Kako radi električni automobil?

Zaboravite klipove, mjenjače i kaiševe: električni automobil ih nema. Ovi automobili rade mnogo lakše od automobila na dizel ili benzin. Automobile-Propre detaljno objašnjava njihovu mehaniku.

Po izgledu, električni automobil je sličan svakom drugom vozilu. Morate pogledati ispod haube, ali i ispod poda, da vidite razlike. Umjesto motora s unutrašnjim sagorijevanjem koji koristi toplinu kao energiju, on koristi električnu energiju. Da bismo razumjeli korak po korak kako električni automobil radi, pratit ćemo put električne energije od javne mreže do točka.

Punjenje

Sve počinje punjenjem. Za punjenje gorivom, vozilo mora biti uključeno u utičnicu, zidnu kutiju ili stanicu za punjenje. Povezivanje se vrši kablom sa odgovarajućim konektorima. Ima ih nekoliko, koji odgovaraju željenom načinu punjenja. Za punjenje kod kuće, na poslu ili na malim javnim terminalima obično koristite vlastiti kabel tipa 2. Na brzo odvojive terminale je priključen kabl koji zadovoljava dva standarda: evropski "Combo CCS" i "Chademo" japanski. U početku može izgledati zastrašujuće, ali u stvarnosti, kako se naviknete, biće vam lakše. Ne postoji rizik od greške: konektori imaju različite oblike i stoga se ne mogu umetnuti u pogrešan utor.

Jednom spojena, naizmjenična električna struja (AC) koja kruži u distributivnoj mreži teče kroz kabel koji je spojen na vozilo. On obavlja niz provjera putem svog kompjutera na vozilu. Konkretno, osigurava da je struja dobrog kvaliteta, da je ispravno podešena i da je faza uzemljenja dovoljna da osigura sigurno punjenje. Ako je sve u redu, automobil propušta struju kroz prvi ugrađeni element: pretvarač, koji se naziva i „punjač na vozilu“.

Renault Zoé Combo CCS standardni priključak za punjenje.

Pretvarač

Ovo tijelo pretvara naizmjeničnu struju mreže u jednosmjernu (DC). Zaista, baterije pohranjuju energiju samo u obliku jednosmjerne struje. Da bi se izbjegao ovaj korak i ubrzalo punjenje, neki terminali sami pretvaraju električnu energiju za napajanje istosmjernom strujom direktno u bateriju. To su takozvane "brze" i "ultra-brze" DC stanice za punjenje, slične onima koje se nalaze na stanicama autocesta. Ovi vrlo skupi i glomazni terminali nisu dizajnirani za ugradnju u privatnu kuću.

Baterija

U bateriji se struja distribuira unutar njenih sastavnih elemenata. Dolaze u obliku malih gomila ili džepova koji su skupljeni. Količina energije koju pohranjuje baterija izražena je u kilovat-satima (kWh), što je ekvivalentno "litri" rezervoara za gorivo. Protok ili snaga električne energije se izražava u kilovatima "kW". Proizvođači mogu prijaviti "upotrebljivi" kapacitet i/ili "nominalni" kapacitet. Prilično je jednostavno: upotrebljivi kapacitet je količina energije koju vozilo stvarno koristi. Razlika između korisnog i nominalnog daje prostor za glavu za produženje trajanja baterije.

Primjer za razumijevanje: Baterija od 50 kWh koja se puni sa 10 kW može se napuniti za oko 5 sati. Zašto "okolo"? Pošto je iznad 80%, baterije će automatski usporiti brzinu punjenja. Poput boce vode koju punite iz slavine, morate smanjiti protok kako biste izbjegli prskanje.

Struja akumulirana u bateriji se zatim šalje jednom ili više elektromotora. Rotaciju vrši rotor motora pod utjecajem magnetskog polja stvorenog u statoru (statička zavojnica motora). Prije nego što dođe do kotača, kretanje obično prolazi kroz mjenjač s fiksnim omjerom prijenosa kako bi se optimizirala brzina rotacije.

Prijenos infekcije

Dakle, električno vozilo nema mjenjač. To nije potrebno, jer elektromotor može bez problema raditi pri brzinama do nekoliko desetina hiljada okretaja u minuti. Rotira se direktno, za razliku od toplotnog motora, koji mora da pretvara linearno kretanje klipova u kružno kretanje kroz radilicu. Logično je da električni automobil ima mnogo manje pokretnih dijelova od dizel lokomotive. Ne zahtijeva motorno ulje, nema zupčasti remen i stoga zahtijeva mnogo manje održavanja.

Regenerativno kočenje

Još jedna prednost vozila na baterije je ta što mogu proizvesti električnu energiju. To se zove "regenerativno kočenje" ili "B režim". Zaista, kada se električni motor rotira "u vakuumu" bez napajanja strujom, on je proizvodi. Ovo se dešava svaki put kada skinete nogu sa pedale gasa ili kočnice. Na ovaj način, obnovljena energija se direktno ubrizgava u bateriju.

Najnoviji modeli električnih vozila nude čak i načine za odabir snage ove regenerativne kočnice. U maksimalnom režimu, snažno koči automobil bez opterećenja diskova i pločica, a istovremeno štedi nekoliko kilometara rezerve snage. U dizel lokomotivama, ova energija se jednostavno troši i ubrzava trošenje kočionog sistema.

Instrument tabla električnog vozila često ima mjerač koji pokazuje snagu regenerativnog kočenja.

Breakdown

Stoga su tehnički kvarovi električnih vozila rjeđi. Međutim, može se dogoditi da ostanete bez energije nakon lošeg čekanja vozača, kao u automobilu na benzin ili dizel. U tom slučaju, vozilo unaprijed upozorava da je nivo baterije nizak, obično 5 do 10% preostalog. Jedna ili više poruka se prikazuju na kontrolnoj tabli ili središnjem ekranu i upozoravaju korisnika.

Ovisno o modelu, možete voziti nekoliko desetina dodatnih kilometara do mjesta punjenja. Snaga motora je ponekad ograničena kako bi se smanjila potrošnja i time proširio raspon. Osim toga, automatski se aktivira "režim kornjače": automobil postepeno usporava do potpunog zaustavljanja. Signali na komandnoj tabli pozivaju vozača da pronađe mjesto za zaustavljanje dok čeka šlep kamion.

Mala lekcija iz mehanike na električnom automobilu

Da biste olakšali stvari, recite sebi da umjesto toplotnog motora, vaš automobil ima električni motor. Ovaj izvor energije nalazi se u bateriji.

Možda ste primijetili da električno vozilo nema kvačilo. Osim toga, vozač treba samo da pritisne papučicu gasa da bi dobio konstantnu struju. Djelovanjem pretvarača jednosmjerna struja se pretvara u naizmjeničnu. To je također ono što stvara elektromagnetno polje kroz pokretni bakarni namotaj vašeg motora.

Vaš motor sadrži jedan ili više fiksnih magneta. Oni suprotstavljaju svoje magnetsko polje polju zavojnice, koje ih pokreće i pokreće motor.

Upućeni vozači su možda primijetili da nema ni mjenjača. Kod električnog vozila to je osovina motora, koja bez posrednika uključuje osovine pogonskih točkova. Dakle, automobilu nisu potrebni klipovi.

Konačno, kako bi svi ovi "uređaji" bili savršeno sinhronizovani jedni s drugima, on-board kompjuter provjerava i modulira razvijenu snagu. Stoga, ovisno o situaciji, motor vašeg automobila prilagođava svoju snagu u skladu s omjerom okretaja u minuti. Ovo je često manje nego kod vozila sa unutrašnjim sagorevanjem.

Punjenje: odakle sve počinje

Da bi vaš automobil mogao da vozi vaš automobil, potrebno je da ga uključite u utičnicu ili stanicu za punjenje. To se može učiniti pomoću kabela s odgovarajućim konektorima. Postoje različiti modeli koji odgovaraju različitim načinima punjenja. Ako želite da pronađete svoj novi automobil kod kuće, na poslu ili na javnim stanicama za punjenje, trebat će vam konektor tipa 2. Koristite “Combo CCS” ili “Chedemo” kabel za korištenje brzih terminala.

Tokom punjenja, kroz kabel teče naizmjenična električna struja. Vaš automobil prolazi kroz nekoliko provjera:

• Potrebna vam je visokokvalitetna i dobro podešena struja;
• Uzemljenje mora osigurati sigurno punjenje.

Nakon provjere ove dvije točke, automobil daje dozvolu da struja teče kroz pretvarač.

Važna uloga pretvarača u priključnom vozilu

Pretvarač "pretvara" naizmjeničnu struju koja teče kroz terminal u jednosmjernu struju. Ovaj korak je neophodan jer EV baterije mogu pohraniti samo jednosmjernu struju. Međutim, imajte na umu da možete pronaći terminale koji direktno pretvaraju AC u DC. Oni šalju svoj "proizvod" direktno na akumulator vašeg vozila. Ove stanice za punjenje omogućavaju brzo ili super brzo punjenje, ovisno o modelu. S druge strane, ako biste se opremili ovim terminalima za punjenje vašeg novog električnog automobila, znajte da su vrlo skupi i impresivni, te se stoga postavljaju, u svakom slučaju, trenutno samo na javnim mjestima (npr. na primjer, područja za rekreaciju na autoputevima).

Dva tipa motora električnih automobila

Električno vozilo može biti opremljeno sa dvije vrste motora: sinhroni motor ili asinhroni motor.

Asinhroni motor stvara magnetno polje kada se rotira. Da bi to učinio, oslanja se na stator koji prima struju. U ovom slučaju rotor se stalno okreće. Asinhroni motor se uglavnom ugrađuje u vozila koja putuju na duga putovanja i kreću se velikim brzinama.

U indukcijskom motoru sam rotor preuzima ulogu elektromagneta. Stoga aktivno stvara magnetsko polje. Brzina rotora ovisi o frekvenciji struje koju prima motor. Idealan je tip motora za gradsku vožnju, česta zaustavljanja i spora pokretanja.

Baterija, napajanje električnog vozila

Baterija ne sadrži nekoliko litara benzina, već kilovat-sati (kWh). Potrošnja koju baterija može da obezbedi izražena je u kilovatima (kW).

Baterija svih električnih vozila sastoji se od hiljada ćelija. Kada struja prođe kroz njih, raspoređuje se između ovih hiljada komponenti. Da biste dobili konkretniju ideju o ovim ćelijama, zamislite ih kao hrpe ili džepove koji su međusobno povezani.

Jednom kada struja prođe kroz baterije u bateriji, šalje se do elektromotora vašeg automobila. U ovoj fazi, stator vidi generirano magnetno polje. Potonji pokreće rotor motora. Za razliku od toplotnog motora, on štampa svoje kretanje na točkovima. U zavisnosti od modela automobila, može prenijeti svoje kretanje na točkove preko mjenjača. Ima samo jedan izvještaj, što povećava njegovu brzinu rotacije. On je taj koji pronalazi najbolji omjer između obrtnog momenta i brzine rotacije. Dobro je znati: brzina rotora direktno ovisi o frekvenciji struje koja teče kroz motor.

Za informacije, imajte na umu da nove punjive baterije koriste litijum. Domet električnog vozila kreće se u prosjeku od 150 do 200 km. Nove baterije (litijum-vazdušni, litijum-sumporne itd.) značajno će povećati kapacitet baterija ovih vozila u narednih nekoliko godina.

Kako promijeniti izgled svog električnog automobila bez mjenjača?

Ovaj tip vozila ima motor koji može da se okreće nekoliko desetina hiljada obrtaja u minuti! Stoga vam nije potreban mjenjač da biste promijenili brzinu krstarenja.

Motor potpuno električnog vozila prenosi rotaciju direktno na točkove.

Šta treba zapamtiti o litijum-jonskoj bateriji?

Ako ozbiljno razmišljate o kupovini električnog vozila, evo nekoliko važnih informacija o litijum-jonskim baterijama.

Jedna od prednosti ove baterije je niska stopa samopražnjenja. Konkretno, to znači da ako ne koristite svoj automobil godinu dana, on će izgubiti manje od 10% svoje nosivosti.

Još jedna značajna prednost: ovaj tip baterije praktički ne zahtijeva održavanje. S druge strane, mora biti sistematski opremljen zaštitnim i regulacionim krugom, BMS.

Vrijeme punjenja baterije može varirati ovisno o modelu i marki vašeg vozila. Dakle, da biste saznali koliko dugo će vaš automobil ostati uključen, pogledajte njegovu gustinu baterije i način punjenja koji odaberete. Punjenje će trajati otprilike 10 sati. Planirajte unaprijed i očekujte!

Ako ne želite ili nemate vremena za planiranje unaprijed, povežite svoj automobil na stanicu za punjenje ili zidnu kutiju: vrijeme punjenja će se prepoloviti!

Još jedna alternativa za one koji su u žurbi: odlučite se za "brzo punjenje" preko punog punjenja: vaš automobil će se napuniti do 80% za samo 30 minuta!

Dobro je znati: u većini slučajeva akumulatori automobila se nalaze ispod poda. Njihova snaga se kreće od 15 do 100 kWh.

Nevjerovatna karakteristika kočenja električnog vozila

Možda to još niste znali, ali vožnja električnog automobila vam omogućava da proizvodite električnu energiju! Proizvođači automobila su svoja električna vozila obdarili "supermoći": kada vam motor ostane bez struje (na primjer, kada vam je noga podignuta s papučice gasa ili kada kočite), to radi! Ova energija ide direktno u vašu bateriju.

Sva moderna električna vozila imaju nekoliko načina rada koji omogućavaju njihovim vozačima da izaberu jednu ili drugu snagu regenerativnog kočenja.

Kako puniti ove nove zelene automobile?

Živite li u maloj kući? U tom slučaju možete puniti automobil kod kuće.

Napunite auto kod kuće

Za punjenje automobila kod kuće, uzmite kabel koji ste prodali uz automobil i uključite ga u standardnu ​​utičnicu. Ona s kojom ste navikli da punite svoj pametni telefon će biti dovoljna! Međutim, budite svjesni potencijalnog rizika od pregrijavanja. Amperaža je često ograničena na 8 ili 10 A kako bi se izbjegle nesreće. Osim toga, ako vam je potrebno potpuno punjenje da bi vaš mali EV radio, najbolje je zakazati njegovo paljenje noću. To je zato što manja struja rezultira dužim vremenom punjenja.

Drugo rješenje: instalirajte zidnu kutiju. Košta između 500 € i 1200 €, ali možete zatražiti poreski kredit od 30%. Dobićete brže punjenje i veću struju (približno 16A).

Napunite automobil na javnom terminalu

Ako živite u stanu, ne možete spojiti automobil kod kuće ili putujete, možete spojiti svoj automobil na javnu stanicu za punjenje. Sve ćete to pronaći u specijalizovanim aplikacijama ili na internetu. Znajte unaprijed da će vam možda trebati kartica za pristup kiosku koju je izdala marka ili zajednica koja je instalirala dotični kiosk.

Prenesena snaga, a time i vrijeme punjenja također se razlikuju ovisno o različitim uređajima.

Mogu li električni modeli pokvariti?

Ova ekološka vozila takođe imaju prednost što je manje lomljenja. Logično je, jer imaju manje komponenti!

Međutim, kod ovih vozila može doći do nestanka struje. Zaista, što se benzinskih ili dizel vozila tiče, ako ne očekujete dovoljno "goriva" u svom "rezervoaru", vaš automobil neće moći da krene naprijed!

Vaše potpuno električno vozilo će vam poslati poruku upozorenja kada nivo baterije postane posebno nizak. Znajte da vam je ostalo 5 do 10% vaše energije! Upozorenja se pojavljuju na kontrolnoj tabli ili središnjem ekranu.

Budite sigurni da ćete (ne nužno) biti na rubu puste ceste. Ova čista vozila mogu vas prevesti bilo gdje od 20 do 50 km - vrijeme je da stignete do mjesta punjenja.

Nakon ove udaljenosti, vaš automobil smanjuje snagu motora i trebali biste osjetiti postepeno usporavanje. Ako nastavite da vozite, vidjet ćete druga upozorenja. Tada se aktivira režim Kornjača kada je vaš automobil zaista bez daha. Vaša najveća brzina neće prelaziti deset kilometara, a ako (zaista) ne želite biti na rubu usamljene ceste, svakako ćete morati parkirati ili napuniti bateriju.

Koliko košta punjenje električnog vozila?

Trošak dopune zavisi od nekoliko faktora. Imajte na umu da će vas punjenje automobila kod kuće koštati manje od punjenja na javnom terminalu. Uzmimo za primjer Renault Zoé. Punjenje u Evropi koštaće oko 3,71 evra, odnosno samo 4 centa po kilometru!

Sa javnim terminalom, očekujte oko 6 € za prelazak 100 km.

Također ćete pronaći terminale od 22 kW besplatno u određenom vremenskom periodu prije nego što postanu plaćeni.

Najskuplje su nesumnjivo stanice za “brzo punjenje”. To je zbog činjenice da im je potrebna velika snaga i za to je potrebna određena infrastruktura. Ako nastavimo s našim primjerom Renault Zoé, 100 km autonomije koštat će vas 10,15 €.

Konačno, znajte da će vas električni automobil koštati manje od dizel lokomotive. U prosjeku košta 10 eura za 100 km.