Наши решения

Меньше слов - больше дела

Основные узлы электромобиля

Основные узлы электромобиля

При различиях в компоновке и эффективности электро­мобили всех поколений имеют много общего в конструкции: набор основных узлов и агрегатов у них практически одинаковый. Рассмотрим их по порядку.

Электромотор. Главный агрегат любого BEV. Работа электро­двигателя основана на том, что на проводник тока, помещённый в магнитное поле, действует механическая сила, и в нём эта сила вращает его вал за счёт электро­магнитного взаимо­действия подвижной части (ротора) с неподвижным корпусом (статором). Добиться этого можно разными методами, поэтому электро­двигатели тоже различаются по конструкции.

Для привода электромобиля используют бесколлекторные (бесщёточные) моторы. Наиболее эффективный из них — так называемый синхронный электро­двигатель переменного тока с постоянными магнитами в качестве ротора. Минусы — цена (при изготов­лении магнитов используются редкие металлы), а также трудности в управлении из-за постоянного магнитного поля. Поэтому такие моторы применяют в дорогих и мощных электрокарах, например Porsche Taycan или Jaguar I‑Pace.

Чаще применяют менее дорогие в производстве электродвигатели с индукционными катушками вместо магнитов, тоже работающие от переменного тока. Они могут быть синхронными (например, у Renault Zoe), но чаще в них вращение ротора отстаёт от вращения магнитного поля, создаваемого катушками статора. Из-за этого такие моторы называют асинхронными. У них ниже КПД, зато они проще в управлении. Такими двигателями оснащается, в частности, Tesla Model S и Audi e-tron.

Трансмиссия. Все применяемые в электромобилях двигатели развивают очень высокий крутящий момент буквально с нулевых оборотов, могут раскручи­ваться до очень высоких скоростей и менять направление вращения. Поэтому электро­мобилям не требуется сложная много­скоростная коробка передач и увесистая трансмиссия, как авто­мобилям с ДВС. Достаточно простого и надёжного понижающего редуктора (обычно в виде планетарной передачи), пристыко­ванного непосред­ственно к мотору. На мощных и быстрых машинах его может дополнять двух­ступен­чатая коробка, позволяющая совместить мощную тягу «на низах» с высокой максимальной скоростью.

Проект "StarPixel"
Проект "StarPixel"
Проект "StarPixel"
01

Тяговая батарея.

Самый дорогой узел электро­мобиля. Сегодня она пред­ставляет из себя набор элементарных аккумуляторов (ячеек), который управляется целой системой из микро­контроллеров. Батареи различаются по ёмкости, рабочему напряжению (на EV – от 350 до 800 вольт), а также по форме, адаптиро­ванной под компоновку конкретной модели электро­мобиля. Отличаются они и ячейками, при изготовлении которых могут использо­ваться разные материалы. Например, никель-металл­гидридные аккумуляторы уже считаются устаревшими, а самыми популярными признаны литиевые ячейки нескольких разно­видностей. В перспективе должны появиться батареи нового поколения, которые сегодня разрабаты­ваются где-то в недрах электро­технических компаний. Подробнее о типах и устройстве батарей электро­мобилей мы расскажем в отдельном материале.
02

Инвертор.

Устройство, которое служит связующим звеном между электро­двигателем и батареей. Из названия следует, что главное предназ­начение этого блока — преобразо­вание тока, ведь батарея выдаёт и принимает постоянный ток, а мотор работает на переменном. Однако полномочия этой «коробочки» намного шире: она же по команде от педалей электрокара управляет продольным ускорением или замедлением электро­мобиля, регулируя потоки энергии от батареи к двигателю и обратно (при рекуперации на торможении).
03

Аккумулятор.

Казалось бы, при наличии такого мощного источника энергии электро­мобилю уже не нужен обычный 12-вольтовый аккумулятор — но он есть. Стандартная и безопасная в техобслужи­вании низко­вольтовая подсистема требуется для функцио­нирования бортовой электроники и светотехники, электро­усилителей, актуаторов, компрессоров и прочих приводов.
Image
Проект "StarPixel"
Image
Проект "StarPixel"

Электрический двигатель намного меньше греется, и не требуется мощное охлаждение. Однако в любом BEV всё равно можно встретить и радиатор, и систему тепловых магистралей, которые нужны тяговой батарее.

Ведь наиболее эффективно она работает лишь в ограниченном диапазоне температур, а при большой нагрузке, частых переходных цикла разряд/заряд во время движения или при скоростной зарядке сильными токами батарея сильно греется. Терморегулирование может понадобиться и инвертору, через который протекают токи очень высокой силы.

Попутно система охлаждения, работающая в режиме «теплового насоса» (как инверторный кондици­онер в помещениях), способна с минимальными энерго­затратами обеспечить комфорт в салоне.

Date

21 июня 2019

Tags

Дизайн

Информация

Star Factory
star.factory.channel@gmail.com

Image