I en tidigare artikel diskuterade vi vad var delarna av en bilförbränningsmotor. Nu är det dags att göra detsamma men med elfordon (EV), dvs. vi presenterar delarna av en elmotor. På så sätt kommer du att veta lite närmare vad som är insidan av en motor av denna typ och vad som får den att fungera.
Kom ihåg att dessa elfordon har förvandlats i nuet och framtiden, men det finns andra alternativ som kan vara ännu mer miljövänliga att den här typen av elektrisk rörlighet. Men hur som helst, vi lever med dem och du bör känna till dem:
Delar av plattformen på ett elfordon
En av de största skillnaderna jämfört med förbränningsfordon i elfordon är just under huven. bilen, och även i underredet, eftersom i elbilar är batterierna fördelade under bilens passagerarutrymme för att bättre fördela vikten.
Du bör också veta att med dessa elfordon behöver du inte den konventionella motorn och transmissionen som vi ser i alternativa förbränningsfordon. Dock, i de elektriska finner vi flera delar som inte finns i förbränningsmaskinerna och som är avgörande för driften av dessa fordon. Så låt oss titta på dessa delar:
Elektrisk motor
El elektrisk motor Det är den som omvandlar den elektriska energin som kommer från batteriet, eller från andra enheter, till kinetisk energi för att kunna flytta hjulen och flytta fordonet. Dessa motorer är ganska konventionella, som de som finns i andra hushållsapparater, men större och kraftfullare, och det finns vanligtvis flera, istället för en enda centralmotor som i fallet med förbränningsmotorer.
Dessa motorer gör praktiskt taget inte ljud, och vibrationerna är nästan obefintliga, så de ger högre komfort och mindre buller. Dessutom avger dessa motorer inga gaser av något slag, och drivlinan i dessa elfordon är mindre, vilket ger extra utrymme som kan användas för olika ändamål, som att bygga ut kabinen, en bagageutrymme eller mer förvaringsutrymme, etc.
Vi ska heller inte glömma att dessa fordon vanligtvis också har vad som kallas regenerativ broms, det vill säga något som liknar KERS i F1 eller MGU-K, även om det är ett koncept som har använts i tåg i många år. Det handlar om att få dessa motorer också att fungera som elektriska generatorer. Du vet redan att motorer är reversibla, om du applicerar energi på dem kan de rotera och om du får dem att rotera kan de producera energi. På så sätt, när du saktar ner eller bromsar, kan de hjälpa till att bromsa och omvandla den energin till elektricitet för att lagra i batteriet för framtida användning.
Slutligen måste det sägas att elmotorerna i dessa fordon kan vara av två typer, DC- eller likströmsmotorer och AC- eller växelströmsmotorer. Skillnaden mellan de två är naturligtvis vilken typ av ström de använder för att fungera. Om du undrar över vad du bör ta hänsyn till mellan båda begreppen, sammanfattar jag här de viktigaste:
- DC-motorer arbetar från likström, AC-motorer arbetar från växelström.
- DC-motorer reglerar rotationshastigheten genom frekvensomriktare, medan AC-motorer använder spänning som ett sätt att öka hastigheten.
- I likströmsmotorer beror motorvridmomentet på rotationsfältet, medan i växelströmsmotorer är motorvridmomentet proportionellt mot induktorströmmen och induktorns magnetfälts flöde.
- I DC-motorer har man ett mycket starkare startmoment, i AC-motorer är det mjukare.
- De grundläggande delarna av en DC-motor är statorn och rotorn, medan vi i AC-motorer har ankaret, induktorn och kollektorn.
- DC-motorer är billigare att tillverka än AC-motorer.
- Även om DC-motorer kan ge större noggrannhet, kan AC-motorer vara bättre för tyngre jobb.
reducering / transmission
Liksom transmissionen av förbränningsmotorer behöver elektriska också någon mekanism för att överföra mekanisk kraft till hjulen när det behövs eller för att koppla ur den. Fördelen är att de inte kräver flerväxlade transmissioner utan är mer kontinuerliga i den meningen. Men du kommer att se en enhet som kallas reduktor.
Och det är att dessa CC/AC-motorer har ett varvtal mycket högre än de som genereras av förbränningsmotorer, så det måste ha något att sänk dessa varvtal till de som är mer lämpade för drivlinan. Detta görs vanligtvis med en serie reduktionsväxlar.
dragbatterier
La batteri (även känt som EVB) Det är en annan av de väsentliga komponenterna i ett elfordon, eftersom det fungerar som en "bränsletank" för att leverera den nödvändiga energin till motorerna (och även lagrar den om den har ett energiåtervinningssystem, såsom regenerativ bromsning). Dessa batterier kan vara av olika slag, till exempel de som är baserade på litium, även om det också finns vissa fordon som använder andra typer.
De stannar i mitten av bilen, under kupén. Det är en ren fråga om att centrera vikterna på dessa element för att skapa en bil med en så stabil fordonsdynamik som möjligt. Tänk på att dessa batterier vanligtvis är ganska tunga, ännu mer om vi anser att elfordon behöver en stor mängd energi för att fungera i höga hastigheter och har en stor räckvidd på hundratals kilometer.
Som med andra batterier för mobila eller bärbara enheter, bland annat batteridriven utrustning, dessa tenderar att försämras över tid. De tål bara ett visst antal laddningscykler. Från det ögonblicket kommer kapaciteten på dessa batterier att minska, så att autonomin kommer att hålla mindre och mindre, tills enheten måste bytas ut.
som du borde veta, energilagringskapacitet kan mätas i kWh eller Ah. Detta anger hur många watt den kan leverera under en timme, eller hur många ampere den kan leverera till motorerna under en timme. Föreställ dig till exempel ett 80 kWh batteri, i det här fallet skulle det kunna ge 80.000 160.000 watt under en timme, eller vad som är samma sak, 40.000 2 watt på en halvtimme, eller kanske XNUMX XNUMX watt i XNUMX timmar... det vill säga beroende på efterfrågan kan de hålla mer eller mindre.
Du kanske tror att om högre kapacitet batterier kan ha större autonomi och ger en större mängd energi, är det idealiska att montera batterierna med högre kapacitet i elfordonet. Å andra sidan är detta inte fallet, eftersom det innebär att lägga till mer vikt och volym till fordonet. Av denna anledning måste en kompromiss eller balans hittas mellan kapacitet och vikt-volym. Mindre, lättare batterier kan vara perfekta för stadskörning, medan större kan vara lämpliga för fordon som reser längre sträckor.
EPCU Electric Power Control Unit
EPCU eller Electric Power Control Unit Det är en enhet som huvudsakligen övervakar cellens laddnings-/urladdningsstatus, men när den upptäcker något fel justerar den automatiskt det genom en relämekanism, för att öppna eller stänga andra kretsar.
EPCU:n är ansvarig för att kontrollera flödet av elektrisk kraft till fordonet och inkluderar även en växelriktare, en lågspännings DC-DC-omvandlare (LDC), BMS och en fordonskontrollenhet (VCU). Således övervakar han nästan alla kontrollmekanismer fordonskraft, såsom motorer, regenerativ bromsning, lasthantering och strömförsörjning för alla elektroniska system.
BMS
El BMS (Battery Management System), eller batterihanteringssystem, är en elektronisk enhet som tjänar till att hantera battericellerna, så att de alla kan fungera tillsammans som om de bara vore en. Tänk på att batterier kan ha tiotusentals celler, och för att optimera hållbarhet och prestanda måste de hanteras väl av detta system.
investerar
El investerar Det är ett element som kan omvandla likström från batteriet till växelström, som sedan kommer att användas för växelströmsmotorer och på så sätt styra deras hastighet för acceleration och retardation. I de fall där DC-motorer används är detta steg inte nödvändigt.
Dessutom investeraren den kan också omvandla växelström som genereras under regenerativ bromsning till likström för att ladda batterierna.
Förresten, vi måste skilja växelriktaren från integrerad laddare (OBC) eller även känd som skeppslastare. OBC används för att konvertera AC från traditionella långsamma laddare från hushållsuttag till DC. Detta kan få det att se ut som växelriktarfunktionen, men medan växelriktaren är till för acceleration/retardation och OCB är till för att ladda batterierna i plug-ins (ej nödvändigt vid snabbladdning, eftersom snabbladdare redan levererar DC direkt).
LDC
Förväxla inte växelriktaren med LDC eller lågspänning DC-DC-omvandlare. Medan växelriktaren arbetar med hög spänning, fungerar den här andra enheten med låg spänning. Den kan omvandla den högspänningsel som kommer från fordonets batterier till en lågspänning på 12V. Således kan den leverera ström till olika elektroniska hjälpsystem i fordonet, såsom 12v-uttaget eller cigarettändaren, lamporna, elektroniken som ingår i fordonet, etc. Observera att traktionsbatteripaketet ger en konstant spänning. Men olika fordonskomponenter har olika krav.
VCU
Det är styrenheten för dessa fordon, det vill säga som ECU som vi redan har pratat om tidigare i den här bloggen. I grund och botten är det ett styrsystem för alla delsystem i fordonet.
termiskt system
Källa: CFD Flow Engineering
Beträffande termiskt system, här måste vi skilja mellan två olika system:
- Kylsystem: Det är värmehanteringssystemet som fungerar när driftstemperaturerna för elfordonets huvudkomponenter är för höga, såsom elmotorn, styrenheten, batterierna etc. Han använder ofta kombinerade lösningar baserade på termoelektrisk kylning, forcerad luftkylning och vätskekylning.
- Batterivärmesystem: Det är ett system som sätter batterierna på en mer lämplig driftstemperatur när de har mycket låga temperaturer, eftersom vid låga temperaturer sjunker kapaciteten och laddningshastigheten. Värmaren undviker därför säsongsbetonade prestandaproblem och gör belastningar mer effektiva.
Laddar port
El lastningsport, som namnet antyder, är kontakten där fordonets laddare är ansluten för att ladda batterierna. Det vill säga uttaget genom vilket DC-strömförsörjningen kommer in i battericellerna så att de laddas. I allmänhet är denna port belägen i det bakre området av fordonet, där de hade bränsleinloppet för att tanka, medan det i andra modeller är framtill.
hjälpbatterier
Slutligen kan det också finnas hjälpbatterier, som är källan till elektrisk kraft för andra tillbehör till elfordon. Det kan till exempel få vissa system att fungera även när bilen inte är igång, eller undvika det spänningsfall som uppstår vid start av motorn som kan påverka elsystemet osv.