Kuidas elektriautod töötavad? Avastage peamised komponendid ja nende funktsioonid

Enamik autotootjaid üritab muuta oma elektrisõidukid tavapäraseks, et mitte võõrandada traditsioonilisi ostjaid, kuid elektrisõidukid töötavad sisepõlemismootoriga autodega võrreldes üsna erinevalt. Nende tõukejõud toetub täiesti erinevatele süsteemidele kui vedelkütusel töötava sõiduki omad.

Seetõttu keelduvad automehaanikud tavaliselt elektrisõiduki kallal töötamast, kui neil pole spetsiaalset väljaõpet. Teadmine, mis paneb elektriauto käima ja millised on selle peamised komponendid, on oluline, kui soovite oma elektrisõidukite omamise kogemust maksimaalselt ära kasutada.

Siin on peamised komponendid ja süsteemid, mida EV töötab.

1. Akupakett

Suurim, raskeim ja kallim komponent, mis EV valmistamisel läheb, on selle aku. Selle roll on salvestada märkimisväärses koguses elektrit ja taluda ka korduvaid laadimis-tühjenemise tsükleid metsikult muutuvates ilmastikutingimustes. Mõne elektrisõiduki puhul toimib aku ka sõiduki šassii konstruktsioonielemendina.

Elektrisõidukite akud koosnevad sadadest omavahel ühendatud elementidest ja nende suurus varieerub väiksemate sõidukite puhul alla 40 kWh kuni mõnes üle 200 kWh. elektrilised pikapid. GMC Hummer EV-l on üks tööstuse suurimaid akusid, 205 kWh pakett, mis tagab väidetavalt 329 miilise sõiduulatuse. Skaala teises otsas on meil Mini Cooper SE, mille väikesed 32 kWh akud suudavad ühe laadimisega läbida vaid 114 miili.

Samuti väärib märkimist, et tootjad märgivad nii kogu- kui ka neto (kasutatavat) aku mahtuvust, mistõttu näete mõnikord erinevat samade elektrisõidukite jaoks loetletud võimsused. Lisaks ei paku kaks sama mahutavusega akuga elektriautot tõenäoliselt sama ulatust, kuna vajate ka seda võtta arvesse, kui kerged sõidukid on ja kui suur veeretakistus neil on, mis lõppkokkuvõttes näitab, kui tõhusalt nad kasutavad elektrit.

2. Aku jälgimise süsteem

EV aku oleks kasutu (ja ohtlik) ilma nn aku jälgimissüsteemi või lühidalt BMS-ita. See täidab äärmiselt olulist rolli aku jälgimisel ning selle temperatuuri, pinge ja voolu reguleerimisel. See on ka BMS, mis annab teile vahemiku ja laetuse hinnangud, mille see arvutab selle põhjal, kui palju voolu akus on alles.

BMS jälgib ka aku seisukorda nii tervikuna kui ka iga üksiku akuelemendi kohta. Kogenumad EV kasutajad pääsevad juurde ka BMS-i logidele, mis jälgivad aku jõudlust ja kasutusmustreid. Neid saab seejärel väga üksikasjalikult analüüsida, et näha, kuidas aku töötab ja mida saab optimeerida.

3. Soojusjuhtimissüsteem

Teine oluline BMS-i roll on akuploki soojusjuhtimissüsteemi juhtimine. See kehtib kõigi EV-de kohta, mis saavad oma paki temperatuuri juhtida, sealhulgas enamiku kaasaegsete EV-de kohta. Sõidukid nagu varased põlvkonnad Nissan Leaf ja BMW i3, aga ka Renault Zoe ja Volkswagen e-Golf tulid kõik ilma soojusvarustuseta juhtimine.

Temperatuuri juhtimine elektrisõidukis toimib samamoodi nagu teie sisepõlemismootoriga auto jahutussüsteem. See toetub vedelikule, mida pumbatakse akupaki ümber mitmete voolikute ja kanalite kaudu eesmärk on eemaldada nendelt olulistelt komponentidelt soojust, et need saaksid paremini töötada ja kauem töötada elu.

Mõned elektrisõidukite tootjad soovitavad kontrollida ja jahutusvedeliku vahetamine iga paari aasta tagant, samas kui teised (nagu Tesla) ütlevad, et see on täielikult suletud süsteem, mis ei vaja regulaarset hooldust.

Soojuspumbad muutuvad ka elektrisõidukites üha tavalisemaks. Need olulised riistvaraosad aitavad salongi võimalikult tõhusalt soojendada, kasutades ära akuploki ja mootori jääksoojust. Need aitavad ka jahutamisel, kuna nende tööd saab ümber pöörata, nii et need toimivad sisuliselt kliimaseadmetena.

4. Elektrimootor

Riistvara, mis tegelikult EV-s tõukejõu annab, on selle elektrimootor. See muundab elektrienergia mehaaniliseks energiaks mis ajab rattaid.

Elektrimootoreid on mitut tüüpi, millest igaühel on oma tugevad ja nõrgad küljed, kuid kõik koosnevad kahest põhiosast, mida nimetatakse rootoriks ja staatoriks. Esimene on sisuliselt elektrimootori ainus liikuv osa, teine ​​aga sisuliselt rootori korpus ja see sisaldab kanaleid, mille kaudu vedelikku pumbatakse, et aidata seadmel heita soojust.

Paljud elektrisõidukid töötavad alalisvoolumootorina, mis töötab alalisvoolul ja on harjatud ja harjadeta konfiguratsioonis, kusjuures viimane on tunduvalt levinum. Seda tüüpi mootor on tuntud oma suure pöördemomendi ja vastupidavuse poolest, kuid sellel on ka varjukülgi, nagu suurus, kaal ja töökindlus (eriti harjatud mootorite puhul).

Asünkroonmootorid on ka elektrisõidukites üsna levinud ja neil on alalisvoolumootorite ees mitmeid eeliseid. Need on väiksemad, lihtsamad ja kergemini hooldatavad, kuid samal ajal ei suuda need ühtida alalisvoolumootorite, eriti püsimagneteid kasutavate mootorite väljundvõimsusega ega efektiivsusega.

Mõned kõrgema klassi elektrisõidukid kasutavad ka nn püsimagnetilisi sünkroonmootoreid (PMSM), mis on võimsustiheduse ja efektiivsuse poolest paremad kui muud tüüpi asünkroonmootorid. Nende suurim negatiivne külg on nende täiendav keerukus ja kõrgem hind.

5. Edasikandumine

Elektrisõidukid ei vaja traditsioonilist käigukasti. Nende kõrge pöördemoment, mis saadakse väga madalatel pööretel, välistab vajaduse kiiruse kasvades vahetada mitut käiku.

Kuna aga elektrimootoritel on ICE-sõidukitega võrreldes sarnane (või isegi suurem) pöörlemiskiirus, nad vajavad siiski reduktorit, et saavutada hea tasakaal kiirenduse ja tipu vahel kiirust. EV-des on diferentsiaalid ja need töötavad samamoodi nagu ICE sõidukil.

Ainsad kaasaegsed seeriaautod, millel on tegelikult käigukastiga käigukast, on Porsche Taycan ja Audi E-Tron GT, mille tagumiste mootorite jaoks on kahekäiguline automaatkäigukast. Ei ole selge, kas seda lahendust ka edaspidi kasutatakse, kuna seda on kritiseeritud tarbetu ülekeerukuse pärast.

Teised tootjad ei ole teatanud plaanidest sarnaste lahenduste kasutuselevõtuks, kuigi on selliseid ettevõtteid telgede spetsialist Dana Incorporated USA-s, kes müüvad kahekäigulist käigukasti, mis on loodud töötama koos elektrimootoriga mootor.

6. Sisseehitatud laadija

Kõigil elektrisõidukitel on mingi laadija, mille jõudlus määrab tavaliselt vahelduvvoolu (vahelduvvoolu) laadija kasutamisel sõiduki maksimaalse laadimiskiiruse. Selle roll on ka teisendada see alalisvooluks (alalisvooluks), mida seejärel reguleerib BMS.

Elektrisõidukite pardalaadijate võimsus jääb vahemikku 3,7 kW kuni 22 kW ning need suudavad tuvastada ka seda, kas neid läbiv vool on ühe- või kolmefaasiline vahelduvvool.

7. Regeneratiivne pidurisüsteem

Kuna enamik elektrimootorite tüüpe võivad toimida ka elektrigeneraatoritena, on kõigil elektrisõidukitel nn regeneratiivne pidurisüsteem. See sõltub ainult nende mootoritest, mida saab kasutada puhastage kiirust ja valage mahl tagasi akukomplekti samal ajal.

See suurendab järsult täiselektriliste ja mõne hübriidsõiduki piduriklotside vahetusintervalli. Samuti võimaldab see elektrisõidukitel pakkuda nn ühe pedaaliga sõitu, mis tähendab sisuliselt seda, et juht suudab nii kiirendada kui ka pidurdada. sõidukit kasutades ainult gaasipedaali, sest kui need täielikult maha tõusevad, hakkab sõiduk automaatselt mootori abil aeglustama vastupanu.

8. Inverterid, muundurid ja kontrollerid

EV-del on ka erinev arv invertereid, muundureid ja kontrollereid. Need kõik on jõuülekande õigeks tööks üliolulised, kuna aitavad olemasoleva voolu optimaalse kasutamise kaudu võimsust ja tõhusust maksimeerida.

Inverterid vastutavad alalisvoolu vahelduvvooluks muutmise eest, samas kui muundurite ülesanne on muundada kõrgepinge alalisvoolu, mis tõmmatakse akust madalama pingega vooluks, mida sõiduk vajab erinevaid süsteeme. Kontrollerid on voolu jaotamiseks üliolulised, kuna aitavad juhtida elektrivoolu akusse ja sealt välja; need teevad ka elektriautos regeneratiivpidurduse võimalikuks.

EV-d töötavad väga erinevalt

Elektrisõidukitel võib olla vähem liikuvaid osi kui sisepõlemismootoriga autodel, kuid see ei tähenda, et need poleks keerukad inseneritööd. Tegelikult on vastupidi, kuna tarbijate nõutud võimsuse, tõhususe, ulatuse ja töökindluse tagamiseks vajavad nad koos töötamiseks mitmeid süsteeme.

Läbimurded ja edusammud elektrisõidukite tehnoloogias on tavalised ning kõige parem on omada vähemalt põhiteadmisi nende toimimisest ja mida täpselt täiustatakse. Need teadmised on olulised ka siis, kui teil on elektrisõiduk ja soovite teada, kuidas seda õigesti hooldada ja mille poolest see erineb ICE-sõidukist.