Электромобиль как устроен: купить, продать и обменять машину

Содержание

Устройство Электродвигателя .Как он работает? — E-Motors

4 октября 2021

Электродвигатель – устройство, которое занимается преобразованием электроэнергии в механическую. Он работает, используя принцип электромагнитной индукции.В последнее время он все сильнее популяризируется на автомобильном рынке в качестве перспективного направления развития автопромышленности. Поэтому есть смысл подробнее ознакомиться с устройством электромобиля, его двигателя, за которым может быть будущее отрасли.

Принцип работы и устройство:

Электродвигатель включает в себя статор и ротор. Вращающееся магнитное поле в статоре действует на обмотку ротора и наводит в нём ток индукции, возникает вращающий момент, который приводит в движение ротор. Электроэнергия, поступающая на обмотки мотора, преобразуется в механическую энергию вращения.

Благодаря развитию технологии электродвигатели нашли применение в разных отраслях, например, автомобилестроении. Причем они способны использоваться либо отдельно, либо совместно с двигателем внутреннего сгорания (ДВС). Последний вариант – гибридные авто.

От электродвигателей, применяемых на производствах, агрегат для авто отличается малыми габаритами, но повышенной мощностью. К тому же современные разработки все больше отдаляют двигатели для автомобилей от иных подобных устройств. Характеристиками электромобилей являются не только показатели мощности, крутящего момента, но и частота вращения, ток и напряжение. Поскольку от этих данных зависит передвижение и обслуживание авто.

Чтобы лучше разобраться в многообразии, которое нам дарит авторынок, стоит рассмотреть существующие виды электродвигателей для электромобилей.

Их можно условно классифицировать по типу тока:

устройства переменного тока;

конструкции постоянного тока;

решения универсального образца (способны функционировать от постоянного и переменного тока).

Электродвигатели переменного тока делятся на группы:

асинхронные – скорость вращения магнитного поля статора выше скорости вращения ротора;

синхронные – частоты вращения магнитного поля статора и ротора совпадают.

С учетом используемого количества фаз, электрические устройства разделяют на: одно-, двух-, трехфазные.

Если привести реальные образцы, используемые известными автопроизводителями, то хороший пример применения трехфазного агрегата асинхронного типа – Volt от Chevrolet. Он является гибридным автомобилем. Пример трехфазного синхронного двигателя — i-MiEV от Mitsubishi. А этот автомобиль является исключительно электрическим.

Следует отметить, что у разных производителей разные двигатели, отличающиеся массой, мощностью, габаритами и прочими параметрами.

Есть еще одна классификация – по конструкции щеточно-коллекторного узла. Такие агрегаты бывают:

Бесколлекторными. Представляют собой замкнутую систему, в которую входят: преобразователь координат, инвертор и извещатель положения.

Коллекторными. Щеточно-коллекторный узел играет роль в такой конструкции одновременно и извещателя положения ротора, и переключателя тока в обмотках. В основном используется ток постоянной частоты.

коллекторный роторРотор электродвигателя

В конструкциях электромобилей зачастую задействуются коллекторные моторы, хотя есть примеры и с иными моделями. Как вариант — автомобиль «Санрейсер», в котором установлен как раз бесколлекторный двигатель от компании General Motors. При массе 3,6 кг его КПД составляет 92%.

Нельзя не отметить еще один тип двигателя, который используется в некоторых современных моделях авто. Это система мотор-колесо. Пример — спорт-кар Volage. В такой конструкции предусмотрена возможность регенерации энергии торможения. Для этого используется тяговый двигатель Active Wheel. Он весит всего 7 кг, что позволяет добиться приемлемой массы колеса – 11 кг.

Самой распространенной сегодня конструкцией является решение с питанием от аккумуляторной батареи. Она нуждается в регулярной зарядке, способной реализоваться за счет внешних источников, генератора в конструкции и рекуперации энергии торможения. Генератор действует от ДВС, поэтому такая схема работы уже не относится к чисто электрическим. Подобные машины называют гибридными.

Преимущества и недостатки электродвигателей

Выделим достоинства электрических агрегатов:

высокий коэффициент полезного действия – до 95 процентов;

компактность, малый вес;

простота использования;

экологичность;

долговечность;

создается максимальный показатель крутящего момента на любой отметке скорости;

воздушное охлаждение;

способны функционировать в режиме генератора;

не нужна коробка передач;

возможность рекуперации энергии торможения.

В качестве примера удачной разработки модели с высокими характеристиками можно привести мотор от Yasa Motors. Инженеры компании создали агрегат, который при весе 25 кг способен выдавать до 650 Нм крутящего момента.

Что касается недостатков непосредственно электродвигателя, то их нет. Больше вопросов вызывает питание агрегата, что, собственно, и тормозит распространение, широкое использование технологии. Поэтому на данный момент большей популярностью пользуются гибридные авто, нежели электромобили. Благодаря такой схеме увеличивается запас хода, позволительно использовать менее мощные и дорогостоящие аккумуляторные батареи.

Устройство электромобиля

Если сравнивать электромобиль с авто, где используется ДВС, он характеризуется более простой схемой, минимальным числом движущихся элементов. Следовательно, такое решение является более надежным.

Главные составляющие электромобиля:

непосредственно электродвигатель;

питающая аккумуляторная батарея разной емкости, которая связана с мощностью мотора;

упрощенная трансмиссия;

инвертор;

зарядное устройство на борту;

электронная система управления элементами конструкции;

преобразователь.

Питание мотора в этой схеме организовывает, конечно же, тяговая аккумуляторная батарея. Зачастую задействуется литий-ионный тип, включающий в себя несколько модулей, подключенных последовательно. На выходе аккумулятора формируется напряжение от 300 (В) постоянного тока. Это значение определяется моделью авто. Современные образцы способны создавать и 700 В. Пример – автомобили Lola-Drayson, разработанные для гонок. Они оснащаются батареями напряжением 700 (В) и емкостью 60 кВт⋅ч.

Для корректного взаимодействия емкость батареи подбирается с учетом мощности двигателя. Этот показатель в подавляющем большинстве конструкций составляет от 15 до 200 (кВт). Если сравнить электрический двигатель с ДВС, то у первого КПД составляет 95%, а у другого – 25%. Разница существенна.

Имеются примеры в автомобилестроении, когда в конструкции используется несколько агрегатов. Они могут приводить в движение определенные колеса. Такой принцип организации позволяет увеличить тяговую мощность авто. Двигатель, интегрированный в колесо, имеет массу преимуществ, однако такое устройство тягового электродвигателя характеризуется ухудшенной управляемостью транспортного средства. Поэтому разработчики продолжают вести активную деятельность в этом направлении.

электродвигатель с редукторомЭлектродвигатель с редуктором (вид снизу)

Что касается трансмиссии, то у электромобиля она имеет упрощенный вид. Многие конструкции оснащены одноступенчатым редуктором. Благодаря инвертору происходит преобразование высокого напряжения постоянного тока батареи. За счет наличия в конструкции бортового зарядного устройства гарантируется зарядка аккумулятора от электросети бытового назначения.

Обеспечением зарядки дополнительной батареи на 12 (В) занимается преобразователь. Эта батарея задействуется в качестве питающего элемента различных устройств транспортного средства:

аудиосистемы;

климат-контроля;

освещения;

отопительной системы;

прочих элементов.

Система управления организовывает такие процессы:

мониторинг используемой энергии;

управление рекуперацией энергии торможения;

оценка уровня заряда;

управление динамикой движения;

обеспечение необходимого режима перемещения транспортного средства;

регулировка тяги;

управление напряжением.

Система объединяет блок управления, датчики и прочие элементы других систем авто. Благодаря датчикам оценивается уровень давления в тормозной системе, разряда батареи, а также положение селектора переключения передач, тормозной педали и педали газа. По данным этих устройств обеспечивается оптимальное перемещение электромобиля с учетом текущих условий. На панели приборов традиционно отображаются основные показатели функционирования транспортного средства.

Внешне электромобиль не имеет отличий от традиционного автомобиля с ДВС, однако основные расхождения находятся в области эксплуатации: высокая стоимость, необходимость длительной зарядки, ограниченный ход. Поэтому устройство электромобиля имеет определенные расхождения с составом традиционного транспортного средства.

Затраты на содержание электромобиля зачастую ниже, чем авто с ДВС, особенно в тех государствах, где стоимость электроэнергии низкая.

Рассказать

Поделится

Новый комментарий

Войти с помощью

Отправить

Как устроен электромобиль с моментальной сменой окраски кузова

Тренды

Телеканал

Pro

Инвестиции

Мероприятия

РБК+

Новая экономика

Тренды

Недвижимость

Спорт

Стиль

Национальные проекты

Город

Крипто

Дискуссионный клуб

Исследования

Кредитные рейтинги

Франшизы

Газета

Спецпроекты СПб

Конференции СПб

Спецпроекты

Проверка контрагентов

РБК Библиотека

Подкасты

ESG-индекс

Политика

Экономика

Бизнес

Технологии и медиа

Финансы

РБК КомпанииРБК Life

РБК
Тренды

Фото: BMW

Автоконцерн BMW продемонстрировал технологию моментальной смены цвета кузова автомобиля на выставке CES-2022 в Лас-Вегасе

Что происходит

Немецкий автоконцерн BMW принял участие в ежегодной выставке CES-2022, представив полностью электрический автомобиль BMW iX со встроенной технологией моментальной смены цвета кузова с помощью нажатия одной кнопки.

Панели кузова электрокара сделаны из дисплеев E Ink (электронные чернила), которые обеспечивают смену цвета с белого на черный.

Технологию в действии продемонстрировал пользователь Twitter, отметив, что краска очень чувствительна к перепадам температуры. Однако производитель заявляет, что после нанесения электронные чернила покрывают специальным защитным слоем, который помогает защитить их от непогоды.

Несмотря на то, что на данном этапе автомобиль может менять цвет только между белым и черным, BMW обещает, что в будущем цветовая гамма будет расширена.

Стоит отметить, что данная технология не ограничивается сменой цвета кузова. Ее также можно использовать на определенных участках автомобиля, таких как решетка радиатора, номерные знаки, а также для отображения актуальной информации — например, об уровне заряда электрокара.

Что это значит

Технология E Ink в первую очередь используется для создания электронных книг. Именно благодаря электронным чернилам читать книги в Kindle можно даже на солнце: дисплей не отсвечивает на солнце, а текст остается четким и разборчивым. E Ink также используется в смартфонах, планшетах, часах и других устройствах.

Одно из главных преимуществ данной технологии — энергоемкость. Благодаря низкому уровню потребления электроэнергии велика вероятность, что электрокар с дисплеями E Ink не останется лишь прототипом, а выйдет на рынок, ведь функция смены цвета кузова не будет разряжать аккумулятор и ограничивать запас хода электромобиля. Кроме того, электронные чернила — недорогой и доступный материал.

В случае выхода на рынок данная технология открывает возможность широкого разнообразия для потребителей в будущем. Зачем выбирать один цвет среди понравившихся вариантов, если можно выбрать все?

Обновлено 11.01.2022

Текст

Ксения Янушкевич

Главное в тренде

Материалы по теме

Как работают электромобили

Если вы покупаете электромобиль, вы должны знать, что происходит под капотом.

Даже самый неопытный водитель может определить основные компоненты автомобиля с газовым двигателем, такие как топливный бак и двигатель. И даже если вы никогда не водили электромобиль, все равно относительно просто понять его основные части. Например, вместо бензобака у них аккумуляторы. Вместо двигателя у них электродвигатель. И вместо выхлопной трубы у них нет выхлопной трубы. Просто, верно?
В основном да. Есть еще несколько вещей, которые должен понимать новый владелец электромобиля.

Когда вы покупаете электромобиль здесь, на MYEVs

Мы предоставим вам всю информацию
вам нужно принять обоснованное решение

, например, кВтч и запас хода, а также время, необходимое для зарядки подключаемого автомобиля. После того, как вы прочитаете эту статью, эти цифры станут намного понятнее.

Зарядка

Диапазон
259 Mi

Размер батареи
75 кВтч

Самая быстрая полная зарядка
80% за 30 минут

Стоимость зарядки (полная)
$8

Ежемесячная плата
45 долларов США

Начнем с общей настройки

Когда вы подключаете свой электромобиль к источнику питания

Автомобиль получает электричество и хранит его в аккумуляторной батарее. У рюкзака есть ограничение на количество электричества, которое он может вместить, точно так же, как бак может вместить только определенное количество галлонов. В электромобиле этот предел выражается в киловатт-часах или кВтч. Хотя, вероятно, небольшой процент от полной емкости батареи зарезервирован инженерами по техническим причинам, связанным с сроком службы батареи и безопасностью, большинство батарей рассчитаны на их полезные кВтч.
В подержанных и новых электромобилях вы увидите емкости аккумуляторов, которые варьируются от среднего уровня (16 кВтч) в Mitsubishi i-MiEV до 100 кВтч в самых дорогих автомобилях Tesla. Большинство распространенных подержанных электромобилей будут иметь блоки мощностью около 20 или 30 кВтч, как и различные Nissan Leaf первого поколения (в зависимости от уровня отделки модельного года), в то время как более новые модели (Chevy Bolt EV или Leaf второго поколения) имеют пакеты по 40-60 кВтч.
В зависимости от того, насколько эффективен электромобиль, он будет проезжать разное количество миль на каждый киловатт-час в аккумуляторе, но общее и очевидное правило заключается в том, что батареи большего размера позволяют автомобилю проехать дальше, но и стоят дороже.

Разумно покупать электромобиль, запас хода которого достаточен, чтобы покрыть вашу среднюю ежедневную поездку, и не более того, особенно если общедоступная зарядка возможна там, где вы живете.

В дороге

Аккумулятор питает электродвигатель, компактный и мощный — и тихий — инструмент, который заменяет двигатель в бензиновом или дизельном автомобиле. Почти все пассажирские электромобили используют прямой привод для вращения колес, поэтому в трансмиссии нет необходимости.

Как долго ваш электромобиль должен быть подключен к розетке, чтобы зарядить аккумулятор

Это зависит от многих факторов.
Хорошей новостью является то, что все современные электромобили могут поддерживать скорость зарядки не менее 240 вольт, уровень 2, что увеличивает запас хода на 25 миль в час при зарядке вашего аккумуляторного блока. В каждом листинге MYEV будет указано, может ли этот электромобиль поддерживать более быстрые технологии зарядки, такие как CHAdeMO или SAE Combo, которые могут заполнить до 80 процентов от общей емкости аккумулятора всего за 20–30 минут. Это в некоторой степени сравнимо с заправкой вашего автомобиля на стандартной заправочной станции, и наиболее известными примерами этих быстрых зарядных устройств постоянного тока являются нагнетатели Tesla, которые могут использоваться только в автомобилях Tesla, но широко доступны в США, что делает поездки по пересеченной местности уникальная функция продажи этих автомобилей.

Еще одна вещь, которую следует учитывать, это наличие послепродажной гарантии на подержанный электромобиль.

Фактически, гарантия на трансмиссию для большего количества электромобилей длится дольше, чем общая гарантия. Например, базовая гарантия на Nissan Leaf 2018 года составляет три года или 36 000 миль. Однако на трансмиссию распространяется гарантия на пять лет или 60 000 миль. Это должно придать покупателям уверенность, необходимую им для того, чтобы опробовать новую технологию, но это не является большой проблемой для автопроизводителей, поскольку данные, полученные с течением времени, свидетельствуют о том, что большинство аккумуляторных батарей для электромобилей очень надежны.

Как работают электромобили? Tesla Model S работает не так, как другие автомобили. Он приводится в движение электродвигателем и питается от литий-ионной батареи. От асинхронного двигателя переменного тока до батареи, заряжаемой постоянным током, мы рассмотрим, как работают электромобили! Это наука! Барт учит нас, как работают машины, взрывая и разрезая предметы пополам. Это научное шоу для автолюбителей, которым быстро становится скучно. Присоединяйтесь к Барту, который расскажет о науке, лежащей в основе всего, что связано с автомобилестроением. Это автомобили вплоть до атома. Это научный гараж.

Мы всегда здесь для вас

Покупка вашего первого электромобиля может сначала показаться запутанной. Но мы здесь, чтобы помочь вам. Отправьте нам любой вопрос, который у вас есть, и мы ответим как можно быстрее. Делимся с вами нашими знаниями об электромобилях. Ваши вопросы и наши ответы также заполнят наш раздел «Обучение», над которым мы уже усердно работаем.

Просмотр объявлений MYEVНапишите нам по электронной почте

Ваша семья MYEV

Как работают электромобили — CNET

Эта история является частью Plugged In, центра CNET, посвященного электромобилям и будущему электрифицированной мобильности. От обзоров автомобилей до полезных советов и последних отраслевых новостей — мы обеспечим вас.

Вокруг электромобилей много шумихи, но кто-нибудь объяснил вам, как они работают? Вот основы для людей, которые просто хотят знать, что они покупают, а не выдумывать.

С точки зрения передвижения, есть пять основных компонентов, которые отличают электромобиль от автомобиля, работающего на газе:

Зарядное устройство аккумулятора
Аккумулятор
Блок управления мощностью
Двигатель(и)
Механизм(ы) center — это не зарядное устройство, это оборудование для обслуживания электромобилей, которое обеспечивает питание зарядного устройства, встроенного в ваш электромобиль. Это зарядное устройство преобразует мощность переменного тока, которую подает ESVE, в мощность постоянного тока, которую может хранить аккумулятор. Это можно сделать либо с помощью медленной зарядки уровня I, когда автомобиль подключен к 120-вольтовому EVSE, либо с помощью более быстрой зарядки уровня II, когда он подключается к сети 240 вольт.
Нет, это не зарядные устройства для электромобилей, строго говоря. Это разъемы питания, которые подают электричество на зарядное устройство, встроенное в электромобиль.
ChargePoint/Dcbel/United Chargers/Wallbox
Исключение: когда вы используете быстрое зарядное устройство, такое как Tesla Supercharger, это подключение к источнику питания постоянного тока. Он имеет гораздо более высокий уровень тока, чем может обеспечить ваш дом, поэтому он заряжает ваш автомобиль намного быстрее.
Аккумулятор
Аккумулятор — сердце любого электромобиля. Это в значительной степени определяет тщательно изученный диапазон автомобиля, как правило, более высокую стоимость и гораздо больший вес. Это и магия, и проклятие.
Батарея обычно размещается в виде большой плоской панели под днищем автомобиля, внутри которой находятся более мелкие модули, содержащие множество еще более мелких элементов. Некоторые автомобили избегают аккумуляторной батареи в виде поддона и делают ее больше похожей на часть багажа, спрятанную в полостях кузова автомобиля. А вот форма и расположение батареи не имеют большого значения для обычного покупателя. Все, что имеет значение, — это запас хода, который обеспечивает весь автомобиль.
Под Tesla Model 3 достаточно места для огромной плоской аккумуляторной батареи. Эта компоновка «скейтборда» предпочтительна в автомобильной промышленности, но это не единственный способ ориентировать батарею электромобиля.
Тесла
Аккумуляторы хранят энергию постоянного тока, будь то фонарик, телефон или автомобиль. Вот почему зарядное устройство должно преобразовывать переменный ток в постоянный для перезарядки аккумулятора, и это также одна из основных задач следующего компонента, хотя и в обратном порядке.
Блок управления мощностью
Блок управления мощностью представляет собой узел, который имеет разные названия и обычно не рекламируется автопроизводителями, но он важен. Его наиболее важной задачей является преобразование энергии постоянного тока, хранящейся в аккумуляторе, обратно в переменный ток, который используется большинством двигателей электромобилей. Это делается с помощью компонента, называемого инвертором, версию которого вы, возможно, уже используете для питания своего ноутбука или другого домашнего устройства от 12-вольтового порта на приборной панели вашего автомобиля.
То, что выглядит как маленький четырехцилиндровый двигатель под капотом, на самом деле является модулем управления питанием литий-ионного аккумулятора и электродвигателя. Под ним находится 80-киловаттный двигатель, который вращает передние колеса.
Джош Миллер/CNET
Блок управления мощностью также связывает трансмиссию с педалью акселератора, кнопкой запуска и контроллером режима движения. И, что особенно важно, он контролирует регенерацию, то есть то, как электромобиль возвращает энергию в свою собственную батарею при движении накатом или торможении.
Большая часть успеха Tesla связана с ее способностью оптимизировать различные потоки энергии и преобразования, которые происходят в ее электромобилях, что свидетельствует о важности наименее рекламируемого компонента в электромобиле.
Двигатель
Двигатель — это, конечно, то, что вращает колеса, но, в отличие от автомобиля внутреннего сгорания, в электромобиле может быть один двигатель или несколько. Больше двигателей может сделать электромобиль быстрее, наполнить его сложным полным приводом или и тем, и другим. Но не поднимайте капот, ожидая увидеть впечатляюще выглядящий двигатель, как вы могли бы смотреть на двигатель обычного автомобиля. Они, как правило, компактны и не на что смотреть, часто прячутся вне поля зрения.
Выглядит не так впечатляюще, как бензиновый двигатель, каждый из этих электродвигателей Tesla производит 248 лошадиных сил и может разогнать Tesla Roadster до регулируемой скорости 125 миль в час и разогнаться до 60 миль в час с места за 3,9 секунды.секунды.
Си-Би-Эс Интерактив
Вполне допустимо сравнивать мощность и крутящий момент бензинового и электрического автомобиля. Обратите внимание, насколько высоки характеристики крутящего момента на любом электромобиле, который вы рассматриваете, что является частью природы электродвигателей и делает электромобили отличным двигателем, превышающим то, что может предложить их номинальная мощность. И электромобили могут развивать большую часть своего крутящего момента, начиная с низких оборотов, в то время как автомобили с бензиновым двигателем должны увеличивать обороты, чтобы обеспечить максимальное ускорение. Двигатели просто отличаются от двигателей, что вы заметите, когда впервые садитесь за руль любого электромобиля.
Трансмиссия
Здесь особо нечего сказать, так как электродвигателям коробка передач не нужна. Характер их работы делает их эффективными и мощными в гораздо более широком диапазоне оборотов, чем двигатели внутреннего сгорания, поэтому им не нужны шесть, семь или даже 10 передач в качестве костылей, чтобы помочь им приспособиться к различным скоростям или нагрузкам автомобиля.
Электромобиль без типичной трансмиссии имеет переключатель режимов движения вместо PRNDL. Федеральные правила требуют, чтобы любой автомобиль, продаваемый в США, соответствовал определенным соглашениям, включая размещение парковки в конце хода контроллера привода и реверса рядом с ним. Но контроллеры привода электромобилей часто принимают нестандартные формы и могут добавлять незнакомое положение, которое переводит автомобиль в более высокий режим регенерации во время движения, как описано ранее.