Com funciona un cotxe elèctric?

Oblida't dels pistons, les caixes de canvi i les corretges: un cotxe elèctric no en té. Aquests cotxes funcionen molt més fàcilment que un cotxe de gasolina o dièsel. Automobile-Propre explica detalladament la seva mecànica.

En aparença, un cotxe elèctric és similar a qualsevol altre vehicle. Cal mirar sota el capó, però també sota el terra, per veure les diferències. En lloc d'un motor de combustió interna que utilitza calor com a energia, utilitza electricitat. Per entendre pas a pas com funciona un cotxe elèctric, traçarem el camí de l'electricitat des de la xarxa pública fins a la roda.

Recàrrega

Tot comença amb la recàrrega. Per repostar, el vehicle ha d'estar connectat a una presa de corrent, caixa de paret o estació de càrrega. La connexió es realitza amb un cable amb connectors adequats. N'hi ha diversos, corresponents al mode de càrrega desitjat. Per carregar a casa, a la feina o a petits terminals públics, normalment feu servir el vostre propi cable tipus 2. Als terminals de desmuntatge ràpid s'adjunta un cable que compleix dos estàndards: el "Combo CCS" europeu i el "Chademo". Japonès. Al principi pot semblar descoratjador, però en realitat serà més fàcil a mesura que us acostumeu. No hi ha risc d'error: els connectors tenen formes diferents i, per tant, no es poden inserir a la ranura equivocada.

Un cop connectat, un corrent elèctric altern (AC) que circula per la xarxa de distribució circula per un cable que està connectat al vehicle. Realitza una sèrie de controls a través del seu ordinador de bord. En particular, assegura que el corrent sigui de bona qualitat, estigui configurat correctament i que la fase de terra sigui suficient per garantir una recàrrega segura. Si tot està en ordre, el cotxe fa passar l'electricitat pel primer element de bord: un convertidor, també anomenat "carregador de bord".

Port de càrrega estàndard Renault Zoé Combo CCS.

Convertidor

Aquest cos converteix el corrent altern de la xarxa en corrent continu (DC). De fet, les bateries emmagatzemen energia només en forma de corrent continu. Per evitar aquest pas i accelerar la recàrrega, alguns terminals converteixen l'electricitat per subministrar corrent continu directament a la bateria. Són les anomenades estacions de recàrrega de corrent continu "ràpids" i "ultraràpids", similars a les que es troben a les estacions d'autopistes. Aquests terminals molt cars i feixucs no estan dissenyats per instal·lar-se en una casa particular.

Bateria

En una bateria, el corrent es distribueix entre els seus elements constitutius. Es presenten en forma de petites piles o butxaques reunides. La quantitat d'energia emmagatzemada per la bateria s'expressa en quilowatts-hora (kWh), que equival a un "litre" del dipòsit de combustible. El flux d'electricitat o potència s'expressa en quilowatts "kW". Els fabricants poden informar de capacitat "utilitzable" i/o capacitat "nominal". És bastant senzill: la capacitat útil és la quantitat d'energia que realment utilitza el vehicle. La diferència entre útil i nominal ofereix l'espai per allargar la vida útil de la bateria.

Un exemple per entendre: una bateria de 50 kWh que es carrega amb 10 kW es pot recarregar en unes 5 hores. Per què "al voltant"? Com que està per sobre del 80%, les bateries reduiran automàticament la velocitat de càrrega. Com una ampolla d'aigua que omples des de l'aixeta, has de reduir el cabal per evitar esquitxades.

El corrent acumulat a la bateria s'envia a un o més motors elèctrics. La rotació la realitza el rotor del motor sota la influència d'un camp magnètic creat a l'estator (bobina estàtica del motor). Abans d'arribar a les rodes, el moviment sol passar per una caixa de canvis de relació fixa per optimitzar la velocitat de rotació.

Transmissió de la infecció

Així, un vehicle elèctric no disposa de caixa de canvis. Això no és necessari, perquè el motor elèctric pot funcionar sense problemes a velocitats de fins a diverses desenes de milers de revolucions per minut. Gira directament, a diferència d'un motor tèrmic, que ha de convertir el moviment lineal dels pistons en moviment circular a través del cigonyal. Té sentit que un cotxe elèctric tingui moltes menys peces mòbils que una locomotora dièsel. No requereix oli de motor, no té corretja de distribució i per tant requereix molt menys manteniment.

Frenada regenerativa

Un altre avantatge dels vehicles que funcionen amb bateries és que poden generar electricitat. Això s'anomena "frena regenerativa" o "mode B". De fet, quan un motor elèctric gira "al buit" sense subministrar corrent, el produeix. Això passa cada cop que treu el peu del pedal de l'accelerador o del fre. D'aquesta manera, l'energia recuperada s'injecta directament a la bateria.

Els models EV més recents ofereixen fins i tot modes per seleccionar la potència d'aquest fre regeneratiu. En mode màxim, frena amb força el cotxe sense carregar els discos i pastilles, i al mateix temps estalvia diversos quilòmetres de reserva d'energia. En les locomotores dièsel, aquesta energia simplement es malgasta i accelera el desgast del sistema de frenada.

El quadre de comandament d'un vehicle elèctric sovint té un comptador que mostra la potència de la frenada regenerativa.

Desglossament

Per tant, les avaries tècniques dels vehicles elèctrics són menys freqüents. Tanmateix, pot passar que et quedis sense energia després d'esperar malament el conductor, com en un cotxe de gasolina o dièsel. En aquest cas, el vehicle avisa per endavant que el nivell de bateria és baix, normalment entre un 5 i un 10% restant. Es mostren un o més missatges al tauler o a la pantalla central i alerten l'usuari.

Depenent del model, podeu conduir diverses desenes de quilòmetres addicionals fins al punt de recàrrega. La potència del motor de vegades es limita per reduir el consum i, per tant, ampliar l'autonomia. A més, el "mode tortuga" s'activa automàticament: el cotxe redueix gradualment la velocitat fins a aturar-se completament. Els senyals al quadre de comandament insten el conductor a trobar un lloc on aturar-se mentre espera una grúa.

Una petita lliçó de mecànica en un cotxe elèctric

Per facilitar-vos les coses, digueu-vos que en comptes d'un motor tèrmic, el vostre cotxe té un motor elèctric. Aquesta font d'energia es troba a la bateria.

Potser heu notat que el vehicle elèctric no té embragatge. A més, el conductor només ha de prémer el pedal de l'accelerador per obtenir un corrent constant. El corrent continu es converteix en corrent altern a causa de l'acció del convertidor. També és el que genera el camp electromagnètic a través de la bobina de coure mòbil del vostre motor.

El vostre motor conté un o més imants fixos. Oposen el seu camp magnètic al camp de la bobina, que els posa en moviment i fa funcionar el motor.

Els conductors informats podrien haver notat que tampoc no hi havia cap caixa de canvis. En un vehicle elèctric, aquest és l'eix del motor que, sense intermediari, inclou els eixos de les rodes motrius. Per tant, el cotxe no necessita pistons.

Finalment, perquè tots aquests "dispositius" estiguin perfectament sincronitzats entre si, l'ordinador de bord comprova i modula la potència desenvolupada. Per tant, depenent de la situació, el motor del vostre cotxe ajusta la seva potència d'acord amb la relació de revolucions per minut. Això sovint és menor que en els vehicles de combustió.

Càrrega: on comença tot

Perquè el vostre cotxe pugui conduir-lo, heu de connectar-lo a una presa de corrent o una estació de càrrega. Això es pot fer mitjançant un cable amb connectors adequats. Hi ha diferents models per adaptar-se a diferents modes de càrrega. Si voleu trobar el vostre cotxe nou a casa, a la feina o a les estacions de recàrrega públiques, necessitareu un connector tipus 2. Utilitzeu un cable "Combo CCS" o "Chedemo" per utilitzar els terminals ràpids.

Durant la càrrega, un corrent elèctric altern flueix pel cable. El teu cotxe passa per diverses comprovacions:

• Necessites un corrent de gran qualitat i ben ajustat;
• La connexió a terra ha de proporcionar una càrrega segura.

Després de comprovar aquests dos punts, el cotxe dóna permís perquè l'electricitat passi pel convertidor.

El paper important del convertidor en un vehicle endollable

El convertidor "converteix" el corrent altern que flueix pel terminal en corrent continu. Aquest pas és necessari perquè les bateries EV només poden emmagatzemar corrent de corrent continu. Tanmateix, tingueu en compte que podeu trobar terminals que converteixen directament AC a DC. Envien el seu "producte" directament a la bateria del vostre vehicle. Aquestes estacions de càrrega proporcionen una càrrega ràpida o súper ràpida, segons el model. En canvi, si t'haguessis d'equipar amb aquests terminals per carregar el teu nou cotxe elèctric, sàpigues que són molt cars i impressionants, i per tant estan instal·lats, en tot cas, de moment només en llocs públics (per exemple , per exemple, zones d'esbarjo a les carreteres).

Dos tipus de motor de cotxe elèctric

Un vehicle elèctric pot estar equipat amb dos tipus de motors: un motor síncron o un motor asíncron.

Un motor asíncron genera un camp magnètic quan gira. Per fer-ho, es basa en l'estator, que rep electricitat. En aquest cas, el rotor gira constantment. El motor asíncron s'instal·la principalment en vehicles que fan trajectes llargs i es mouen a gran velocitat.

En un motor d'inducció, el propi rotor assumeix el paper d'un electroimant. Per tant, crea activament un camp magnètic. La velocitat del rotor depèn de la freqüència del corrent que rep el motor. És el tipus de motor ideal per a la conducció en ciutat, parades freqüents i arrencades lentes.

Bateria, font d'alimentació del vehicle elèctric

La bateria no conté uns quants litres de gasolina, sinó quilowatts-hora (kWh). El consum que pot proporcionar la bateria s'expressa en quilowatts (kW).

La bateria de tots els vehicles elèctrics consta de milers de cèl·lules. Quan el corrent passa per ells, es reparteix entre aquests milers de components. Per fer-vos una idea més específica d'aquestes cèl·lules, penseu-hi com a piles o butxaques connectades entre si.

Un cop el corrent passa per les bateries de la bateria, s'envia als motors elèctrics del cotxe. En aquesta etapa, l'estator veu el camp magnètic generat. És aquest últim el que acciona el rotor del motor. A diferència d'un motor tèrmic, imprimeix el seu moviment a les rodes. Segons el model de cotxe, pot transmetre el seu moviment a les rodes mitjançant una caixa de canvis. Només té un informe, que augmenta la seva velocitat de rotació. És ell qui troba la millor relació entre parell i velocitat de rotació. És bo saber-ho: la velocitat del rotor depèn directament de la freqüència del corrent que circula pel motor.

Per obtenir informació, tingueu en compte que les noves bateries recarregables utilitzen liti. L'autonomia d'un vehicle elèctric oscil·la de mitjana entre 150 i 200 km. Les noves bateries (liti-aire, liti-sofre, etc.) augmentaran significativament la capacitat de les bateries d'aquests vehicles durant els propers anys.

Com canviar l'aspecte del teu cotxe elèctric sense caixa de canvis?

Aquest tipus de vehicle té un motor que pot girar diverses desenes de milers de revolucions per minut! Per tant, no necessiteu una caixa de canvis per canviar la velocitat de creuer.

El motor d'un vehicle totalment elèctric transmet la rotació directament a les rodes.

Què cal recordar d'una bateria d'ions de liti?

Si estàs considerant seriosament comprar un vehicle elèctric, aquí tens informació important sobre les bateries d'ions de liti.

Un dels avantatges d'aquesta bateria és la seva baixa taxa d'autodescàrrega. Concretament, això vol dir que si no feu servir el cotxe durant un any, perdrà menys del 10% de la seva capacitat de càrrega.

Un altre avantatge important: aquest tipus de bateries pràcticament no requereix manteniment. D'altra banda, ha d'estar dotat sistemàticament d'un circuit de protecció i regulació, BMS.

Els temps de càrrega de la bateria poden variar segons el model i la marca del vostre vehicle. Per tant, per saber quant de temps romandrà endollat ​​el vostre cotxe, consulteu la densitat de la bateria i el mode de càrrega que trieu. La càrrega durarà aproximadament 10 hores. Planifica amb antelació i espera!

Si no vols o no tens temps per planificar amb antelació, connecta el teu cotxe a una estació de recàrrega o una caixa de paret: el temps de càrrega es reduirà a la meitat!

Una altra alternativa per als que tinguin pressa: opteu per una "càrrega ràpida" en lloc d'una càrrega completa: el vostre cotxe es carregarà fins al 80% en només 30 minuts!

És bo saber-ho: en la majoria dels casos, les bateries dels cotxes es troben sota el terra. La seva potència oscil·la entre els 15 i els 100 kWh.

Increïble funció de frenada de vehicles elèctrics

Potser encara no ho saps, però conduir un cotxe elèctric et permet generar electricitat! Els fabricants d'automòbils han dotat els seus vehicles elèctrics de "superpotència": quan el teu motor es queda sense electricitat (com quan t'aixeca el peu de l'accelerador o quan frenes), ho fa! Aquesta energia va directament a la bateria.

Tots els vehicles elèctrics moderns disposen de diversos modes que permeten als seus conductors triar una o una altra potència de frenada regenerativa.

Com recarregueu aquests nous cotxes verds?

Vius en una casa petita? En aquest cas, podeu carregar el cotxe directament a casa.

Carrega el teu cotxe a casa

Per carregar el cotxe a casa, agafeu el cable que es va vendre amb el cotxe i connecteu-lo a una presa de corrent estàndard. El que estàs acostumat a carregar el teu telèfon intel·ligent servirà! Tanmateix, tingueu en compte el risc potencial de sobreescalfament. Sovint, l'amperatge es limita a 8 o 10 A per evitar accidents. A més, si necessiteu una càrrega completa per mantenir el vostre petit vehicle elèctric en funcionament, el millor és programar-lo perquè s'encengui a la nit. Això es deu al fet que un corrent més baix provoca temps de càrrega més llargs.

Una altra solució: instal·lar una caixa de paret. Costa entre 500 € i 1200 €, però pots sol·licitar una bonificació fiscal del 30%. Obtindreu una càrrega més ràpida i un corrent més alt (aproximadament 16 A).

Carrega el teu cotxe a la terminal pública

Si vius en un apartament, no pots connectar el cotxe a casa o estàs de viatge, pots connectar el teu cotxe a una estació de recàrrega pública. Ho trobareu tot en aplicacions especialitzades o a Internet. Sapigueu per endavant que és possible que necessiteu una targeta d'accés al quiosc emesa per la marca o comunitat que va instal·lar el quiosc en qüestió.

La potència transmesa i, per tant, el temps de càrrega també difereixen en funció dels diferents dispositius.

Poden fallar els models elèctrics?

Aquests vehicles més ecològics també tenen l'avantatge de tenir menys trencaments. És lògic, ja que tenen menys components!

No obstant això, aquests vehicles poden patir talls de llum. De fet, pel que fa als cotxes de gasolina o dièsel, si no espereu prou "combustible" al vostre "dipòsit", el vostre cotxe no podrà avançar!

El vostre vehicle totalment elèctric us enviarà un missatge d'advertència quan el nivell de la bateria sigui especialment baix. Sapigueu que us queda del 5 al 10% de la vostra energia! Els avisos apareixen al tauler o a la pantalla central.

Estigueu tranquils, estareu (no necessàriament) a la vora d'una carretera deserta. Aquests vehicles nets us poden transportar a qualsevol lloc de 20 a 50 km: és hora d'arribar al punt de recàrrega.

Després d'aquesta distància, el vostre cotxe redueix la potència del motor i hauríeu de sentir una desacceleració gradual. Si continueu conduint, veureu altres avisos. Aleshores, el mode Tortuga s'activa quan el cotxe està realment sense alè. La teva velocitat màxima no superarà els deu quilòmetres, i si (de debò) no vols estar a la vora d'una carretera solitària, segur que hauràs d'aparcar o carregar la bateria.

Quant costa carregar un vehicle elèctric?

El cost de recàrrega depèn de diversos factors. Tingueu en compte que carregar el cotxe a casa us costarà menys que carregar-lo en una terminal pública. Prengui per exemple Renault Zoé. Carregar a Europa costarà uns 3,71 euros, o només 4 cèntims per quilòmetre!

Amb una terminal pública, espereu uns 6 € per cobrir 100 km.

També trobareu terminals de 22 kW de manera gratuïta durant un període de temps determinat abans que es paguin.

Les més cares són sens dubte les estacions de "recàrrega ràpida". Això es deu al fet que requereixen molta potència i això requereix una determinada infraestructura. Si seguim amb el nostre exemple Renault Zoé, 100 km d'autonomia et costaran 10,15 €.

Finalment, sabeu que, en general, un cotxe elèctric us costarà menys que una locomotora dièsel. De mitjana, un recorregut de 10 km costa 100 euros.