Электромобили становятся все более популярными в автомобильном мире, ожидаются что эти бесшумные экологически чистые и высокопроизводительные транспортные средства сделают двигатели внутреннего сгорания устаревшими к 2025 году это рассказ представит скрытые технологии автомобиля tesla model s, который недавно вошел в тройку самых быстрых автомобилей в мире, мы рассмотрим благодаря чему электромобили достигли превосходной производительности анализируя устройство асинхронного двигателя инвертора литий-ионного аккумулятора и синхронизированной коробки передач в простой и логичной форме. В основе автомобиля tesla лежит изобретение сделанное великим ученым «Николой Теслой» около ста лет назад асинхронный или индукционный двигатель. Асинхронный двигатель имеет две основные части статор и ротор здесь вы можете видеть, как выглядят эти части двигателя ротор это про проводящих стержней на короткозамкнутых с торцов кольцами трехфазный переменный ток подается на статор, проходя по обмоткам, трехфазный переменный ток создает вращающееся магнитное поле, двигатель тесла производят четырёх полюсное магнитное поле, это вращающееся магнитное поле индуцирует ток стержнях ротора, что заставляет ротор вращаться в индукционном двигателе, ротор всегда вращается несколько медленнее электромагнитного поля в асинхронном двигателе нет ни щеток не постоянного магнита при этом он остается надежным и мощным. Прелесть асинхронного двигателя заключаются в том, что его скорость зависит от частоты переменного тока, таким образом просто изменяя частоту тока в источнике питания мы сможем изменить скорость вращения ведущих колёс.
Этот факт позволяет легко и надежно контролировать скорость электромобиля. Питание двигателя осуществляется от частотно-регулируемого привода, который свою очередь контролирует скорость двигателя. Скорость двигатель может варьироваться от 0 до 18 тысяч оборотов в минуту это наиболее значительное преимущество электромобилей по сравнению с автомобилями с ДВС – двигатель внутреннего сгорания обеспечивает полезный крутящий момент и выходную мощность только в ограниченном диапазоне скоростей поэтому прямую и двигателя к ведущим колесам не очень хорошая идея для изменения с.к. да необходимо ввести коробку переменных передач, асинхронный двигатель напротив будет работать эффективно при любом диапазоне скоростей, таким образом для электромобилей не требуется коробки переменных передач они не создают прямого вращательного движения возвращать на и движение преобразуются линейное движение поршня - это создает серьезные проблемы для механической балансировки, в отличие от асинхронного двигателя двигатель внутреннего сгорания не запускается самостоятельно также выходная мощность двигателя внутреннего сгорания всегда неравномерна, многие дополнительные детали необходимые для решения этой проблемы в случае же с асинхронным двигателем есть возможность прямого вращательно движения и получения равномерной выходной мощности многие детали конструкции двигателя внутреннего сгорания здесь просто не нужны, в результате, асинхронный двигатель обладает отличной скоростью реагирования и более высокой удельной мощностью на единицу веса транспортного средства, демонстрируя превосходную производительность автомобиля однако, что питает асинхронный двигатель, конечно, аккумулятор вырабатывает мощность постоянного тока поэтому перед подачи питания на двигатель он должен быть преобразован в переменной для этой цели используется «inverter» это электронное устройство управляет частоту переменного тока а, следовательно, и скоростью двигателя кроме того, инвертор может изменять амплитуду переменного тока, которая свою очередь будет задавать выходную мощность двигателя другими словами, inverter - это что-то вроде мозга электромобиля или давайте рассмотрим аккумуляторную батарею возможно это вас удивит, но это всего лишь набор обычных литий-ионных элементов подобных тем, которые используются в вашей повседневной жизни. Элементы объединены в блоки и соединены параллельно чтобы обеспечить мощность необходимы для запуска электромобиля, гликолевый хладагент проходит по металлическим трубкам через зазоры между элементами аккумулятора это нововведение тесла использование множества маленьких элементов вместо нескольких больших позволяет эффективно охлаждать систему что сводит к минимуму возможность появления точек перегрева и даже позволяет распределить температуру равномерно, что приводит к увеличению срока службы батареи. Элементы объединены в съемные модули рейном блоке имеется 16 таких модулей, состоящих из семи тысяч элементов нагретый гликоль охлаждается, проходя через радиатор, который установлен в передней части двигателя помимо прочего вы можете видеть, что такое плоский батарейный блок, будучи установлен близко к земле позволяет снизить центр тяжести транспортного средства, низкий центр тяжести значительно улучшает устойчивость автомобиля аккумулятор же покрывает, но автомобиля по всей ширине что обеспечивает структурную жесткость против боковых столкновений теперь вернёмся к трансмиссии тесла, мощность производимые двигателя передается на виду у колес и через коробку передач как уже бы ранее двигатель «tesla model s» имеет широкий диапазон выходной мощности и поэтому используют простую 1 скоростную коробку передач вы можете видеть, что выходная скорость двигателя уменьшается в 2 этапа переход к задней передаче в электромобиле также очень прост для этого достаточно изменить порядок чередования фаз в двигателе единственной целью коробки электромобиля является снижение скорости вращения и связанное с этим увеличение крутящего момента. Второй компонент трансмиссии дифференциал после понижения скорости сила передается к нему как вы можете видеть это простой свободный дифференциал, однако такие дифференциалы имеют проблемы регулирования тягового усилия почему же в таком передовом автомобиле используется свободный дифференциал.
Дифференциал с повышенным внутренним сопротивлением заключается в том, что свободный дифференциал более надежен и передает больший крутящий момент. Проблема регулирования тягового усилия, возникающая при свободном дифференциале может быть эффективно преодолена с помощью двух методов, селективное торможение и быстрое кратковременное отключение от источника мощности, в двигателе внутреннего сгорания такие отключения посредством прекращения подачи топлива недостаточно оперативно ровно, в двигателе возможны быстрое отключение питания, что является эффективным средством контроля тягового усилия в tesla, этот процесс производится в соответствии современным алгоритмам и с помощью датчиков и контроллеров проще говоря tesla motors заменили сложную механическую систему высокочувствительным программным обеспечением знали ли вы что вождение электромобиля можно производить с помощью одной лишь педали этого его мощной или кооперативной тормозной системе такая система позволяет экономить огромную кинетическую энергию автомобиля в виде электричество не теряя ее форме выделяемого тепла в электромобиле, как только вы нажимаете педаль акселератора включается рекуперативное торможение при этом во время дивного торможения асинхронный двигатель работает и как генератор здесь показано как что приводят в действие ротор асинхронного двигателя мы знаем, что в асинхронном двигателе скорость ротора меньше скорости электромагнитного поля чтобы преобразовать двигатель в генератор вам нужно сделать так чтобы скорость ротора стала выше чем скорость электромагнитного поля инвертор играет здесь ваш регулируя частоту тока и поддерживая скорость электромагнитного поля ниже скорости ротора это генерирует электричество в катушках статора образуя больше электроэнергии чем требуется для работы электромобиля сгенерированный переизбыток электричество может быть после его преобразования сохранен в аккумуляторной батареи во время этого процесса на ротор действует против электродвижущая сила поэтому ведущие колеса и автомобиль будут замедляться таким образом скорость транспортного средства может легко контролировать во время вождения при помощи одной педали педаль тормоза может использоваться для полной остановки электромобили как вы возможно уже знаете электромобили намного безопаснее чем автомобиль с ДВС затраты на содержание электромобиля и на его вождения также намного ниже если новые усовершенствованные технологии позволят преодолеть недостатки этого вида транспорта то электромобили обещают стать автомобилями будущего, авторы благодарят господину Джеффу Гарсия, эксперту по электромобилям.
Спасибо за чтение.
