этого это подхватывают топливные машины. Справедливо отметить, что они тоже постоянно модернизируются, но испытывают на себе не больше половины прогресса, который есть у электрокаров.

Реализация

Сервисный центр по обслуживанию электромобилей работает с 2014 года. За это время компания собрала компетентную команду специалистов, разбирающихся не только в автомобилях, но и в программном обеспечении.

«Четкое понимание того, как интегрируются компоненты электромобиля, как они увязываются в единую систему посредством софта, как новые компоненты взаимодействуют со штатными системами автомобиля, такими как тормоза или ABS, крайне важно как для обслуживания электромобилей, так и для конверсии автомобилей на классическом топливе в электромобили», — говорит Михаил Ефимов, соучредитель и генеральный директор EVC. Первым проектом EVC в 2017 году стала разработка и производство литий-ионной аккумуляторной батареи для электромобиля ИЖ Концерна «Калашников»

Вторым — переделка автомобиля Aston Martin DB9. В качестве электрической начинки использовались компоненты Tesla Model S: батарейка, два электродвигателя, вся электропроводка, водительский и центральный экраны

Первым проектом EVC в 2017 году стала разработка и производство литий-ионной аккумуляторной батареи для электромобиля ИЖ Концерна «Калашников». Вторым — переделка автомобиля Aston Martin DB9. В качестве электрической начинки использовались компоненты Tesla Model S: батарейка, два электродвигателя, вся электропроводка, водительский и центральный экраны.

Интеграция электромоторов на оси потребовала изменения конструкции подвески и геометрии аккумуляторной батареи, так как габариты Aston Martin отличаются от габаритов Tesla Model S. В автомобиле была полностью заменена электропроводка, кроме тех участков, которые нужны для интеграции штатных систем — тормозов, систем безопасности, освещения, системы кондиционирования

Также важной была адаптация ПО

Aston Martin получил литий-ионную батарею емкостью 75 кВт·ч, дающую запас хода порядка 350 км, два электромотора суммарной мощностью 500 л.с, разгоняющих электромобиль до 100 км/ч за 5,5 с.

Так выглядит превращение обычной машины в электромобиль

(Фото: из личного архива)

Владислав Мещеряков, соучредитель EVC, говорит, что сегодня компания получает все больше обращений и запросов на переделку частных автомобилей и коммерческих парков в электромобили. Для частных заказчиков это больше имиджевые проекты — возможность дать вторую жизнь любимому классическому автомобилю. А вот для компаний, управляющих большим парком транспорта, переход на электрическую тягу создает много возможностей для сокращения операционных затрат, связанных с заправкой и ремонтом, а также позволяет внедрить новейшие решения по управлению эффективностью парка.

Еще одним проектом, реализованным для частного заказчика, стал электрический Fiat Ducato. На нем первый раз была установлена аккумуляторная батарея собственной разработки. На автомобиль была установлена литий-титанатная батарея EVCLTO55, состоящая из четырех модулей суммарной емкостью 22 кВт·ч. Реальные тесты показали, что даже при полной загрузке (общая масса с водителем порядка 2,9 т) автомобиль проезжает на этой батарее 150 км. Это очень хороший результат с учетом небольшой емкости батарейки.

Рекуперативное торможение

В автомобиле Тесла всего две педали и подножка для левой ноги, чтобы было куда ее девать при вождении)

педали в автомобиле Тесла

На самом же деле управлять автомобилем можно всего с помощью одной педали: педали газа. На английский манер такой способ вождения электрокаров называется one pedal driving. Почему это возможно на электрокарах?

Давайте для начала разберемся, как вообще происходит торможение в простом автомобиле на ДВС?

Когда мы нажимаем педаль тормоза, у нас тормозные колодки прижимаются к тормозным дискам, и автомобиль начинает тормозить. Куда уходит вся кинетическая энергия движущегося автомобиля? Она превращается в тепло и рассеивается в окружающем пространстве. Можете потрогать тормозные диски после длительного торможения. Они будут очень горячие.

Но вот в автомобилях Тесла торможение происходит совсем по другому принципу. Да, там тоже имеются тормозные колодки и диски, но они используются намного реже, чем у авто с ДВС. Как происходит торможение в Тесла? Как только вы отпускаете педаль газа, автомобиль начинает останавливаться, то есть активируется система рекуперативного торможения. В этом случае двигатель превращается в генератор электрической энергии. Куда уходит энергия от торможения? Если в простых автомобилях она уходила в тепло, то здесь двигатель в роли генератора начинает подзаряжать аккумуляторы. То есть можно сказать, что вся кинетическая энергия автомобиля превращается в электричество и запасается в аккумуляторах. Но почему же происходит процесс торможения? Дело в том, образующееся магнитное в обмотках статора будет тормозить ротор, поэтому и происходит торможение вала двигателя.

Для полной остановки электромобиля потребуется педаль тормоза, которую нажимают в самом конце остановки. Отсюда следует, что тормозные колодки на Тесле надо менять в разы реже, чем на автомобиле с ДВС.

Общий принцип работы электромобиля

В целом устройство электрокара достаточно простое и общее для всех моделей, разница заключается лишь в отдельных моментах организации работы оборудования.

Для движения любому электромобилю необходимо всего несколько основных комплектующих:

электродвигатель;
контроллер;
аккумуляторная батарея.

Ток от аккумуляторов подается на контроллер, коммутируется в необходимый на данный момент и поступает на электрический двигатель.

Управление тем, сколько энергии он должен доставить, ведется педалью акселератора, формированием сигнала при нажатии. Подсчитывая эти данные с данными других систем и датчиков, контроллер регулирует мощность, подаваемую на электродвигатель.

Устройство и принцип работы электромобиля. Плюсы и минусы электрокаров

Устройство и принцип работы электромобиля. Плюсы и минусы электрокаров
Устройство электромобиля и принцип его работы
Типы устройств электромобиля
Особенности устройства электромобиля-гибрида
Плюсы и минусы электрокаров
Покупка и нюансы работы электромобиля: перспективы
Масштабы распространения
Цены на нефть и популярность электрокаров
Как устроен электромобиль, созданный Элоном Маском
Как выбрать машину и особенности ее сервиса
Электрический автомобиль
АККУМУЛЯТОР
КОНТРОЛЛЕР
ДВИГАТЕЛЬ
Почему люди пытаются сделать электромобиль самостоятельно
Стоит ли делать электрокар самостоятельно
Как сделать электрокар своими руками
Источники:

Первые воспоминания о машине, движущейся благодаря электрическому двигателю, идут из 1841 года. Это была не машина в полном смысле этого слова, а тележка с электромотором. Она не получила широкой популярности и распространения, но энтузиасты продолжили работы по совершенствованию конструкции.

В 1899 году русский инженер Ипполит Романов разработал электромобиль, который мог проехать без подзарядки почти 60 километров, при этом борт машины был рассчитан на 17 пассажиров. Его скорость достигала 40 км/ч.

Многие успешные попытки создания таких авто предпринимались в Европе, Америке, Японии после 2-й Мировой войны. К примеру, в США отличилась компания General Motors, которая начала выпускать серийные модели EV1. В последние годы на весь мир гремит компания Tesla, которая смогла возвести электромобили из сферы неинтересной экзотики в ранг стильных и желаемых транспортных средств.

Как устроено отопление

Теперь подробнее рассмотрим, как обогревается салон электромобиля зимой. Ее принцип очень прост. Сначала газообразный теплоноситель сжимается с помощью компрессора высокого давления, и происходит повышение температуры. После этого жидкость направляется радиатор отопителя, после чего тепло отдается в салон машины. На следующем этапе теплоноситель направляется через расширительный клапан, где его температура снова снижается.

После этого происходит разделение теплоносителя на газовую и жидкую форму. Первая часть становится холодной, после чего она идет в теплообменник и обдувается заборным воздухом. При этом происходит абсорбция части тепла воздуха из вне. На следующим шаге происходит новое сжатие теплоносителя компрессором с передачей тепла в салон. При этом получается замкнутый цикл.

Зная, как устроено отопление в электромобиле, можно делать выводы о его эффективности. По сути, это классический кондиционер, но с обратным принципом работы (на нагрев). Для работы печки необходимо немного энергии. Такая особенность позволяет лишь немного снизить первоначальный запас хода при включенной печке. Интересно, что тепловой насос имеется во многих моделях, к примеру, Тесла Model Y.

Рассматривая вопрос, как, и каким образом работает система отопления в электромобиле, нельзя не отметить и другие подходы, применяемые производителями. К примеру, представители концерна БМВ уверены, что решение проблемы лежит в применении инфракрасного отопления. Такая печка работает только на нагрев предметов и человека, поэтому не расходует энергию на нагрев воздуха. Благодаря этой особенности, на отопление уходит не менее минуты, а энергии нужно минимум. В качестве препятствия может выступать только предмет, с которым сталкивается электромагнитная волна.

В сравнении с классическим воздушным отоплением ИК печка работает с большей эффективностью и отличается экономичностью. Конечно, ее не планируют использовать в качестве основного источника, но как дополнительный элемент обогрева она вполне подойдет.

В классических Ниссан Лиф печка работает еще проще. Здесь ставится фен, который прогревает воздух и работает на «дизеле». Сгорающий в устройстве «дизель» по принципу паяльной лампы греет корпус, после чего через последний проходит воздушный поток. В результате даже при 20-градусном холоде удается прогреть электромобиль за 6-8 минут. При небольших поездках можно оставить печку включенной и пойти по делам. При этом в автомобиле поддерживается тепло и нет необходимости оставлять включенный мотор.

Теперь вы знаете, как отапливаются электромобили, и по какому принципу работает печка в таком транспорте. Каждый производитель старается продумать свою систему, которая будет создавать минимальную нагрузку на аккумуляторную батарею и не повлияет на общий запас хода транспортного средства. При этом избежать траты энергии все равно не получается. Да и это не единственная проблема для электрокаров зимой.

Покупка и нюансы работы электромобиля: перспективы

После того, как мы увидели плюсы и минусы электрокаров, стоит обратить внимание на перспективы этого типа транспорта. Стоит ли покупать данный вид ТС, тратить немалые деньги и будет ли это правильным шагом? Ответ здесь не так однозначен

Если Вы хотите просто хорошую проверенную машину для решения повседневных задач, развитую систему сервиса и ремонта, предсказуемые проблемы и их легкое решение – то лучше всего покупать классический бензиновый или дизельный агрегат. Это все еще актуально и несет в себе только преимущества.

Если Вы относитесь к смелым людям, которые пытаются идти в ногу со временем и смотрят наперед, то такая покупка будет оправданной, хотя нужно быть готовым к некоторым упомянутым выше минусам и неудобствам.

Что касается перспектив рассматриваемого транспорта, то они очень большие. Ожидается, что в ближайшие 10 лет человечество массово пересядет именно на электрокары.

Рекуперативное торможение

В автомобиле Тесла всего две педали и подножка для левой ноги, чтобы было куда ее девать при вождении)

На самом же деле управлять автомобилем можно всего с помощью одной педали: педали газа. На английский манер такой способ вождения электрокаров называется one pedal driving

. Почему это возможно на электрокарах?

Давайте для начала разберемся, как вообще происходит торможение в простом автомобиле на ДВС?

Двигатели с постоянными магнитами

Двигатели с постоянными магнитами (английский PMMS) создают крутящий момент благодаря взаимодействию токов статора с постоянными магнитами внутри или снаружи ротора. Электродвигатели с поверхностным расположением магнитов являются маломощными и используются в IT оборудовании, офисной технике, автомобильном транспорте. Электродвигатели со встроенными магнитами (IPM) распространены в мощных машинах, используемых в промышленности.

Двигатели с постоянными магнитами (ПМ) могут использовать концентрированные (с коротким шагом) обмотки, если пульсации вращающего момента не являются критичными, но распределенные обмотки являются нормой в ПМ.

Поскольку PMMS не имеют механических коммутаторов, то преобразователи играют важную роль в процессе контроля тока обмотки.

В отличии от других видов бесщеточных электродвигателей, PMMS не требуют тока возбуждения, необходимого для поддерживания магнитного потока ротора. Следовательно, они способны обеспечить максимальный крутящий момент на единицу объема и могут быть лучшим выбором, если требования к массо-габаритным показателям выходят на первый план.

К наибольшим недостаткам таких машин можно отнести их очень высокую стоимость. Высокопроизводительные электрические машины с постоянными магнитами используют такие материалы как неодим и диспрозий. Данные материалы относятся к редкоземельным и добываются в геополитически нестабильных странах, что приводит к высоким и нестабильным ценам.

Также постоянные магниты добавляют производительности при работе на низких скоростях, но являются «Ахиллесовой пятой» при работе на высоких. Например, при увеличении скорости машины с постоянными магнитами возрастет и ее ЭДС, постепенно приближаясь к напряжению питания инвертора, при этом снизить поток машины не представляется возможным. Как правило, номинальная скорость является максимальной для ПМ с поверхностно-магнитной конструкцией при номинальном напряжении питания.

На скоростях больше номинальной, для электродвигателей с постоянными магнитами типа IPM, используют подавление активного поля, что достигается путем манипуляций с током статора при помощи преобразователя. Диапазон скорости, в котором двигатель может надежно работать, ограничен примерно 4:1.

Необходимость ослабления поля в зависимости от скорости приводит к потерям независящим от вращающего момента. Это снижает КПД на высоких скоростях, и особенно при малых нагрузках. Этот эффект наиболее актуален при использовании ПМ в качестве тягового автомобильного электропривода, где высокая скорость на автостраде неизбежно влечет за собой необходимость ослабления магнитного поля. Часто разработчики выступают за применение двигателей с постоянными магнитами в качестве тяговых электроприводов электромобилей, однако их эффективность при работе в данной системе довольно сомнительна, особенно после вычислений связанных с реальными циклами вождения. Некоторые производители электромобилей сделали переход от ПМ к асинхронным электродвигателям в качестве тяговых.

Также к существенным недостаткам электродвигателей с постоянными магнитами можно отнести их трудно управляемость в условиях неисправности из-за присущей им противо-ЭДС. Ток будет протекать в обмотках, даже при выключенном преобразователе, пока вращается машина. Это может приводить к перегреву и другим неприятным последствиям. Потеря контроля над ослабленным магнитным полем, например при аварийном отключении источника питания, может привести к неподконтрольной генерации электрической энергии и, как следствие, к опасному возрастанию напряжения.

Рабочие температуры – это еще одна не самая сильная сторона ПМ, кроме машин, изготовленных из самарий-кобальта. Также большие броски тока инвертора могут привести к размагничиванию.

Максимальная скорость PMMS ограничивается механической прочностью крепления магнитов. В случае повреждения ПМ его ремонт, как правило, осуществляется на заводе изготовителе, так как извлечение и безопасная обработка ротора практически невозможна в обычных условиях. И, наконец, утилизация. Да это тоже доставляет немного хлопот после окончания срока службы машины, но наличие редкоземельных материалов в этой машине должно упростить этот процесс в ближайшем будущем.

Несмотря на перечисленные выше недостатки, электродвигатели с постоянными магнитами являются непревзойденными с точки зрения низкоскоростных мелкогабаритных механизмов и устройств.

Что такое электромобиль

Прежде чем переходить к вопросам построения электрокара, следует понять, что это вообще такое. Электромобиль – это тот же автомобиль, но в движение его приводит электрический привод, а вместо бака для жидкого топлива в электрокарах установлены батареи, которые питают электрический мотор. Но это лишь поверхностное представление. Ведь для работы электропривода используются соответствующие контроллеры и драйверы. Для регулировки заряда/разряда батареи также используются контроллеры. Также изменения касаются и самой конструкции кузова, шасси и многих других частей автомобиля.

Используйте правильное зарядное оборудование

Если вам нужно зарядить свой автомобиль вдали от дома, убедитесь, что вы используете правильное сочетание зарядного устройства и вилки (которая вставляется в разъем автомобиля). Большинство автомобилей имеют стандартный порт J1772, который соединяется с зарядным устройством Level 1 или Level 2. Некоторые автомобили также могут подключаться к более быстрому зарядному оборудованию уровня Level 3, используя один из нескольких различных разъемов (CHAdeMO и SAE Combo).

В спецификациях вашего автомобиля должны быть указаны разъемы и системы зарядки, которые может использовать ваш EV. Будьте внимательны!

Что такое электромобиль и как он работает

Двигатель электрокара состоит из статора и ротора. Под влиянием магнитного поля, которое возникает в статоре, приводится в движение ротор, где проходит индукционный ток. После этого электрическая энергия, попадая на обмотку самого мотора, видоизменяется в энергию вращения.

В последнее время сфера применения электрических двигателей значительно расширилась. Интересно, что использовать их можно как самостоятельно, так и вместе с ДВС (двигателями внутреннего сгорания). Авто, в котором соединены обе эти технологии (электро и ДВС), называют гибридным.

Стоит отметить, что существует значительное различие между электрическими двигателями, используемыми на производствах, и теми, которые устанавливают непосредственно в электрокарах. В последнем случае они имеют значительно большую мощность. По новым разработкам учёные разделяют понятия электрокаров и других электрических устройств всё больше.

Знаете ли вы? В начале 2018 года на дорогах мира насчитывалось уже более миллиона электрокаров. Со временем их количество будет только увеличиваться.

Кроме того, к основным показателям электромобиля относят не только тип двигателя, но и мощность, крутящий момент, показатели напряжения, вращения и тока. Именно эти факторы определяют порядок обслуживания транспортного средства. Существуют различные виды двигателей для электрокаров, согласно чему их делят на группы.

Видео: Как работает электромобиль?

В зависимости от типа тока устройства могут быть:

постоянного тока;
переменного тока (синхронные или асинхронные);
универсальные (могут переключаться с одной фазы на другую).

Двигатели также можно классифицировать в зависимости от количества фаз: они могут быть одно-, двух- и трёхфазными. Неплохим примером трёхфазного образца называют Chevrolet Volt, который является универсальным «гибридом». Вторая модель — i-MiEV, чисто электрический вариант, также трёхфазный

Нередко при классификации электромобилей обращают внимание на щёточно-коллекторный узел.
Ознакомьтесь подробнее: как устроены двигатели для электромобиля и принцип их работы

В зависимости от этого показателя авто может быть:

бесколлекторным (замкнутая круговая система, в которую входят инвентор, извещатель и преобразователь);
коллекторным (система с током постоянной частоты, где узел является одновременно и извещателем, и переключателем тока).

Чаще всего в современных электрокарах используются моторы коллекторного типа, хотя не исключено внедрение бесколлекторного варианта. Примером последнего является известное авто «Sunrace» от корпорации GM. Двигатель весит всего 3,6 кг, а его коэффициент полезного действия достигает 92%.

Не стоит забывать про систему «мотор-колесо», которая также нередко устанавливается на современных электромобилях. Главной особенностью электрокаров является наличие функции возобновления энергии торможения. Одним из популярных примеров авто, где установлена такая система, является спортивная машина Volage.

Наибольшую популярность в современном мире имеют модели автомобилей с питанием от аккумулятора. Заряжать батарею необходимо регулярно, при этом в качестве источников зарядки могут выступать: генератор, внешние источники и даже рекуперация энергии торможения. При этом вариант генератора доступен только для гибридных авто.

Знаете ли вы? В феврале 2018 года удалось впервые за всю мировую историю запустить электрокар в открытый космос. Это была ракета Falcon Heavy, на борту которой находился электрокар Tesla.

Как выбрать электромобиль, что сравнивать?

Еще не так давно автовладельцы и подумать не могли о том, что на дорогах появятся автомобили, использующие в качестве топлива электрическую энергию.

Тем не менее, электромобили появились гораздо раньше, чем машины с двигателем внутреннего сгорания. В 1941 году был сконструирован первый электромобиль. Из-за сложностей с подзарядкой аккумулятора, такие машины не получили широкого распространения. Однако, второй половине XX века электромобили снова обрели популярность. Связано это было, в первую очередь, с ухудшением экологической обстановки и увеличением цен на нефтепродукты. Однако и этот бум вскоре прошел – производители выкупили все проданные машины с последующей утилизацией. Такие действия объяснялись окончанием срок службы аккумуляторов, установленных в электромобилях.

В начале двухтысячных интерес к электромобилям появился снова. Первой компанией, которая стала выпускать электромобили, стала американская фирма Tesla Motors. Вслед за ней автомобили, использующие в качестве топлива в электрическую энергию, стали выпускать и другие мировые автоконцерны.

Сегодня огромное количество автолюбителей задумывается о том, чтобы пересесть с обычных автомобилей с ДВС на экологически чистые и экономичные электромобили. С каждым годом ассортимент таких агрегатов растёт, что значительно затрудняет выбор покупателя. Именно поэтому в нашем материале “Лучшие электромобили 2019 года” мы собрали самые выгодные предложения авто этого класса.

Сегодня большой популярностью пользуются гибридные автомобили – машины в конструкции которых присутствует электромотор и двигатель внутреннего сгорания. В таких авто аккумуляторы не требуют обязательной подзарядки от сети – двигатель внутреннего сгорания запускает генератор, который вырабатывает нужное количество энергии для работы электродвигателя.

Если сравнивать электромобили с гибридами и обычными авто с ДВС, то первые имеют ряд неоспоримых преимуществ:

Коэффициент полезного действия тяговых электродвигателей в разы больше чем у двигателей внутреннего сгорания – 90-95%. Для сравнения: самый эффективный ДВС имеет КПД 42%.

Один из лучших электромобилей

Благодаря особой конструкции электромобиля (отсутствие радиатора и других систем охлаждения) в разы уменьшается лобовое сопротивление автомобиля при движении.

В сравнении с другими транспортными средствами, электромобили недорогие в обслуживании, не требуют частого ТО.

Если посчитать стоимость заправки обычного автомобиля и сравнить её со стоимостью зарядки электромобиля, мы получим очевидную экономию.

Также нельзя не сказать, что некоторые электромобили в разы превосходят своих дизельных и бензиновых собратьев в показателях мощности.

В то же время, у этого вида транспорта есть определенные недостатки:

К сожалению, в России недостаточно развита инфраструктура для широкого распространения электромобилей. В частности, специализированных заправок очень мало, а на станциях техобслуживания не всегда знают, что делать с «необычным авто».

К числу недостатков можно отнести и низкий уровень шума, который создает определенную опасность для пешеходов – ведь они зачастую ориентируются на громкий звук работающего двигателя приближающейся машины.

Как устроены и как работают современные электромобили

«Разгоняется как малолитражка»

Что входит в задачи контроллера?

Зарядка аккумуляторов

Почему асинхронный двигатель лучше, чем ДВС

Типы устройств электромобиля

Электрокары – первопроходцы в своей отрасли

Реализация

Рекуперативное торможение

Общий принцип работы электромобиля

Устройство и принцип работы электромобиля. Плюсы и минусы электрокаров

Как устроено отопление

Покупка и нюансы работы электромобиля: перспективы

Рекуперативное торможение

Двигатели с постоянными магнитами

Что такое электромобиль

Используйте правильное зарядное оборудование

Что такое электромобиль и как он работает

Видео: Как работает электромобиль?

Как выбрать электромобиль, что сравнивать?

Похожие записи: