Все чаще автопроизводители презентуют новинки на электрической тяге – предвестники перехода в недалеком будущем от привычных автомобилей с двигателями внутреннего сгорания (ДВС) к более совершенным и практичным, но менее знакомым отечественному автомобилисту транспортным средствам. Устройство электромобиля за последние годы претерпело существенные усовершенствования, позволившие ему выйти в серийное производство и даже отличиться рядом преимуществ перед автомобилями с ДВС. Чтобы разобраться в особенностях работы транспорта с другим типом «сердца», необходимо рассмотреть его начинку.
Что представляет собой автомобиль на электротяге
По внешнему виду конструкции кузова и салона, грузоподъемности, а также удобству и безопасности использования электромобиль ничем не отличается от привычных нам автомобилей, над дизайном и функционалом которых более столетия работали лучшие инженеры-конструкторы и энтузиасты всего мира. Главная особенность данной ветви транспорта заключается в использовании электрического двигателя, благодаря чему подкапотное пространство подверглось серьёзным изменениям.
Высокая эффективность электропривода позволила упростить и даже отказаться от множества традиционных узлов и агрегатов, облегчить конструкцию и сделать ее более приятной в эксплуатации.
Снижение веса, плавность работы и отсутствие ударных нагрузок делает представителей транспорта будущего максимально надежными, уменьшает затраты не только на передвижение, но и на обслуживание.
Узнайте больше о том, что собой представляет и каким может быть современный электромобиль.
Внутреннее устройство
В сравнении с бензиновым авто электромобиль имеет более простую конструкцию, с минимальным количеством движущихся деталей.
- Для запуска электротяги не требуется стартер, трансмиссия уже не играет настолько важной роли, так как высокий крутящий момент поддерживается на всем диапазоне оборотов движка.
- К охлаждению выдвигаются более низкие требования, ведь непосредственного сжигания топлива не происходит, значит, и выхлопная система отсутствует. Никакого лишнего трения, вредных выхлопов и шума.
Каждый мировой производитель спешит внести свою лепту в разработку электрических ТС, благо, поле деятельности для модернизации и эволюции еще достаточно велико. И если вы присматриваетесь к представленным на рынке предложениям, необходимо для начала разобраться с тем, как устроен электромобиль той или иной модели и в чем они отличаются; это позволит выбрать надежного железного помощника, отвечающего всем вашим требованиям.
Хотя основные составляющие электромобилей общие для большинства экземпляров:
- электродвигатель, один или несколько;
- аккумуляторная батарея;
- упрощенная трансмиссия, ступенчатая или бесступенчатая;
- тяговый инвертор;
- интегрированное зарядное устройство;
- электронный контроллер управления элементами системы.
Особенности кузова
Вопрос, как выглядит электромобиль, может иметь множество ответов. Создатели обычно стараются выделить свои разработки из однотипного потока самоходных бензиновых повозок футуристичным, смелым и даже диковинным дизайном, подчеркнув тем самым принадлежность своего изобретения к будущему.
Правда, существует и масса вполне традиционных машин, которые легко спутать с транспортным средствами на ДВС. Да и сам кузов часто берется без изменений от бензинового “старшего брата”.
Для большей энергоэффективности делается ставка на аэродинамические показатели конструкции электромобиля. Разработчики стараются минимизировать шум и вибрацию отдельных элементов при скоростной езде и на некачественном покрытии, в том числе от встречных порывов ветра.
Сердце электромобиля – какое оно
Для уверенной работы на разных скоростях и в любых условиях к двигателю электротранспорта выдвигаются достаточно высокие требования. На первом месте, конечно, мощность двигателя, исчисляемая обычно от нескольких десятков до сотен киловатт.
Применяются разные типы движков, отличающиеся конструкцией, принципом питания и управления: постоянного тока и переменного, синхронные и асинхронные, коллекторные и бесщеточные.
Но все же, какой бы тип двигателя не применялся, его характеристики, надежность и простота использования вполне превосходят модели, потребляющие бензин, целым рядом преимуществ:
- коэффициент полезного действия (КПД) по отношению к ДВС составляет 90-95 % по сравнению с 22-60 %;
- максимальный крутящий момент достигается на любых оборотах;
- простая конструкция, часто не требующая принудительного охлаждения;
- может работать в режиме рекуперации (генератора);
- отсутствие шума и выхлопа;
- меньшая стоимость обслуживания.
Читайте подробнее, как устроен двигатель для электромобиля.
Нужна ли трансмиссия в транспорте будущего
Коробка передач в электромобиле в привычном смысле практически не применяется: в основном используется упрощенный одноступенчатый редуктор, трансформирующий высокую скорость вращения двигателя в более низкую, необходимую для передачи на ведущие колеса.
Достаточно перспективной разработкой является мотор-колесо, где весь силовой агрегат выполнен в ступице колеса. Данное решение сопровождается проблемой ухудшения управляемости автомобиля за счет увеличения неподрессоренной массы на колесах.
Но с применением легких приводов этих неудобств можно избежать, а небольшую мощность компактных мотор-колес компенсировать установкой двух или даже четырех таких двигателей.
Дополнительные узлы
Бортовая система современных электромобилей обеспечивает слаженную работу всех датчиков и систем, оценивает заряд батареи, давление тормозной системы, селектор переключения передач, положение педалей.
- К основным приборам относится зарядное устройство, позволяющее заряжать аккумуляторную батарею электромобиля от бытовой розетки. Читайте в деталях, как работает зарядное устройство электромобиля.
- Как и в других автомобилях, присутствуют фары и фонари, как правило, максимально энергоэффективные.
- Комфорт могут обеспечивать привычные системы кондиционирования, электрический усилитель руля, аудиосистема и электропакет.
В движении может воспроизводиться звук, имитирующий работу двигателя внутреннего сгорания, – для сообщения другим участникам движения о приближающемся транспортном средстве.
Тяговая батарея и способы ее зарядки
В основном производители используют ячейки литий-ионных аккумуляторов, являющиеся дорогостоящими и имеющими срок службы до 7 лет. Также ведутся работы по внедрению литий-полимерных батарей и суперконденсаторов, которые в скором времени представители многих автогигантов обещают запустить на массовое производство.
В зависимости от выбора аккумуляторов для полной зарядки требуется от 8 до 12 часов, хотя на специальных зарядных станциях получить заряд в 80 % удается всего за полчаса. Больше информации о том, сколько времени заряжается электромобиль.
Кроме того, во многих странах разрабатывается особая инфраструктура специализированных обменных пунктов, на которых можно заменить аккумуляторную батарею на заряженную.
Для подзарядки в дороге некоторых моделей электротранспорта в их конструкции могут присутствовать солнечные батареи.
Задачи контроллера
Электронная система управления преобразовывает постоянное высокое напряжение, выдаваемое аккумуляторной батареей, в необходимое на текущий момент. Контроллер отвечает за энергосбережение, комфорт движения, безопасность водителя и пассажиров.
В функции контроллера входят:
- управление высоким напряжением и токами;
- регулировка крутящего момента и динамики;
- обеспечение оптимального расхода заряда;
- мониторинг состояния батареи;
- управление рекуперацией торможения;
- зарядка дополнительной 12-вольтной батареи бортовой сети.
Возможности печки электромобилей
Если говорить об эксплуатации электромобиля зимой, то здесь дела обстоят несколько иначе, чем в транспорте, сжигающем горючее. Принцип работы печки состоит в нагреве спиралей за счет основного источника энергии – электричества. И хотя все чаще можно слышать об инновационных подходах к подаче тепла и его источниках, но принцип того, как обогревается салон, остается вполне традиционным.
Прицел на экономию вынуждает разработчиков поддерживать и в обогреве максимальную энергоэффективность, что на практике позволяет довести температуру в салоне до комнатной и даже выше всего за несколько минут.
Особым плюсом является качественный подогрев сидений и руля, не требующий много энергии.
Конечно же, печка в электромобилях может существенно снизить дальность пробега. И, как показывает практика многих водителей Nissan Leaf, если летом на одной зарядке удается проехать 150 км, то уже при -2 0С расстояние снизится до 90-110 км. А в -15 0С пробег может составить уже от 40 до 80 км, в зависимости от поддерживаемой температуры и манеры езды.
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.
Каковы перспективы
Рассматривая технические характеристики электромобиля, можно заметить множество преимуществ данного вида транспорта в сравнении с другими типами авто. Электротягу в средствах передвижения начали применять еще за полстолетия до изобретения двигателей внутреннего сгорания. И первые рекорды скорости были поставлены именно машинами на электромоторе.
Если бы не серьёзная зависимость от источников питания, а, следовательно, и ограниченный запас хода электромобиля, возможно, ДВС так и не заняли бы лидирующее место в автомобилестроении на целое столетие.
В РФ эта отрасль индустрии еще в зачаточном состоянии, хотя над выпуском электромобилей достаточно давно начали работать многие отечественные бренды и уже есть такие проекты, как «Ока электро», «Лада Ellada», а также «Лада Веста EV». Но создать действительно народные электрокары российского производителя, тем более без использования импортных деталей, пока не удалось.
И все же последние тенденции и прорывы в области создания аккумулируемых источников питания дают основания утверждать, что дни использования горючего в автомобилях сочтены.
Как работает электромобиль: Видео
Источник: 1electrocar.ru
