Kako deluje električni avto?

Pozabite na bate, menjalnike in jermene: električni avto jih nima. Ti avtomobili vozijo veliko lažje kot avtomobil na dizelski ali bencinski pogon. Automobile-Propre podrobno razloži njihovo mehaniko.

Po videzu je električni avto podoben vsakemu drugemu vozilu. Če želite videti razlike, morate pogledati pod pokrov motorja, pa tudi pod tla. Namesto motorja z notranjim zgorevanjem, ki uporablja toploto kot energijo, uporablja električno energijo. Da bi korak za korakom razumeli, kako deluje električni avtomobil, bomo izsledili pot električne energije od javnega omrežja do kolesa.

Polnjenje

Vse se začne s polnjenjem. Za dolivanje goriva mora biti vozilo priključeno na vtičnico, stensko omarico ali polnilno postajo. Povezava se izvede s kablom z ustreznimi konektorji. Več jih je, ki ustrezajo želenemu načinu polnjenja. Za polnjenje doma, v službi ali majhnih javnih terminalih običajno uporabite svoj kabel tipa 2. Na hitro snemljive sponke je pritrjen kabel, ki ustreza dvema standardoma: evropski "Combo CCS" in "Chademo" japonski. Sprva se morda zdi zastrašujoče, v resnici pa bo, ko se boste navadili, postalo lažje. Ni nevarnosti napak: konektorji imajo različne oblike in jih zato ni mogoče vstaviti v napačno režo.

Ko je priključen, izmenični električni tok (AC), ki kroži v distribucijskem omrežju, teče skozi kabel, ki je priključen na vozilo. Izvaja vrsto preverjanj prek svojega računalnika na vozilu. Zlasti zagotavlja, da je tok dobre kakovosti, da je pravilno nastavljen in da ozemljitvena faza zadostuje za varno polnjenje. Če je vse v redu, avto prevaja elektriko skozi prvi element na vozilu: pretvornik, imenovan tudi "vgrajeni polnilnik".

Standardna polnilna vrata Renault Zoé Combo CCS.

Pretvornik

To telo pretvarja izmenični tok omrežja v enosmerni (DC). Dejansko baterije hranijo energijo samo v obliki enosmernega toka. Da bi se izognili temu koraku in pospešili ponovno polnjenje, nekateri terminali sami pretvarjajo električno energijo za oskrbo z enosmernim tokom neposredno v baterijo. Gre za tako imenovane "hitre" in "ultra-hitre" polnilne postaje DC, podobne tistim, ki jih najdemo na avtocestnih postajah. Ti zelo dragi in okorni terminali niso zasnovani za namestitev v zasebni hiši.

baterija

V bateriji je tok porazdeljen znotraj njenih sestavnih elementov. Prihajajo v obliki majhnih kupčkov ali žepov, zbranih skupaj. Količina energije, ki jo hrani baterija, je izražena v kilovatnih urah (kWh), kar je enako "literu" rezervoarja za gorivo. Pretok ali moč električne energije je izražena v kilovatih "kW". Proizvajalci lahko poročajo o "uporabni" zmogljivosti in/ali "nominalni" zmogljivosti. Precej preprosto je: uporabna zmogljivost je količina energije, ki jo vozilo dejansko porabi. Razlika med uporabnim in nominalnim omogoča prostor za podaljšanje življenjske dobe baterije.

Primer za razumevanje: 50 kWh baterijo, ki se polni z 10 kW, je mogoče napolniti v približno 5 urah. Zakaj "okrog"? Ker je nad 80 %, bodo baterije samodejno upočasnile hitrost polnjenja. Kot steklenica vode, ki jo napolnite iz pipe, morate zmanjšati pretok, da se izognete brizganju.

Tok, nakopičen v bateriji, se nato pošlje enemu ali več elektromotorjem. Vrtenje izvaja rotor motorja pod vplivom magnetnega polja, ustvarjenega v statorju (statična tuljava motorja). Preden doseže kolesa, gibanje običajno poteka skozi menjalnik s fiksnim prestavnim razmerjem za optimizacijo hitrosti vrtenja.

Prenos okužbe

Tako električno vozilo nima menjalnika. To ni potrebno, saj lahko elektromotor brez težav deluje pri hitrostih do nekaj deset tisoč vrtljajev na minuto. Vrti se neposredno, v nasprotju s toplotnim motorjem, ki mora pretvoriti linearno gibanje batov v krožno gibanje skozi ročično gred. Smiselno je, da ima električni avtomobil veliko manj gibljivih delov kot dizelska lokomotiva. Ne potrebuje motornega olja, nima zobatega jermena in zato zahteva veliko manj vzdrževanja.

Regenerativno zaviranje

Druga prednost vozil na baterijski pogon je, da lahko proizvajajo električno energijo. To se imenuje "regenerativno zaviranje" ali "način B". Dejansko, ko se električni motor vrti "v vakuumu", ne da bi dovajal tok, ga proizvaja. To se zgodi vsakič, ko umaknete nogo s stopalke za plin ali zavore. Na ta način se pridobljena energija neposredno dovaja v baterijo.

Najnovejši modeli EV ponujajo celo načine za izbiro moči te regenerativne zavore. V maksimalnem načinu močno zavira avto brez obremenitve diskov in ploščic, hkrati pa prihrani nekaj kilometrov rezerve moči. Pri dizelskih lokomotivah se ta energija preprosto izgubi in pospešuje obrabo zavornega sistema.

Armaturna plošča električnega vozila ima pogosto merilnik, ki prikazuje moč regenerativnega zaviranja.

Razčlenitev

Zato so tehnične okvare električnih vozil manj pogoste. Lahko pa se zgodi, da vam po slabem čakanju na voznika zmanjka energije, kot pri bencinskem ali dizelskem avtomobilu. V tem primeru vozilo vnaprej opozori, da je nivo akumulatorja nizek, običajno ga je ostalo 5 do 10 %. Eno ali več sporočil se prikaže na nadzorni plošči ali osrednjem zaslonu in opozori uporabnika.

Odvisno od modela se lahko do polnilne točke prevozite še nekaj deset dodatnih kilometrov. Moč motorja je včasih omejena, da se zmanjša poraba in s tem razširi doseg. Poleg tega se samodejno aktivira "način želve": avto postopoma upočasni do popolne ustavitve. Signali na armaturni plošči nagovarjajo voznika, naj med čakanjem na avtovleko poišče mesto za ustavitev.

Majhna lekcija iz mehanike na električnem avtomobilu

Za lažjo stvar si povejte, da ima vaš avto namesto toplotnega motorja električni motor. Ta vir energije je v bateriji.

Morda ste opazili, da električno vozilo nima sklopke. Poleg tega mora voznik le pritisniti na stopalko za plin, da doseže stalen tok. Enosmerni tok se zaradi delovanja pretvornika pretvori v izmenični tok. Prav tako ustvarja elektromagnetno polje skozi gibljivo bakreno tuljavo vašega motorja.

Vaš motor vsebuje enega ali več fiksnih magnetov. Svojemu magnetnemu polju nasprotujejo polju tuljave, ki jih spravi v gibanje in motor teče.

Obveščeni vozniki so morda opazili, da tudi menjalnika ni. Pri električnem vozilu je to os motorja, ki brez posrednika vključuje osi pogonskih koles. Zato avto ne potrebuje batov.

Nazadnje, tako da so vse te "naprave" med seboj popolnoma sinhronizirane, vgrajeni računalnik preverja in modulira razvito moč. Zato, odvisno od situacije, motor vašega avtomobila prilagodi svojo moč v skladu z razmerjem vrtljajev na minuto. To je pogosto manj kot pri vozilih z notranjim izgorevanjem.

Polnjenje: kjer se vse začne

Da bi vaš avto lahko vozil vaš avto, ga morate priključiti v električno vtičnico ali polnilno postajo. To lahko storite s kablom z ustreznimi priključki. Obstajajo različni modeli, ki ustrezajo različnim načinom polnjenja. Če želite najti svoj novi avto doma, v službi ali na javnih polnilnikih, boste potrebovali konektor tipa 2. Za uporabo hitrih terminalov uporabite kabel »Combo CCS« ali »Chedemo«.

Med polnjenjem skozi kabel teče izmenični električni tok. Vaš avto gre skozi več pregledov:

• Potrebujete visokokakovosten in dobro uglašen tok;
• Ozemljitev mora zagotavljati varno polnjenje.

Po preverjanju teh dveh točk avto dovoli pretok električne energije skozi pretvornik.

Pomembna vloga pretvornika v priklopnem vozilu

Pretvornik "pretvori" izmenični tok, ki teče skozi terminal, v enosmerni tok. Ta korak je potreben, ker lahko baterije EV hranijo samo enosmerni tok. Vendar ne pozabite, da lahko najdete terminale, ki neposredno pretvarjajo AC v DC. Svoj "izdelek" pošljejo neposredno na akumulator vašega vozila. Te polnilne postaje zagotavljajo hitro ali super hitro polnjenje, odvisno od modela. Po drugi strani pa, če bi se opremili s temi terminali za polnjenje novega električnega avtomobila, vedite, da so zelo dragi in impresivni, zato so v vsakem primeru trenutno nameščeni samo na javnih mestih (npr. na primer rekreacijska območja na avtocestah).

Dve vrsti motorjev električnih avtomobilov

Električno vozilo je lahko opremljeno z dvema vrstama motorjev: sinhronim motorjem ali asinhronim motorjem.

Asinhroni motor ustvarja magnetno polje, ko se vrti. Za to se zanaša na stator, ki prejema električno energijo. V tem primeru se rotor nenehno vrti. Asinhroni motor je vgrajen predvsem v vozila, ki opravljajo dolga potovanja in se gibljejo pri visokih hitrostih.

Pri asinhronskem motorju rotor sam prevzame vlogo elektromagneta. Zato aktivno ustvarja magnetno polje. Hitrost rotorja je odvisna od frekvence toka, ki ga prejme motor. Je idealen tip motorja za mestno vožnjo, pogoste postanke in počasne zagone.

Baterija, napajanje za električno vozilo

Baterija ne vsebuje nekaj litrov bencina, ampak kilovatne ure (kWh). Poraba, ki jo lahko zagotovi baterija, je izražena v kilovatih (kW).

Baterija vseh električnih vozil je sestavljena iz tisočih celic. Ko tok teče skozi njih, se porazdeli med te tisoče komponent. Da bi dobili natančnejšo predstavo o teh celicah, si jih predstavljajte kot kupe ali žepe, ki so povezani med seboj.

Ko tok preide skozi baterije v bateriji, se pošlje na električni motor(-e) vašega avtomobila. Na tej stopnji stator vidi ustvarjeno magnetno polje. Slednji poganja rotor motorja. Za razliko od toplotnega motorja svoje gibanje natisne na kolesih. Odvisno od modela avtomobila lahko prenaša svoje gibanje na kolesa prek menjalnika. Ima samo eno poročilo, kar poveča njegovo hitrost vrtenja. On je tisti, ki najde najboljše razmerje med navorom in vrtilno hitrostjo. Dobro je vedeti: hitrost rotorja je neposredno odvisna od frekvence toka, ki teče skozi motor.

Za informacije se zavedajte, da nove polnilne baterije uporabljajo litij. Doseg električnega vozila je v povprečju od 150 do 200 km. Nove baterije (litij-zračni, litij-žveplovi itd.) bodo v naslednjih nekaj letih znatno povečale kapaciteto baterij teh vozil.

Kako spremeniti videz svojega električnega avtomobila brez menjalnika?

Ta vrsta vozila ima motor, ki se lahko vrti več deset tisoč vrtljajev na minuto! Tako za spreminjanje potovalne hitrosti ne potrebujete menjalnika.

Motor povsem električnega vozila prenaša vrtenje neposredno na kolesa.

Kaj si zapomniti pri litij-ionski bateriji?

Če resno razmišljate o nakupu električnega vozila, je tukaj nekaj pomembnih informacij o litij-ionskih baterijah.

Ena od prednosti te baterije je nizka stopnja samopraznjenja. Konkretno to pomeni, da če svojega avtomobila ne boste uporabljali eno leto, bo ta izgubil manj kot 10 % svoje nosilnosti.

Druga pomembna prednost: ta tip baterije praktično ne potrebuje vzdrževanja. Po drugi strani pa mora biti sistematično opremljen z zaščitnim in regulacijskim vezjem, BMS.

Časi polnjenja baterije se lahko razlikujejo glede na model in znamko vašega vozila. Torej, če želite izvedeti, kako dolgo bo vaš avto ostal priključen, si oglejte gostoto baterije in način polnjenja, ki ga izberete. Polnjenje bo trajalo približno 10 ur. Načrtujte vnaprej in pričakujte!

Če ne želite ali nimate časa za načrtovanje vnaprej, priključite svoj avto na polnilno postajo ali stensko omarico: čas polnjenja se bo prepolovil!

Druga alternativa za tiste, ki se mudi: odločite se za "hitro polnjenje" namesto polnega polnjenja: vaš avto se bo napolnil do 80 % v samo 30 minutah!

Dobro je vedeti: v večini primerov se avtomobilski akumulatorji nahajajo pod tlemi. Njihova moč se giblje od 15 do 100 kWh.

Neverjetna zavorna funkcija električnega vozila

Morda še ne veste, toda vožnja z električnim avtomobilom vam omogoča proizvodnjo električne energije! Proizvajalci avtomobilov so svoja električna vozila obdarili s "supermoči": ko vašemu motorju zmanjka elektrike (na primer, ko nogo dvignete s stopalke za plin ali ko zavirate), to stori! Ta energija gre naravnost v vašo baterijo.

Vsa sodobna električna vozila imajo več načinov, ki svojim voznikom omogočajo izbiro ene ali druge moči regenerativnega zaviranja.

Kako napolnite te nove zelene avtomobile?

Ali živite v majhni hiši? V tem primeru lahko avto napolnite kar doma.

Napolnite svoj avto doma

Za polnjenje avtomobila doma vzemite kabel, ki je bil prodan skupaj z avtomobilom, in ga priključite v standardno električno vtičnico. Tisti, s katerega ste vajeni polniti svoj pametni telefon, bo prišel! Vendar se zavedajte možne nevarnosti pregrevanja. Amperaža je pogosto omejena na 8 ali 10 A, da se izognemo morebitnim nesrečam. Poleg tega, če potrebujete polno polnjenje, da lahko vaš mali EV deluje, je najbolje, da načrtujete, da se vklopi ponoči. To je zato, ker manjši tok povzroči daljše čase polnjenja.

Druga rešitev: namestite stensko škatlo. Stane med 500 € in 1200 €, lahko pa zahtevate 30 % davčni dobropis. Dobili boste hitrejše polnjenje in višji tok (približno 16A).

Napolnite svoj avto na javnem terminalu

Če živite v stanovanju, ne morete priklopiti avtomobila doma ali potujete, lahko svoj avto priključite na javno polnilno postajo. Vse to boste našli v specializiranih aplikacijah ali na internetu. Vnaprej se zavedajte, da boste morda potrebovali kartico za dostop do kioska, ki jo je izdala blagovna znamka ali skupnost, ki je namestila zadevni kiosk.

Prenesena moč in s tem čas polnjenja se razlikujeta tudi glede na različne naprave.

Ali lahko električni modeli odpovejo?

Ta bolj zelena vozila imajo tudi prednost, da se manj lomi. Logično je, saj imajo manj komponent!

Vendar pa lahko pri teh vozilih pride do izpada električne energije. Dejansko, kar zadeva bencinska ali dizelska vozila, če ne pričakujete dovolj "goriva" v "cisterni", vaš avto ne bo mogel naprej!

Vaše popolnoma električno vozilo vam bo poslalo opozorilno sporočilo, ko bo nivo baterije še posebej nizek. Vedite, da vam ostane od 5 do 10 % vaše energije! Opozorila se prikažejo na armaturni plošči ali osrednjem zaslonu.

Bodite prepričani, da boste (ni nujno) na robu zapuščene ceste. Ta čista vozila vas lahko prepeljejo od 20 do 50 km – čas je, da pridete do polnilne postaje.

Po tej razdalji vaš avto zmanjša moč motorja in čutiti bi morali postopni pojemek. Če nadaljujete z vožnjo, boste videli druga opozorila. Nato se aktivira način Želva, ko je vaš avto res zadihan. Vaša najvišja hitrost ne bo presegla desetih kilometrov, in če (res) ne želite biti na robu samotne ceste, boste zagotovo morali parkirati ali napolniti baterijo.

Koliko stane polnjenje električnega vozila?

Stroški dopolnitve so odvisni od več dejavnikov. Upoštevajte, da vas bo polnjenje vašega avtomobila doma stalo manj kot polnjenje na javnem terminalu. Vzemite za primer Renault Zoé. Polnjenje v Evropi bo stalo okoli 3,71 evra oziroma le 4 cente na kilometer!

Z javnim terminalom pričakujte približno 6 € za prevoz 100 km.

Prav tako boste našli brezplačne terminale 22 kW za določeno obdobje, preden postanejo plačljivi.

Najdražje so nedvomno postaje za "hitro polnjenje". To je posledica dejstva, da zahtevajo veliko energije in to zahteva določeno infrastrukturo. Če nadaljujemo z našim primerom Renault Zoé, vas bo 100 km avtonomije stalo 10,15 €.

Končno, vedite, da vas bo električni avtomobil na splošno stal manj kot dizelska lokomotiva. V povprečju stane 10 evrov za prevoz na 100 km.