Принцип работы электромобиля кратко и понятно
Обновлено: 04.07.2024
Мало кто знает, но автомобили с электрическим двигателем появились раньше чем машины с двигателем внутреннего сгорания - еще в 1841 году. И до начала 20 века они были популярнее, но потом они проиграли конкуренцию бензину и дизелю.
Сейчас же происходит обратный процесс, технологии аккумуляторов и электродвигателей развились до такой степени, что по прогнозам экспертов к 2025 году бензин и дизель окончательно устареет и уступит дорогу электричеству.
Сегодня мы поговорим о технологиях, которые лежат в современных электромобилях и расскажем почему это будущее. А поможет нам в этом первый электрокар от компании Audi официально доступный в России - Audi E-tron.
Устройство ДВС
Автомобили с двигателем внутреннего сгорания прошли огромный путь. Конструкция ДВС совершенствовалась более сотни лет, поэтому можно с уверенностью сказать, любой современный ДВС - это чудо инженерной мысли.
КПД дизельных двигателей колеблется в районе 40-50%, а у бензиновых вообще 20-30% процентов.Тем не менее, есть у ДВС один серьезный недостаток. Они неэффективны.
Как вы думаете какой КПД у электродвигателей? Выше 100%! Как такое возможно и почему такая большая разница. Давайте разберёмся.
У ДВС ограниченный диапазон рабочих скоростей с пиковой эффективностью в районе 2-4 тысяч оборотов в минуту и он не может плавно ускоряться и замедляться. Поэтому в помощь к двигателю нам нужна другая сложная механическая конструкция, повышающая или понижающая скорость вращения, то есть коробка передач.Если кратко, ДВС - не чемпионы в эффективности, потому что в них очень много деталей! Например, мы не можем подрубить двигатель внутреннего сгорания напрямую к колесам,
Дальше больше, сам двигатель внутреннего сгорания не создает прямого вращательного движения, а его выходная мощность постоянно колеблется. Поэтому прибавляется сложная система динамической балансировки: это кривошипно-шатунный механизм, маховик и прочие вещи. В свою очередь, электродвигатель устроен гениально просто!
Уутройство электродвигателя (асинхронный)
Любой электродвигатель работает на принципах электромагнетизма. Он состоит всего из двух частей, которые даже не соприкасаются друг с другом. Есть статичная часть, которая называется статором, и вращающаяся - ротор. В реальности, например, в Audi E-tron электродвигатель выглядит вот так.
Достаточно просто подать переменный ток на двигатель и он начнет вращаться. Бинго! Нам это и нужно!
Но вся прелесть электродвигателя в том, что регулировать скорость вращения можно просто меняя, частоту переменного тока. В итоге мы получаем рабочий диапазон скоростей от 0 до 18 тысяч оборотов в минуту с практически постоянной эффективностью. Это делает электромобили невероятно динамичными, потому как вы имеете полную мощность и фантастический крутящий момент с самого старта.
Электродвигатели получают энергию из аккумуляторов. Но так как аккумуляторы выдают постоянный ток, а двигатель работает на переменном существует мозг электромобиля - инвертор. Он преобразует ток, а заодно регулирует частоту и мощность, и даже меняет фазы для того, чтобы заставить двигатель вращаться в обратном направлении. Так мы получаем заднюю передачу, у которой, кстати, та же мощность, что и у передней.
Иными словами, всё те задачи, которые в традиционных автомобилях решает сложная система условных шестерёнок, в электромобилях просто напрямую регулируется инвертором.
Во многом потрясной динамикой и хорошей управляемостью современные электрокары обязаны быстрым мозгам, чем электрокары в начале 20 века похвастаться не могли.
В итоге, мы получаем КПД электродвигателя в 90-95% при более компактных размерах и высокой надёжности! Там просто нечему ломаться, нечего смазывать и чистить.
В Audi E-Tron стоят два двигателя (по одному на передней и задней осях), суммарно выдающие 360 лошадиных сил и 561 Нм (ньютон-метров) крутящего момента. А в режиме Overboost все 408 л.с. и 660 Нм.
Рекуперация
Как же так получается, что КПД выше 100%? Разве такое возможно? Да! Потому, что до 70% затраченной энергии электродвигатель способен возвращать обратно! Это происходит за счёт рекуперации.
Как правило в электрокарах, когда не давишь на газ, машина включает рекуперацию и оттормаживается, но также это работает и просто накатом, без снижения скорости.
Для регулировки этого эффекта Audi сделали удобные переключатели режимов рекуперации на руле. Это распространённая практика (почти во всех электромобилях используется рекуперация) , но Audi пошли дальше. В E-tron рекуперация срабатывает даже тогда, когда вы нажимаете педаль тормоза.
И это просто взрывающая мозг технология, смотрите.
На самом деле, педаль тормоза в E-tron физически не связана с тормозными колодками. Когда вы нажимаете на педаль, вы давите на специальную подушечку, которая симулирует эффект сопротивления. В это время происходит замер степени нажатия. Если давление слабое, торможение происходит исключительно за счёт рекуперации. А если давление сильное, машина понимает, что нужно резко и быстро остановиться, тогда уже подключаются томоза.
Мало того, что такой подход заряжает батарею и увеличивает запас хода. А E-tron может проехать на одном заряде до 436 км и это отличный показатель для большого, комфортного полноприводного внедорожника! Так еще и максимально сберегает тормозные диски, так как в большинстве сценариев торможения они вообще не участвуют.
История про горы
Есть забавная история о том, как Audi проводили тестирование своей системы торможения. В США в штате Колорадо есть трасса на горе Пайкс-Пик. Она настолько извилистая и там настолько большой уклон, что на определённом участке там стоит милый деревянный блокпост. На этом блокпосте все спускающийся вниз машины останавливаются и рейнджеры замеряют температуру тормозных колодок. Потому как дальше идет крутой участок, и если в этот момент колодки уже перегреты, то дальше тормоза просто откажут.
Поэтому люди просто стоят и ждут когда колодки остынут физически. А самые бережливые водители, у кого температура колодок меньше 100 Фаренгейтов, то есть 38 градусов Цельсия, получают в подарок конфету. Вот бы наши гаишники, так делали: ты не сигналил в пробке и показывал поворотник - держи барбариску!
Так вот, самые горячие колодки из всех E-Tron, которые участвовали в тесте были лишь 11 градусов Цельсия, это было всего на 4 градуса выше температуры Земли.
Жидкостное охлаждение
Тем не менее с перегревом в электромобилях всё-таки могут быть проблемы. Нагреваются и двигатель и батарейный отсек. Всё как в компьютерах, будете сильно мучать авто - оно начнет перегреваться и тупить.
Поэтому в электрокарах используются системы охлаждения. В E-tron - это очень продвинутая система жидкостного охлаждения. Круто, да? Тачка с жидкостным охлаждением, всегда мечтал.
Быстрая зарядка
Такой подход не только повышает рабочий диапазон температур, но и ускоряет зарядку.
Помните, OnePlus 8 Pro с одной из самых быстрых зарядок на рынке мощностью 65 Вт заряжается от 0 до 100% за 60 минут.
В E-Tron установлена батарея емкостью 95 кВт*ч, это в 5444 раза больше, чем в OnePlus 8 Pro (4510 мА.ч / 17,45 Вт.ч). Как думаете, сколько нужно времени чтобы зарядить эту батарею до 100%? Сколько? Год-два? Нет. Всего 40 минут! Как такое возможно?
Дело в том, что E-Tron - это чемпион по скорости зарядки среди электромобилей. Он поддерживает супер быструю зарядку в 150 кВт! Что побольше чем 65 Вт в телефоне. Это, просто взрывает мозг.
Но как и в случае с OnePlus, чтобы получить самую быструю зарядку нужно специальное оборудование. А именно специальная зарядная станция постоянного тока. Таких пока немного, но сеть заправок развивается очень быстро в Европе и Америке, надеемся, что Россия тоже скоро догонит.
Личный опыт
Со своей стороны скажу, в ту секунду, когда впервые садишься в электромобиль и нажимаешь на газ, сомнений, что будущее за электродвигателями не остаётся.
И если раньше в России электрокары были экзотикой, то теперь Audi первой привезли полноценный комфортный, практичный электроавтомобиль, который действительно может конкурировать с традиционными машинами.
Конечно есть НО - огромные расстояния в России и пока недостаточное количество зарядок. Второе - электромобили стоят дорого и не думайте, что я пытаюсь вам их продать, а Audi - премиум бренд. Тестовая машина в нашей комплектации стоила больше 5 миллионов рублей.
Но не стоит забывать приятные бонусы в плане экономии, хотя может это и не так важно, если вы заплатили 80 000 евро за машину или от 5 955 000 рублей. Но все-таки:
1. Электричество существенно дешевле бензина, если даже примерно подсчитать зарядку от домашней розетки, то получится примерно 1 рубль за километр. Ведь можно заряжать тачку как и смартфон, оставляя на ночь.
2. Это более важный и любимый пункт! Я не люблю ездить в сервисные центры и делать ТО. Очень не люблю. Но с электротачками можно об этом думать реже. Деталей и изнашивающихся элементов в полностью электрической машине тупо меньше раза в два. По сути, все, что нужно менять это что-то по ходовой или батарейку - как в смартфоне только реже раз в 10 лет. И конечно проверять тормоза, но и их жизненный цикл будет больше.
Вы удивитесь, узнав, что первый электромобиль появился почти 130 лет назад!
Такими были первые электрокары — предвестники современных электромобилей.
Что такое электромобиль
Электромобиль — это автомобиль, колеса которого приводится не двигателем внутреннего сгорания, а электродвигателями, питающимися от блока аккумуляторов или топливных элементов.
Внешне электромобиль очень похож на обычный с ДВС. Впрочем, существует ряд внешних признаков, отличающих электрокар от традиционных авто. Например, отсутствие широкой решётки радиатора, плоское днище, характерные логотипы синего или зелёного цвета и совершенно особенный свистящий звук работы электродвигателя. Но главное отличие электромобиля от авто с ДВС — это электродвигатель.
На месте двигателя внутреннего сгорания, сложной системы выхлопа, смазки, охлаждения, трансмиссии, топливного бака и радиаторов расположены компактные электромоторы и маленькие радиаторы для охлаждения батареи, расположенной в подпольном пространстве.
В связи с этим сокращено до минимума количество трущихся деталей, а значит сэкономлена значительная часть средств и времени на техническое обслуживание и ремонт. А о разнице в стоимости между бензином и электричеством и говорить нечего. Как видим, по сути, электромобиль — это более более эффективное и одновременно более простое транспортное средство.
Общий принцип работы электрокара
Принцип работы электромобиля — это преобразование химической энергии батареи в электричество, которое создает вращательный момент ротора в токопроводящей обмотке электродвигателя, который в свою очередь передает его колесам.
Знаете ли вы, что до сих пор эффективность современного турбированного двигателя внутреннего сгорания не превышает 30%! Остальные 70% работы мотора идут на нагрев воздуха, трансмиссионные потери и вредные выбросы. В это же время коэффициент полезного действия силовой установки даже самого обычного электрокара составляет минимум 85%. Более того, каждое последующее поколение батарей становится более совершенным – повышается ёмкость и способность принимать большее количество заряда за меньшее время. Электродвигатели способны развивать крутящий момент в 3-5 раз больший при оборотах 15 000-19 000 в минуту, разгоняться быстрее и эффективнее тормозить, используя энергию замедления в зарядку батареи.
Внутренняя конструкция электрического авто
Большинство современных электрокаров имеет похожее устройство. Различаются они между собой мощностью батареи, количеством электромоторов, аэродинамикой и внутренним оснащением.
Основными элементами конструкции электромобиля являются:
Батарея – главный компонент электромобиля. Она обеспечивает электричеством тяговый электромотор и аксессуары транспортного средства. В современных электрокарах она расположена в подпольном пространстве. Преимуществом такого размещения является низкий центр тяжести и освобождение полезного пространства в салоне и багажнике.
Батарея состоит из ячеек, каждая из которых содержит несколько десятков обычных бытовых литий-ионных батареек типа ААА. Такое решение позволяет быстрее охлаждать быстро нагревающиеся элементы. Система охлаждения имеет множественную сеть каналов, заполненных гликолевым хладагентом, контур движения которого связан с компактными радиаторами в передних воздухозаборниках. По этой причине большинство электромобилей имеют совершенно гладкий обтекаемый профиль. Ёмкость современных батарей в зависимости от класса электромобиля составляет от 40 до 100 кВт.ч, что позволяет проезжать от 150 до 400 км на одном заряде.
Порт зарядки позволяет электромобилю подключаться к внешнему источнику питания для зарядки тягового аккумулятора. На сегодня существует около 5 типов портов зарядных устройств. Производители стараются использовать наиболее популярный тип порта для большего охвата рынка.
Преобразователь постоянного тока в переменный
Это устройство под названием инвертор преобразует мощность постоянного тока высокого напряжения от тягового аккумуляторного блока в мощность переменного тока низкого напряжения, необходимую для работы электромоторов, аксессуаров автомобиля и зарядки вспомогательной батареи.
Электрический двигатель
Используя мощность от тягового аккумулятора, двигатель приводит в движение колеса автомобиля. В некоторых транспортных средствах используются мотор-генераторы, которые выполняют функции привода и регенерации.
Классический электродвигатель состоит из токопроводящей обмотки статора и вращающегося ротора, который приводится в движение магнитным полем статора и передаёт крутящий колёсам. Существует два типа электродвигателей: синхронный , в котором магнитное поле вращается одновременно с ротором и асинхронный , в котором магнитное поле вращается быстрее ротора.
Асинхронный мотор изменяет скорость вращения в зависимости от частоты переменного тока простым нажатием на педаль акселератора. Это позволяет получить при желании максимальный крутящий момент для разгона с места.
Бортовое зарядное устройство принимает входящую электроэнергию переменного тока, подаваемую через порт зарядки, и преобразует ее в мощность постоянного тока для зарядки тягового аккумулятора. Он также обменивается данными с зарядным оборудованием и отслеживает характеристики аккумулятора, такие как напряжение, ток, температуру и состояние заряда, во время зарядки аккумулятора.
Контроллер силовой электроники : этот блок управляет потоком электроэнергии, подаваемой тяговым аккумулятором, регулируя скорость электрического тягового двигателя и создаваемый им крутящий момент.
Система охлаждения поддерживает надлежащий диапазон рабочих температур двигателя, электродвигателя, силовой электроники и других компонентов. В холодное время года избыточное тепло батареи может отводиться в салон электромобиля. По этой причине в современных электрокарах отсутствует традиционная печка.
Трансмиссия электромобиля
В традиционном понимании в электрокарах отсутствует коробка передач и карданный привод колёс, поскольку электромотор работает эффективно в любом диапазоне скоростей. Поэтому у большинства электромобилей установлена односкоростная коробка, расположенная рядом с инвертором. Это позволяет включать режим заднего хода, меняя всего лишь фазы, а также направлять энергию торможения в заряд батареи.
Ходовая часть
Тормозная система электромобиля устроена хитрее обычной. Традиционные автомобили могут эффективно замедляться при нажатии на педаль тормоза, а энергия торможения направляется на нагрев тормозных колодок и дисков. В электромобилях электромотор может использоваться в качестве генератора для зарядки батареи. При сбросе педали акселератора электроника распознает замедление вращения магнитного поля относительно ротора и замедляет автомобиль. При этом педаль тормоза может использоваться лишь для полной остановки электрокара. Благодаря этому срок службы тормозных механизмов увеличивается в среднем в три раза.
Преимущества
- Высокая эффективность.
- Низкая стоимость энергии.
- Больше пространства в салоне и багажнике.
- Выше мощность и крутящий момент, лучше динамические показатели.
- Электродвигатели не нуждаются в принудительном охлаждении
- Более эффективное торможение электродвигателем в режиме рекуперации. Меньше износ тормозных колодок.
- Электрический двигатель и трансмиссия практически не нуждаются в обслуживании.
- Лучшая устойчивость на дороге благодаря низкому центру тяжести.
Недостатки
- Высокая зависимость от источников питания и завязанный на это запас хода.
- Слаборазвитая инфраструктура общественных зарядных станций
- Более высокая стоимость по сравнению с автомобилями-одноклассниками.
Перспективы электромобилей
Вместе с тем современная автоиндустрия демонстрирует нам, что почти все автопроизводители освоили выпуск электрокаров. С каждым годом создаются более ёмкие и мощные батареи. Некоторые производители используют узлы и агрегаты существующих автомобилей, а кто-то, например, как VW Group или Tesla, разрабатывает собственные платформы исключительно для электромобилей будущего.
Благодаря электромобилям, современные технологии позволяют полностью перейти в режим автономного вождения. Уже сегодня электромобиль стал не просто средством передвижения, а мобильным устройством в широком смысле слова с выходом в интернет. Он может обновлять программное обеспечение дистанционно, а заезжать на сервис лишь для сезонной замены покрышек.
Электромобиль отличается от привычного транспорта с ДВС тем, что передвигается благодаря работе электродвигателя, который получает энергию от аккумулятора. В этом материале мы познакомим читателя с основной терминологией в отрасли экотранспорта XXI века.
Краткий экскурс в историю электромобилей
Изобретатель электрокара вовсе не Илон Маск, как думают многие. Первые транспортные средства с электроприводом появились еще в первой половине XIX столетия — источником энергии в них были одноразовые батареи. За первенство конкурируют Англия и Венгрия, но устройства не были запатентованы.
Первая зафиксированная дата — 1884 год, в котором Томас Паркер продемонстрировал британской публике электроавтомобиль с аккумуляторами. Параллельно эволюционировали и бензиновые двигатели, тем не менее первый автопробег по Америке в 1895 году выиграл именно электрокар.
Электромобиль Томаса Паркера
Эти недостатки электропривода преодолены только недавно, и сегодня электромобили начинают уверенно конкурировать с транспортными средствами с ДВС — и конкурировать вполне успешно, а для того чтобы читателю было понятнее, почему так происходит, мы подготовили небольшую сравнительную табличку:
| Специфика | Электромобиль | Автомобиль с ДВС |
| Загрязнение окружающей среды выхлопными газами при эксплуатации | Нет | Да |
| Стоимость 100 км пробега, руб | 51,52 | 336,38 |
| КПД | 90–95 % | 25–50 % |
Как устроен электромобиль
Основные элементы электромобиля те же, что и у обыкновенного автомобиля с ДВС:
- Силовая установка.
- Электрооборудование.
- Кузов.
Разница заметна с первого взгляда — в списке отсутствует топливная система. Рассмотрим составляющие электромобиля подробнее.
Двигатель электромобиля
В екарс используются следующие типы электродвигателей:
- Постоянного тока.
- Переменного тока. Синхронные и асинхронные.
- Универсальные, работающие и от постоянного, и от переменного тока.
Кроме того, двигатели переменного тока подразделяются по числу фаз от одной до трех. Необходимые параметры напряжения питания создаются и регулируются электронным инвертором, преобразующим постоянное напряжение аккумуляторов в переменное.
Классические конструкции дополнились так называемым мотор-колесом. То есть в каждое колесо вмонтирован собственный электродвигатель с системой управления. КПД подобных систем достигает 92 %.
Аккумуляторы электромобиля
Технические характеристики электромобиля в значительной степени определяются их батареями.
Литий-ионные аккумуляторы
Это классический и пока что самый распространенный вид накопителей энергии, применяемых в электрокарах. Их достоинства:
Алюминий-ионные батареи
Введение алюминия в конструкцию аккумулятора резко снижает опасность взрыва и удешевляет производство. Новейшие экспериментальные батареи подобного типа, разработанные в Китае, выдерживают до 250 тысяч циклов перезарядки. Но в серийные электрокары их еще не устанавливают.
Литиево-серные аккумуляторы
Подобные батареи дешевле и более емкие, чем литий-ионные. И диапазон рабочих температур у них шире. Но есть и существенный недостаток — всего несколько десятков циклов перезарядки. Однако в 2020 австралийская компания году Brighsun New Energy начала выпуск литий-серных аккумуляторов повышенной емкости, рассчитанных на 1700 перезарядок. Пробег оснащенного ими электромобиля достигнет 2 000 км. Данная технология сулит революцию в конструкции всех устройств интернета вещей, прежде всего екарс. Этот тип аккумуляторов сегодня самый перспективный.
Литиево-серные аккумуляторы
Инверторы электромобилей
Электронный инвертор преобразует постоянное напряжение аккумуляторов в переменное с нужными параметрами для питания электродвигателей. Большинство батарей сегодня выдают напряжение до 300 вольт, но обозначилась тенденция к его увеличению. Дополнительная функция инвертора — формирование постоянного напряжения 12 вольт для питания бортовой сети, к которой подключаются всевозможные автомобильные гаджеты: навигатор, медиапроигрыватель, кондиционер, обогреватель, камеры слежения за дорогой, заменяющие зеркала и служащие для беспилотного режима движения.
Зарядка аккумуляторов
Сегодня эта возможность сохранена в конструкции электрокаров в основном как аварийный вариант, для того чтобы доехать до ближайшей стационарной заправки и восстановить работоспособность аккумулятора за несколько минут. Через разъем для зарядного устройства заправочной станции соединиться с бытовой сетью невозможно.
Кузов и салон электромобиля
По внешнему виду сложно отличить электрокар от автомобиля с ДВС. У них те же стремительные, но элегантные обводы, большие окна и светодиодные фары. Но салон разительно отличается. Он заметно просторнее, ведь внутри кузова нет громоздкого двигателя, коробки передач и бензобака. Аккумуляторы располагаются под днищем, электродвигатель — на задней подвеске или непосредственно вмонтирован в колеса.
Процесс управления предельно автоматизирован. Вместо привычной приборной доски — экран с необходимой информацией, картой навигатора и картинкой с тыловых камер. Переключателя скоростей нет, ключа зажигания тоже. При заказе новой машины владелец получает личный аккаунт, который вписывается в электронную карту или смартфон. Электрокар включается при приближении к нему.
Итоги
В городах основным источником загрязнения воздуха являются автомобили с ДВС. Единственной альтернативой им, сопоставимой по возможностям и техническим характеристикам, сегодня являются электромобили. До недавнего времени их цена и стоимость эксплуатации были слишком большими, но последние изобретения в области накопителей электроэнергии начинают медленно, но верно менять баланс в сторону электромобилей. Производство электрокаров непрерывно растет, несмотря на экономический кризис. Есть уверенность в том, что они — транспорт будущего.
Технические характеристики электромобилей
Сразу уточним, что не будем рассматривать электрокары-погрузчики, троллейбусы и трамваи в качестве электромобилей. Это другие транспортные средства, которые приводятся в движение с помощью передачи тока от электрического источника. Электромобиль – это транспортное средство, имеющее химический автономный источник энергии. Электромобили реализуются в различных вариантах, каждый из которых имеет свои технические характеристики.
Аккумуляторные электромобили
Это самая первая разновидность, впервые разработанная еще в позапрошлом веке. В конце 19 века была разработана модель, работающая на батареях (аккумуляторах). Ее активно использовали в Германии до Второй мировой войны, и в Великобритании, начиная с 1947 года. В то время аккумуляторные машины не пользовались особой популярностью из-за малой мощности и быстрой разрядки батареи.
Технические характеристики полностью зависят от мощности аккумуляторных батарей и наоборот. Чем больше габариты электромобиля, тем массивнее должны быть батареи. К аккумуляторным электромобилям можно отнести электрокары, электроколяски для инвалидов и пожилых людей. В производстве применяются:
литиевые аккумуляторы;
металл-воздушные аккумуляторы;
литий-серные;
алюминий-ионные.
Теоретически зарядки одного аккумулятора должно хватить на несколько десятков км пробега, но все зависит от габаритов электромобиля и нагрузки на батарею. Сегодня в европейских странах рядом с бензозаправками обязательно устанавливают зарядные устройства для аккумуляторов электромобилей. Этот транспорт не является экологически чистым на 100%. Бывшие в употреблении аккумуляторы содержат массу вредных соединений, способных отравлять окружающую среду. Поэтому существуют специальные фирмы, которые занимаются утилизацией б/у аккумуляторов. Каждый владелец предупреждается об этом при оформлении покупки.
Гибриды
К ним относятся электрифицированные автомобили, имеющие двигатель внутреннего сгорания и встроенный аккумулятор. Гибриды могут двигаться за счет электроэнергии, но по современным меркам на крайне короткое расстояние, но в основном они передвигаются за счет двигателя внутреннего сгорания. Об их экологичности трудно говорить однозначно. С одной стороны, они могут переключаться на электропитание и ездить на аккумуляторе. С другой стороны, тот же аккумулятор не обязательно подзаряжается от электросети. Он может заряжаться (в большинстве моделях так и есть) от работы двигателя внутреннего сгорания, как и вся остальная сеть автомобиля.
Плагин-гибриды
Это настоящая находка для жителей мегаполисов, где можно часами стоять в пробках, передвигаясь медленно и с частыми остановками. В плагин-гибридах установлены более мощные аккумуляторы, способные увезти водителя и его пассажиров на большие расстояния. Обычно заряда аккумулятора плагин-гибрида хватает на 10-35 км. В отличие от гибридов, подзарядка производится от сети. Эти электромобили более экологичны, чем их предшественники. При езде по городским дорогам с оживленным движением, массой перекрестков и светофоров, владельцы включают электрорежим. Тем самым они снижают выброс выхлопных газов при движении в пробке, тратя меньше топлива.
К типу гибридных автомобилей относится REEV. Это полноценный электромобиль, способный ехать только на электротяге, пока не закончится заряд. Только после этого включается двигатель внутреннего сгорания, который работает не на крутящий момент, а на выработку энергии для аккумулятора. С гибридами, возможно, проще сохранять окружающую среду, но их обслуживание встает владельцам в копеечку. Далеко не все автосервисы могут провести полноценный осмотр ДВС и электродвигателя. В гибридах это желательно делать в одном месте. Диагностика и обслуживание может стать лишней головной болью для владельцев гибридов, живущих в глухой провинции.
BEV-электромобили
Эти модели работают исключительно от электромотора. Питание исходит от аккумуляторов. Они просты в обслуживании, не имеют деталей, характерных двигателям внутреннего сгорания, требующих дополнительной смазки, замены и ремонта. Они бесшумны, быстро набирают скорость, не нуждаются в заправке традиционным автомобильным топливом. Сегодня такие электромобили по внешнему виду совсем не уступают автомобилям премиум-класса. Может быть, они немного меньшего размера, но салон такой же комфортабельный, а ход транспорта также быстр.
Электромобили, работающие на других источниках питания
Самый актуальный проект тысячелетия – это разработка транспортных средств, работающих на солнечных батареях. Автомобилестроение также не осталось в стороне. Быстрый и маневренный солнцемобиль – это мечта многих конструкторов. К сожалению, пока все модели данной категории обладают низким коэффициентом полезной деятельности. Они маломощные и очень дорогостоящие. Чтобы поднять их уровень КПД, конструкторы комбинируют разные источники питания. Так, например, солнцемобиль, дополнительно оснащенный ветровой установкой, способен развивать скорость до 120 км/ч.
Принцип работы
Принцип работы электромобиля элементарно прост. В основе главной движущей силы выступает электродвигатель. Он работает по принципу электромагнитной индукции и преобразует электрическую энергию в механическую. В этом и состоит главное отличие. Именно мотор работает не на жидком топливе, а на генерируемой электроэнергии.
Мотор состоит из ротора и статора. Магнитное поле в статоре оказывает влияние на обмотку ротора, заставляя его вращаться. Таким образом электроэнергия преобразуется в механическую энергию вращения. Полученная энергия используется для движения транспортного средства. Скорость движения прямо пропорциональна частоте тока и количеству установленных магнитных полюсов.
Автопроизводители используют следующие виды электродвигателей:
устройства переменного тока бывают асихронными, когда скорость магнитного поля выше скорости вращения ротора (применяется в Volt от Chevrolet), и синхронного, когда частоты вращения магнитного поля и ротора совпадают (применяется в i-MiEV от Mitsubishi);
устройства постоянного тока;
комбинированные устройства.
Электродвигатели обладают следующими преимуществами:
высокий КПД (до 95%);
малый вес и компактность;
простота эксплуатации и ремонта;
экологическая чистота;
быстрый разгон до набора максимальной скорости;
не требует прогрева двигателя;
работает практически бесшумно;
отсутствие коробки передач.
Из недостатков еще раз стоит отметить потребность в подзарядке аккумуляторов и обязательное наличие запасной батареи. Также на рынке представлен не очень широкий ассортимент, по сравнению с выбором автомобилей. К тому же самая простенькая модель электромобиля может достигать цены автомобиля первого класса. Дороговизна моделей, комплектующий, аккумуляторов, а также нехватка заправок, где можно зарядить машину, делает электромобиль не очень выгодной с экономической точки зрения покупкой.
Популярные модели
Несмотря на все недостатки, мировой автопром с каждым годом выпускает все большее количество гибридов и электромобилей. У сравнительно экологически чистого транспорта появились свои рейтинги, составленные по откликам владельцев. На сегодня наибольшую популярность имеют:
Tesla model S – люксовый комфортный седан был впервые представлен в 2009 году. С 2012 года запущен в массовое производство. Может проехать на одном заряде 500 км, развивает скорость до 210 км/ч. Время разгона до 100 км/ч составляет 4,4 сек. Производитель дает гарантию на аккумулятор в течение 8 лет. Время для полной подзарядки составляет 15 часов.
Tesla Roadster 3.0 – спортивный электромобиль, представленный компанией в 2014 году. Максимальная скорость 250 км/ч, время разгона составляет 4 секунды. Может пройти 640 км без подзарядки. Гарантия на аккумулятор – 8 лет. Батарея полностью заряжается за 4 часа.
Toyota RAV4 EV – японский внедорожник на электрическом ходу. Он был создан на основе бензинового прототипа и впервые представлен публике в 2010 году. Через два года в США началось серийное производство модели. Всю электрическую начинку (электродвигатель, аккумуляторы, электронику) производят в компании Tesla Motors. По этой причине руководство Тойтота хочет приостановить выпуск этой модели и запустить полностью свое производство на основе другого, разработанного брендом, внедорожника.
Volkswagen E-Golf – самый популярный электромобиль, выпущенный на территории Старого света. Немецкий производитель создал комфортабельный хэтчбек на основе полной копии бензинового прототипа. Модель запущена в производство в 2014 году. Развивает скорость до 140 км/ч, может проехать без подзарядки 190 км. Батарея полностью заряжается в течение 8 часов.
Volvo C30 Electric – шведский концерт представил трехдверный электрический хэтчбек в 2010 году. Презентация состоялась на выставке в американском Детройте. Из всего модельного ряда Вольво – это самая маленькая машина. Может проехать без подзарядки 150 км. Развивает максимальную скорость до 130 км/ч. Батарея полностью заряжается в течение 8 часов.
Mercedes-Benz B-class Electric Drive – немецкий мировой лидер автопрома представил свою модель электромобиля в 2014 году. Это компактный минивэн, рассчитанный на пять посадочных мест. Стильный и скоростной электромобиль обладает характеристиками, соответствующими всем моделям бренда. Заряда аккумулятора хватит на 200 км пути. Максимальная скорость 160 км/ч, для полного заряда аккумулятора достаточно 4-х часов.
Читайте также: