Электромобиль представляет собой транспортное средство с одним или несколькими электродвигателями. Данный тип автомобиля принципиально отличается от транспортных средств с двигателями внутреннего сгорания (ДВС), работающих на бензине или дизельном топливе.
Энергию для движения получают из аккумуляторных батарей. Процесс зарядки осуществляется от внешних источников электроэнергии.
Высокая эффективность выступает ключевым преимуществом электрокаров. Электродвигатели преобразуют большую часть энергии в движение, тогда как ДВС теряют значительную долю энергии в виде тепла.
Выделяют следующие основные типы электромобилей:
Полностью электрические - используют исключительно электроэнергию для движения. Конструкция включает емкий аккумулятор, питающий электродвигатели. Зарядка происходит от электросети или специализированных станций.
Гибридные - сочетают электродвигатель и ДВС. Функционируют на электричестве и бензине. Электрический режим обеспечивает движение на короткие дистанции с возможностью переключения на ДВС.
Водородные топливные элементы - FCEV генерируют электроэнергию из водорода для питания электродвигателей. Данный тип считается экологичным, поскольку единственным выбросом выступает вода. Toyota Mirai и Hyundai Nexo представляют эту категорию. Водородные автомобили считаются экологически чистыми, так как их единственным выбросом является вода.
Каждый электромобиль состоит из различных устройств.
Электродвигатель
Электродвигатель выполняет центральную функцию в электромобиле. Данный компонент осуществляет преобразование электрической энергии в механическую для привода колес.
Высокий коэффициент полезного действия (КПД) электродвигателей обеспечивает эффективное использование доступной энергии. Это свойство выгодно отличает их от двигателей внутреннего сгорания (ДВС).
Характерной особенностью электродвигателя выступает способность мгновенно развивать максимальный крутящий момент. Данная характеристика обуславливает быструю реакцию и плавное ускорение электрокара.
Основные типы электродвигателей в электромобилях
В современных электромобилях применяются несколько основных типов электродвигателей, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки в контексте конкретных требований и условий эксплуатации.
Асинхронные двигатели (AC индукционные)
Асинхронные двигатели были одними из первых, которые начали широко применяться в электромобилях. Они отличаются относительно низкой стоимостью и высокой надежностью благодаря отсутствию постоянных магнитов. Принцип работы основан на создании вращающегося магнитного поля в статоре, которое индуцирует токи в роторе, заставляя его вращаться.
Синхронные двигатели с постоянными магнитами (PMSM)
PMSM (Permanent Magnet Synchronous Motors) сегодня являются наиболее распространенным типом двигателей для электромобилей премиум-класса благодаря их высокой эффективности, компактности и мощности. В этих двигателях используются постоянные магниты, обычно изготовленные из редкоземельных материалов, что обеспечивает высокую плотность мощности.
Двигатели с возбуждением от обмоток (WRSM)
WRSM (Wound Rotor Synchronous Motors) представляют собой синхронные машины, где магнитное поле ротора создается электрическими катушками вместо постоянных магнитов. Это позволяет избежать использования дорогостоящих редкоземельных материалов, но за счет некоторого снижения эффективности.
Вентильные реактивные двигатели (SRM)
SRM (Switched Reluctance Motors) отличаются простотой конструкции, надежностью и низкой стоимостью. Они работают на принципе магнитного сопротивления и не требуют ни постоянных магнитов, ни обмоток на роторе. Однако они характеризуются повышенным уровнем шума и пульсаций крутящего момента.
Аксиальные двигатели
В отличие от традиционных радиальных конструкций, аксиальные двигатели имеют особую геометрию, где магнитный поток направлен параллельно оси вращения. Это обеспечивает более компактную конструкцию и лучшее соотношение мощности к весу, что делает их перспективными для интеграции непосредственно в колеса электромобилей.
Батарея и система хранения энергии
Батарея для электрического автомобиля это сотни последовательно соединенных аккумуляторных батареек как в фонариках по 3.7....4,2V каждая. За состоянием всей батарей следит отдельная электронная плата называемая Battery Management System (BMS).
Напряжение батареи 350–450 В. Но и это не предел. У Porsche Taycan электрическая платформа базируется на 800-вольтовой системе, а для перспективного грузового электротранспорта вообще рассматриваются батареи на 1200–1600 вольт.
Инвертор (Inverter)
Инвертор это...
Продолжение следует.