У попередній статті ми обговорювали з яких частин складається автомобільний двигун внутрішнього згоряння. Тепер настав час зробити те саме, але з електромобілями (EV), тобто представляємо частини електродвигуна. Таким чином ви дізнаєтеся трохи ближче, що таке нутрощі двигуна цього типу і що дозволяє йому працювати.
Пам’ятайте, що ці електромобілі трансформувалися в сьогоденні та майбутньому є інші альтернативи, які можуть бути ще більш екологічними що цей вид електрична мобільність. Але, як би там не було, ми з ними живемо і ви повинні їх знати:
Частини платформи електромобіля
Одна з найбільших відмінностей електромобілів від двигунів внутрішнього згоряння полягає саме під капотом. автомобіля, і навіть у днищі, оскільки в електромобілів батареї розподіляються під пасажирським салоном автомобіля, щоб краще розподілити вагу.
Крім того, ви повинні знати, що з цими електромобілями вам не потрібні звичайні двигун і трансмісія, які ми бачимо в альтернативних автомобілях внутрішнього згоряння. однак, в електричних ми знаходимо кілька частин які відсутні в тих, що працюють на горінні, і які є життєво важливими для роботи цих транспортних засобів. Отже, давайте розглянемо ці частини:
Електродвигун
El електродвигун Це той, який перетворює електричну енергію, що надходить від батареї або інших агрегатів, у кінетичну енергію, щоб мати можливість рухати колеса та рухати транспортний засіб. Ці двигуни досить звичайні, як ті, що можна знайти в інших побутових приладах, але більші та потужніші, і їх зазвичай декілька, замість одного центрального двигуна, як у випадку з двигунами внутрішнього згоряння.
Ці мотори практично не шумлять, а вібрації практично відсутні, тому вони забезпечують більший комфорт і менший рівень шуму. Крім того, ці двигуни не виділяють жодних газів, а трансмісія цих електромобілів менша, що забезпечує додатковий простір, який можна використовувати для різних цілей, наприклад для розширення кабіни, багажника або більше місця для зберігання речей тощо.
Також не слід забувати, що ці транспортні засоби зазвичай також мають те, що називається рекуперативне гальмо, тобто щось подібне до KERS F1 або MGU-K, хоча це концепція, яка використовується в поїздах протягом багатьох років. Йдеться про те, щоб ці двигуни також діяли як електричні генератори. Ви вже знаєте, що двигуни реверсивні, якщо ви прикладаєте до них енергію, вони можуть обертатися, а якщо ви змушуєте їх обертатися, вони можуть виробляти енергію. Таким чином, коли ви сповільнюєтесь або гальмуєте, вони можуть допомагати гальмувати та перетворювати цю енергію на електрику для зберігання в акумуляторі для майбутнього використання.
Нарешті, необхідно сказати, що електродвигуни цих транспортних засобів можуть бути двох типів, Двигуни постійного або постійного струму, а також двигуни змінного або змінного струму. Різниця між ними, звичайно, полягає в типі струму, який вони використовують для роботи. Якщо вам цікаво, що слід враховувати між обома концепціями, тут я підсумую найважливіші з них:
- Двигуни постійного струму працюють від постійного струму, двигуни змінного струму – від змінного.
- Двигуни постійного струму регулюють швидкість обертання через частотні інвертори, тоді як двигуни змінного струму використовують напругу як спосіб збільшення швидкості.
- У двигунах постійного струму момент двигуна залежить від обертового поля, тоді як у двигунах змінного струму момент двигуна пропорційний струму індуктора та потоку магнітного поля індуктора.
- У двигунах постійного струму ви маєте набагато більший пусковий момент, у двигунах змінного струму він м’якший.
- Основними частинами двигуна постійного струму є статор і ротор, тоді як у двигунах змінного струму є якір, індуктор і колектор.
- Двигуни постійного струму дешевші у виробництві, ніж двигуни змінного струму.
- Хоча двигуни постійного струму можуть забезпечити більшу точність, двигуни змінного струму можуть бути кращими для більш важких робіт.
редуктор / трансмісія
Подібно до трансмісії двигунів внутрішнього згоряння, електричним також потрібен певний механізм для передачі механічної енергії на колеса, коли це необхідно, або для її відключення. Перевагою є те, що вони не вимагають багатошвидкісної трансмісії, але в цьому сенсі вони більш безперервні. Але ви побачите одиницю під назвою редуктор.
І це те, що ці двигуни CC/AC мають частоту обертання набагато вищу, ніж у двигунів внутрішнього згоряння, тому вони повинні мати щось знизити ці оберти до тих, які більше підходять для трансмісії. Зазвичай це робиться серією редукторів.
тягові батареї
La акумулятор (також відомий як EVB) Це ще один із важливих компонентів електромобіля, оскільки він діє як «паливний бак» для постачання необхідної енергії до двигунів (а також зберігає її, якщо він має систему рекуперації енергії, таку як рекуперативне гальмування). Ці батареї можуть бути різних типів, наприклад, на основі літію, хоча є також деякі транспортні засоби, які використовують інші типи.
Вони залишаються в середній частині автомобіля, під салоном. Це суто питання центрування ваги цих елементів, щоб створити автомобіль із максимально стабільною динамікою. Майте на увазі, що ці батареї зазвичай досить важкі, тим більше, якщо врахувати, що електромобілі потребують великої кількості енергії для роботи на високих швидкостях і мають великий запас ходу в сотні кілометрів.
Як і у випадку з іншими акумуляторами для мобільних або портативних пристроїв, серед іншого обладнання з акумуляторним живленням ці мають тенденцію до погіршення через деякий час. Вони витримують лише певну кількість циклів зарядки. З цього моменту ємність цих батарей буде зменшуватися, тому автономність триватиме все менше і менше, поки пристрій не доведеться замінити.
як ви повинні знати, Ємність зберігання енергії може вимірюватися в кВт-год або А-год. Це вказує на те, скільки ват він може постачати протягом години або скільки ампер він може подавати на двигуни протягом години. Наприклад, уявіть батарею на 80 кВт/год, у цьому випадку вона може забезпечити 80.000 160.000 Вт протягом однієї години, або, що те ж саме, 40.000 2 Вт за півгодини, або, можливо, XNUMX XNUMX Вт протягом XNUMX годин... тобто залежно від попиту, вони можуть тривати більше або менше.
Ви можете подумати, що батареї більшої ємності можуть мати більша автономія і забезпечують більшу кількість енергії, ідеальним буде встановлення в електромобіль акумуляторів більшої ємності. З іншого боку, це не так, оскільки це означає збільшення ваги та об’єму автомобіля. З цієї причини необхідно знайти компроміс або баланс між місткістю та вагою-об’ємом. Менші та легші батареї можуть бути ідеальними для міської їзди, тоді як більші можуть підійти для транспортних засобів, які подорожують на великі відстані.
Блок керування електричною потужністю EPCU
EPCU або блок керування електричною потужністю Це пристрій, який в основному контролює стан заряду/розряду елемента, але коли він виявляє щось не так, він автоматично регулює це за допомогою механізму реле, щоб розмикати або замикати інші ланцюги.
EPCU відповідає за керування потоком електроенергії до автомобіля, а також включає в себе інвертор, низьковольтний перетворювач постійного струму (LDC), BMS і блок керування транспортним засобом (VCU). При цьому він контролює майже все механізми контролю потужність транспортного засобу, наприклад двигуни, рекуперативне гальмування, керування навантаженням і джерело живлення для всіх електронних систем.
BMS
El BMS (Battery Management System), або система управління акумулятором, це електронний пристрій, який служить для керування елементами батареї, щоб усі вони могли працювати разом, ніби вони були лише одним. Майте на увазі, що батареї можуть мати десятки тисяч елементів, і для оптимізації довговічності та продуктивності ця система має добре керувати ними.
Інвестор
El інвестора Це елемент, здатний перетворювати постійний струм від батареї в змінний, який потім буде використовуватися для двигунів змінного струму, таким чином контролюючи їх швидкість для прискорення та уповільнення. У випадках, коли використовуються двигуни постійного струму, цей крок не буде необхідним.
Крім того, інвестор він також може перетворювати змінний струм, що генерується під час рекуперативного гальмування, у постійний щоб зарядити акумулятори.
До речі, треба відрізняти інвертор від вбудований зарядний пристрій (OBC) або, також відомий як судновантажник. OBC використовується для перетворення змінного струму від традиційних повільних зарядних пристроїв від побутових розеток на постійний. Це може виглядати як функція інвертора, але тоді як інвертор призначений для прискорення/уповільнення, а OCB — для заряджання акумуляторів у плагінах (не обов’язково для швидкого заряджання, оскільки швидкі зарядні пристрої вже живлять постійний струм напряму).
LDC
Не плутайте інвертор з LDC або низьковольтний DC-DC перетворювач. У той час як інвертор працює з високою напругою, цей інший пристрій працює з низькою напругою. Він здатний перетворювати електрику високої напруги, що надходить від акумуляторів автомобіля, на низьку напругу 12 В. Таким чином, він може подавати живлення на різні допоміжні електронні системи транспортного засобу, такі як розетка 12 В або прикурювач, освітлення, електроніка, вбудована в транспортний засіб, тощо. Зверніть увагу, що тяговий акумулятор забезпечує постійну напругу. Але різні компоненти транспортного засобу мають різні вимоги.
ВКУ
Він є блоком управління для цих автомобілів, тобто як ECU про які ми вже говорили раніше в цьому блозі. В основному це система управління всіма підсистемами автомобіля.
теплова система
Джерело: CFD Flow Engineering
Щодо теплова система, тут ми повинні розрізняти дві різні системи:
- Холодильна система: Це система управління температурою, яка працює, коли робочі температури основних компонентів електромобіля занадто високі, таких як електродвигун, контролер, батареї тощо. Він часто використовує комбіновані рішення на основі термоелектричного охолодження, примусового повітряного охолодження та рідинного охолодження.
- Система опалення на батареях: Це система, яка надає батареям більш прийнятну робочу температуру, коли вони знаходяться при дуже низьких температурах, оскільки при низьких температурах ємність і швидкість заряджання падають. Таким чином обігрівач дозволяє уникнути сезонних проблем із продуктивністю та робить навантаження більш ефективними.
Порт завантаження
El порт завантаження, як випливає з назви, це роз’єм, до якого підключається автомобільний зарядний пристрій для підзарядки акумуляторів. Тобто розетка, через яку джерело живлення постійного струму буде надходити в елементи акумулятора, щоб вони заряджалися. Як правило, цей порт розташований у задній частині транспортного засобу, де вони мали паливний отвір для заправки, тоді як в інших моделях він розташований спереду.
допоміжні батареї
Нарешті, також може бути допоміжні батареї, які є джерелом електроенергії для інших аксесуарів електромобілів. Наприклад, це може змусити деякі системи працювати, навіть коли автомобіль не працює, або уникнути падіння напруги під час запуску двигуна, яке може вплинути на електричну систему тощо.