Com funciona un cotxe elèctric? Caixa de canvis en un cotxe elèctric: hi és o no? [RESPOSTA]

Vehicles elèctrics: com funcionen? Com estan disposats? Les bateries dels cotxes elèctrics són pesades? Car? És complicada la caixa de canvis d'un cotxe elèctric? Aquí teniu una breu introducció al tema, els avantatges dels vehicles elèctrics i els seus inconvenients.

Com funciona un cotxe elèctric

Taula de continguts

• Com funciona un cotxe elèctric
• Bateries per a vehicles elèctrics: fins a mitja tona sota terra, la part més cara
  • En quines unitats es mesura la capacitat de la bateria?
  • Quines són les capacitats de les bateries dels vehicles elèctrics?
• El motor d'un vehicle elèctric: fins a 20 rpm!
• Caixa de canvis de vehicle elèctric: només 1 marxa (!)
  • Caixes de canvis en vehicles elèctrics: ho faran?
  • Dos motors en lloc d'una caixa de canvis de dues velocitats

Externament, un cotxe elèctric no difereix fonamentalment d'un cotxe de combustió interna convencional. Ho podeu reconèixer principalment pel fet que no té tub d'escapament i sona una mica diferent. Això vol dir: pràcticament no sona i no fa sorollexcepte el xiulet silenciós del motor elèctric. De vegades (vídeo d'exemple):

Tesla P100D + rodes BBS piratejades!

Les diferències fonamentals només comencen amb el xassís. Un cotxe elèctric no té un motor de combustió interna, una caixa de canvis (més sobre això també a continuació) i un sistema d'escapament. En lloc d'ells un cotxe elèctric té bateries grans i un motor elèctric petit. Què petit? De la mida d'una síndria. Al BMW i3 es veu així:

El disseny del BMW i3, amb les bateries col·locades una al costat de l'altra i un petit motor que acciona les rodes posteriors, és un canó brillant a la part posterior, al qual porten cables taronges (c) BMW

Bateries per a vehicles elèctrics: fins a mitja tona sota terra, la part més cara

Les bateries més grans, més cares i més pesades d'un vehicle elèctric són les bateries. Aquest és un anàleg complex del dipòsit de combustible clàssic, que emmagatzema l'energia generada directament a la central elèctrica. És difícil imaginar un transport més senzill: arrenca a la turbina d'una central elèctrica i viatja per un cable directament fins a una planxa, un ordinador o un cotxe elèctric.

Quina mida tenen les bateries d'un cotxe elèctric? Ocupen tot el xassís. Què tan car? El cost del kit que es mostra a la foto és d'uns 30 PLN. Tan pesat? Per cada 15 quilowatts-hora, la capacitat de la bateria avui és d'uns 2017 quilograms per 100, inclosos el casc i l'equip de refrigeració / calefacció.

En quines unitats es mesura la capacitat de la bateria?

Però exactament "quilowatts-hora": quines són aquestes unitats? Bé, la capacitat d'una bateria es mesura en unitats d'energia, és a dir, quilowatts-hora (kWh). No s'han de confondre amb la unitat de potència (quilo) watts (kW). Coneixem aquestes unitats elèctriques per les nostres factures d'electricitat, que paguem de mitjana cada dos mesos.

Secció transversal de la generació anterior de Nissan Leaf. A la dreta hi ha la part davantera del cotxe, hi ha una presa de càrrega. El motor es troba al mig entre les rodes (tub negre sota els cables taronja), i les bateries estan més a prop de les rodes posteriors del cotxe (c) Nissan

La llar mitjana consumeix uns 15 quilowatts-hora d'energia al dia i cada quilowatt-hora no costa més de 60 cèntims. Un conductor econòmic d'un cotxe elèctric consumeix aproximadament la mateixa quantitat d'energia, però durant 100 quilòmetres.

> Com convertir quilowatts-hora (kWh) d'energia del vehicle elèctric en litres de combustible?

Piles: de 150 a 500 quilograms

Les bateries són un dels components més pesats d'un vehicle elèctric. Pesen entre 150 i 500 quilograms (mitja tona!). Per exemple, les bateries Tesla Model 3 amb una capacitat de poc més de 80 quilowatts-hora pesen 480 quilograms, i Tesla és líder en optimització de pes!

Bateries (centre) i motor (esquena) en un Tesla Model 3 (c) Tesla

Quines són les capacitats de les bateries dels vehicles elèctrics?

Els cotxes fabricats el 2018 estan equipats amb bateries amb una capacitat des de 30 (Hyundai Ioniq Electric) fins a uns 60 quilowatts-hora (Opel Ampera E, Hyundai Kona 2018) i de 75 a 100 quilowatts-hora (Tesla, Jaguar I-Pace, Audi). e - tron ​​​​Quattro). En general: com més gran sigui la bateria, més gran serà l'autonomia del vehicle elèctric, i per cada 20 quilowatts-hora de capacitat de la bateria, has de poder conduir almenys 100 quilòmetres.

> Vehicles elèctrics 2017 amb màxima reserva d'energia amb una sola càrrega [TOP 20 VALORACIÓ]

El motor d'un vehicle elèctric: fins a 20 rpm!

Un motor de cotxe elèctric és un disseny senzill, conegut des de fa més de 100 anys, inventat per l'inventor nascut a Sèrbia Nikola Tesla. En el pitjor dels casos, un motor elèctric consta de diverses desenes de peces i un motor de vehicle de combustió interna consta de diverses desenes. mil!

El principi de funcionament d'un motor elèctric és molt senzill: se li aplica una tensió que el posa en moviment (gir). Com més gran sigui la tensió, més gran serà la velocitat.

El motor Tesla amb caixa de canvis es troba en un tub de plata. La caixa de canvis es troba sota la carcassa blanca i grisa, a través de la qual es transmet la velocitat del motor a l'eix de l'hèlix i les rodes. Dibuix explicatiu (c) Notes tècniques

El cotxe mitjà de gasolina té una escala de tacòmetre de 0 a 7 rpm, el cotxe dièsel mitjà té una velocitat de 000 rpm. El camp vermell, que indica el perill d'avaria del motor, comença abans, a 5-000 mil rpm.

Mentrestant, els motors dels vehicles elèctrics estan arribant fins i tot uns quants milers de rpm. Al mateix temps, tenen una eficiència excel·lent perquè solen convertir més del 90 per cent de l'energia subministrada en moviment; en els motors de combustió interna, l'eficiència del 40 per cent és un gran èxit, que només s'aconsegueix amb algunes condicions tècniques. -cotxes artificials.

> Quina eficiència té el motor elèctric? ABB va arribar al 99,05%

Com funciona un cotxe elèctric? | Tesla Model S

Caixa de canvis de vehicle elèctric: només 1 marxa (!)

L'element més interessant dels vehicles elèctrics moderns són les transmissions, que... no existeixen. Sí sí, Els cotxes elèctrics solen tenir només una marxa (més el contrari, és a dir, que s'obté quan es torna a aplicar la tensió). El motor està connectat a les rodes per un engranatge molt senzill que redueix la velocitat del motor en el rang de 8-10: 1. Així, 8-10 revolucions de l'eix del motor són 1 revolució completa de les rodes. Aquesta transmissió normalment consta de tres engranatges que s'engranen constantment entre si:

Per què els vehicles elèctrics només tenen una marxa? Sembla que els fabricants no volien augmentar el pes de les màquines i posar-se la vida difícil. Els motors elèctrics generen un parell molt elevat des del primer moment, que requereixen engranatges gruixuts i duradors. En aquest cas, l'eix del motor elèctric pot girar fins i tot a una velocitat de 300 revolucions per segon (!).

Totes aquestes característiques fan que la caixa de canvis del motor elèctric hagi de ser extremadament robusta, alhora que ha de canviar de marxa en centèsimes de segon, la qual cosa augmenta notablement el cost d'un vehicle elèctric.

Caixes de canvis en vehicles elèctrics: ho faran?

De fet, ja hi són. La foto que veieu a dalt és en realitat una secció transversal d'un prototip de transmissió de dues velocitats per a un vehicle elèctric. El Rimac Concept One utilitza transmissions de dues velocitats (així que la caixa de canvis ja hi és, és a dir, caixes de canvis!). També apareixen els primers prototips de la transmissió de tres velocitats.

aquests caixes de canvis per a vehicles elèctrics són importants perquè, d'una banda, permeten que el cotxe s'acceleri ràpidament, i de l'altra, en circular per l'autopista, permeten que el motor giri més lentament (= menys consum energètic), és a dir. augmenten efectivament la velocitat del motor. quilometratge del cotxe.

Dos motors en lloc d'una caixa de canvis de dues velocitats

Avui Tesla ha abordat el problema de la manca de caixes de canvi a la seva manera: els cotxes amb dos motors tenen transmissions diferents i, sovint, dos motors diferents davant i darrere. L'eix posterior pot ser més fort i tenir una relació de transmissió més alta (p. ex. 9:1) per utilitzar millor el parell i accelerar el vehicle. La part davantera, al seu torn, pot ser més feble (= consumir menys potència) i tenir una relació de transmissió més baixa (p. ex. 7,5: 1) per reduir el consum d'energia a llargues distàncies.

Les dades anteriors són aproximades i depenen molt de la versió i el model del cotxe. Però les diferències es noten. Per exemple, el Tesla Model S 75 té una autonomia de només 401 quilòmetres, mentre que el Tesla Model S 75D ("D" per a la versió amb tracció total) ja té una autonomia de 417 quilòmetres:

> Tania Tesla S torna a oferir. S 75 a la venda el 2018

Això et pot interessar: