Kako električni automobil radi / Arhitektura električnih vozila

Kako električni automobil radi od A do Z? Ako je princip mnogo jednostavniji i lakši za razumijevanje od principa toplotnog motora, još uvijek je zanimljivo pogledati metodu(e) detaljnije.

Dakle, počnimo s osnovnom arhitekturom.

Arhitektura električnog vozila

Počnimo s osnovama, odnosno s glavnim elementima koji čine vučni sistem električnog vozila:

Električna kontrola / modulacija protoka

DC / DC pretvarač

Koristi se za pretvaranje visokog napona (330V) iz litijum-jonske baterije u servisnu olovnu bateriju (12V). Dakle 330V >> 12V

Ugrađeni punjač / ispravljač

Konvertuje izmjeničnu struju koja dolazi iz zidne utičnice u istosmjernu struju za napajanje baterije.

Kalkulator / inverter / ispravljač

To je kompjuter za napajanje koji kontroliše mnoge stvari... On kontroliše protok energije zahvaljujući brojnim senzorima koje ima. Na primjer, kada ubrzam, pritisnem senzor (pedalu) koji se zove potenciometar (ovo je isto na modernim automobilima s unutarnjim izgaranjem), kompjuter tada kontrolira protok energije koji će biti poslat motoru prema mom "stepenu ubrzanja" ." ". Isto tako, kada otpustim pedalu, ona će kontrolirati povrat energije tako što će sok koji proizvodi električni motor (dakle reverzibilan) poslati u bateriju dok istovremeno regulira električni protok.

Može generirati talasnu struju pomoću čopera (od baterije do motora) ili čak ispravljati struju (alternativna rekuperacija energije za DC bateriju).

Napuniti? Alternativno i kontinuirano?

Električna vozila mogu se puniti naizmjeničnom ili jednosmjernom strujom.

Naizmjenična struja (kućni i mali punjači)

Kod kuće ćemo se baviti naizmjeničnom strujom koja mora proći kroz unutrašnji ispravljač u automobil: AC/DC. To je ono što ograničava kapacitet punjenja, jer ovaj ispravljač ne može imati veliki kapacitet: cijenu i zapreminu. Tada ćemo biti ograničeni na nešto više od 20 kW za najopremljenije automobile, a općenito ćemo biti oko 10 kW ako imate dobru električnu postavku da se popnete na taj nivo. Uglavnom klasična utičnica isporučuje 2.7kW, iako automobil može podnijeti više (ovdje smo ograničeni onim što električna utičnica pruža na nivou ampera).

Na primjer, na modelu 3 će biti spojen na kuću utikačem tipa 2, jer je AC. Dakle, unutrašnji pretvarač je u stanju da apsorbuje prekomerna punjenja sa nivoom snage do 11 kW. S model može razviti snagu do 22 kW na verzijama do 2016. (nakon što su S i X ograničeni na 16.5 kW).

Konstantna struja: duvaljke velike snage

S druge strane, kompresori rade na jednosmernu struju i ne moraju da prolaze kroz unutrašnji pretvarač u automobilu: u ovom slučaju snaga punjenja može biti ogromna: do preko 250 kW.

Kada punimo jednosmernom strujom (velikog kapaciteta), imamo još jednu utičnicu na modelu 3 (na modelu S/X oblik utičnice je, s druge strane, identičan, ali evropski standard se odnosi na CCS/Combo utičnica)

Ovdje je utičnica koja se zove Combo ili CCS

Skladištenje energije

akumulâtor

To je element koji skladišti električnu energiju u hemijskom rastvoru. Olovne baterije su se ranije koristile 90-ih godina, što je rezultiralo ograničenom autonomijom i vrlo velikim otiskom. Trenutno se koriste litijumske baterije koje rade na sličnom principu, ali su efikasnije. Jednostavno rečeno, to je hemijska otopina iz koje možemo izdvojiti elektrone. Nakon što se sve uzme iz njega, ovo rješenje postaje stabilno: nema više neravnoteže između terminala 6 i +, tako da više ne treba uzimati sok. Da bi se baterija napunila, elektroni se ponovo uvode u terminal - kako bi se otopina vratila u neravnotežu i ponovno iscurila između - i + terminala. Ako želite saznati više o tome kako rade litijum-jonske baterije, pogledajte ovdje.

Svi detalji o tome kako litijum-jonske baterije rade ovdje.

Gorivna ćelija

Gorivna ćelija je vrsta baterije, a razlika je u tome što se puni punjenjem gorivom, a ne ponovnim ubrizgavanjem elektrona (dakle elektriciteta). Dakle, to je brži način dopunjavanja goriva, mnogo više nego kod litijum-jonskih baterija, uprkos prilično efikasnim stanicama za brzo punjenje.

Jao, ako je vodonik najčešći atom u Univerzumu, onda ga na Zemlji više nema toliko (sunce ga je puno, sabija ga pred našim očima)... Jer sve što nas je okruživalo bilo je zasnovano na vodonik, koji je bio toliko komprimiran u zvijezdama, da je iznjedrio teže materijale: ugljik, željezo, vodu itd. (sasvim... apsolutno sve ostalo). Na početku svemira postojao je samo vodonik, to je najjednostavniji atom: ima proton i elektron! Ne možemo manje pa je ovo najlakši materijal.

Uspijemo da ga proizvedemo (ili, tačnije, izvučemo materijal iz njega), ali je jako skup u smislu fosilnih goriva, pa nije idealan.

Pogledajte kako goriva ćelija radi

Drugi proces?

Postoje hiljade načina da se igramo sa elektronima, sada ostaje da se pronađe hemijsko rešenje koje neće mnogo zagađivati ​​okolinu i može brzo akumulirati elektrone u njemu. Zync bi bio odlična opcija, ali više ne znam.

Elektromotor

Elektromotor radi po principu fizike. Radi se o korištenju elektromagnetne sile za stvaranje kretanja.

Nauka je zaista otkrila da se "epiderma" atoma sastoji od elektrona. Neke kože imaju "višak" elektrona, koji se onda mogu kretati od jednog atoma do drugog (to su provodljivi materijali, a to se zove strujni udar). Ovi elektroni se mogu pomicati tako što im se šalju elektromagnetne zrake (svjetlo), ali i izlažući ih magnetskom polju (magnet, ali imajte na umu da su svjetlost i magnetsko polje međusobno povezani).

Tako smo dobili ideju da pomerimo magnet pored metalne žice i shvatili smo da to proizvodi struju (koja ide u pravcu kretanja magneta. Ova druga gura elektrone prema površini atoma). Tako smo brzo napravili pametnije kružne sklopove: stavili smo magnet koji se vrti u sredinu bakrene zavojnice (možemo i suprotno, bakar u sredini i magnete na periferiji. Ono što vidimo na elektromotorima), koji daje konstantnu struju dok se vrti (magnet) ... Stoga smo ovdje našli prvenstveno reverzibilnu stranu elektromotora. Jer ovdje uspijevamo proizvesti električnu energiju prateći kretanje, ali ne i kretanje struje (ono što ovdje tražimo za naš električni automobil).

Onda smo samo pokušali da uradimo suprotno: u našem rotirajućem magnetnom sistemu, primenili smo električnu energiju na zavojnicu. I onda čudo, magnet je počeo da se okreće...

Ovo je vrlo zanimljiva strana elektromotora,

može da radi dve stvari u isto vreme

: stvaraju kretanje pri dobijanju struje ou stvaramo elektricitet ako ga pokrenemo.

Općenito, rotor je induktivan/asinhroni, odnosno on (umjesto magneta kao na dijagramu) ima male zavojnice u kojima se elektricitet (a samim tim i magnetizacija) inducira magnetskim poljem statora. Ali princip je uvijek isti: pomaknite magnet ispred bakra i generirat ćete električnu energiju, ili pošaljite električnu energiju kroz bakar i učinit ćete da se magnet pomjeri. Da ne spominjemo, magnet se stvara kada se električna energija prenosi kroz zavojnicu.

Stoga je potrebno razumjeti da se kretanje i prijenos energije odvija bez kontakta između statora i rotora: magnetska sila (sila magneta) pokreće stvari. Dakle, nema sumnje o stepenu istrošenosti.

Za promjenu smjera motora (dakle za prebacivanje u hod unazad), dovoljno je poslati struju u drugom smjeru.

Više o tome kako radi elektromotor pročitajte ovdje.

Prijenos

Električni motor koji ima vrlo visok radni opseg (npr. 16000 o/min na S modelu) i okretni moment koji je dostupan brzo (što smo niži u o/min, to imamo veći obrtni moment), nije bilo potrebe za proizvodnjom mjenjača.

Dakle, imamo neku vrstu motora direktno spojenog na točkove! Omjer prijenosa se neće mijenjati pri 15 ili 200 km/h.

Očigledno, ritam elektromotora ne odgovara sasvim ritmu kotača, postoji ono što se zove gusjenica.

Na modelu S, to je otprilike 10:1, što znači da će se točak okretati 10 puta sporije od elektromotora. Omjer prijenosa se obično postiže planetarnim zupčanikom, koji je uglavnom poznat u automatskim mjenjačima.

Nakon ovog smanjenja, konačno se pojavljuje diferencijal, koji omogućava kotačima da se okreću različitim brzinama.

Grab?

Nema potrebe za kvačilom ili pretvaračem obrtnog momenta, jer ako toplotni motor mora biti stalno u pokretu, to nije slučaj s elektromotorom. Posljedično, nema broj okretaja u praznom hodu i ne zahtijeva kvačilo koje povezuje točkove i motor: kada se točkovi zaustave, nema potrebe za otpuštanjem.

Svi komentari i reakcije

posljednji komentar objavljen:

GED (Datum: 2021, 07:14:08)

Kakvo je ponašanje električnog automobila zimi na snijegu? na negativnim temperaturama?

Il I. 1 reakcije na ovaj komentar:

• Admin ADMINISTRATOR SITE -a (2021-07-15 08:26:20): Ponašanje na putu ili kada je nivo baterije prisutan.

  Veoma dvosmislen zahtev.

(Vaš post će biti vidljiv ispod komentara nakon verifikacije)

Napišite komentar

Šta mislite o evoluciji Golfa?