Двигатель электромобиля – разновидности и принцип работы. Мощность двигателя электромобиль


Часто задаваемые вопросы |  Клуб Электро-автосам

24th Март 2013

1. Что нужно, что бы переоборудовать автомобиль в электромобиль?2. Какой принцип работы электромобиля?3. Насколько сложно управлять электромобилем?4. Какие можно использовать аккумуляторы для электромобиля?5. Какой двигатель нужен для электромобиля?6. Какой максимальный пробег и скорость будет у электромобиля?7. Что случится, когда в аккумуляторах заканчивается энергия (заряд)?8. Сколько времени длится зарядка аккумуляторов?9. Фирма «Тесла-моторс» заявляет, что их автомобиль можно заряжать за 30мин. На фотографиях у них показан автомобиль, подключенный в обычную бытовую розетку. Я тоже так быстро хочу заряжаться от бытовой розетки. Вы можете такое же зарядное устройство сделать?10. Как часто аккумуляторы нужно заряжать?11. Где и как электромобиль можно заряжать?12. Как часто аккумуляторы нужно менять?13. В Интернете говорят, что литиевые аккумуляторы после 3 лет теряют свою емкость, не взирая на то, использовали их или нет. А как происходит в случае с электромобилем?14. Как аккумуляторы переносят морозы?15. Как обогревается салон в электромобиле?16. Хочу установить в свой электромобиль асинхронный двигатель, ведь он дешевый. Что нужно еще установить, что бы он работал от аккумуляторов?17. Что лучше – много маленьких аккумуляторов или несколько больших?18. Если установить на борту электрический дизельгенератор, который потребляет 1 л в час топлива – насколько это продлит пробег?19. Если поставить генератор на колесо электромобиля и подключить его обратно к аккумуляторам, можно ли таким образом продлить пробег электромобиля ?20. Можно ли использовать энергию торможения с помощью электродвигателя, для подзарядки аккумуляторов (рекуперация)?21. В Интернете продаются генераторы электроэнергии (Адамса/ Вега, утилизаторы свободной энергии, «эфира»…), не требующие никакого топлива или другого энергоносителя. Можно ли такой генератор установить на электромобиль, что б не заряжать его совсем?22. Насколько электромобиль безопасен для здоровья человека (излучение мотора, проводов) ?23. Можно ли вместо контроллера использовать просто педаль с потенциометром, а регулировку тока оставить на водителя?24. Я читал, что мощность электродвигателя, установленного на легковой 4х местный автомобиль всего 4кВт. Но ведь этого мало?

Обсуждение на форуме

1. Что нужно, что бы переоборудовать автомобиль в электромобиль?Обычный, стандартный электромобиль состоит из1 – электродвигателя; 2 – регулятора мощности электродвигателя; 3 – аккумуляторов; 4 – DC\DC преобразователя 12В для питания бортовых потребителей; 5 – зарядного устройства; 6 – индикаторных приборов;

2. Какой принцип работы электромобиля?Электроэнергия из аккумуляторов поступает через регулятор мощности, по проводам, на электродвигатель.Водитель контролирует мощность электродвигателя, и соответственно, скорость автомобиля, с помощью педали акселератора, который связан с регулятором мощности электродвигателя. Регулятор мощности согласно педали акселератора подает на электродвигатель нужное напряжение из аккумуляторов. Электродвигатель приводит автомобиль в движение.

3. Насколько сложно управлять электромобилем?Тем, кто учился ездить на автомобиле с ручной коробкой передач, ездить на Э\М будет легче. Принцип управления напоминает езду с автоматической коробкой передач. Для начала движения достаточно включить регулятор, включить 3-ю или 4-ю передачу (если стоит родная коробка передач) и нажать акселератор. Все это можно делать без нажатия сцепления. Переключение передач также можно делать без сцепления. Для этого достаточно полностью отпустить акселератор, и переключится на соседнюю передачу.

4. Какие можно использовать аккумуляторы для электромобиля?На сегодня альтернативы литиевым АКБ я пока не нашел. Имею ввиду из серийных образцов, доступных в продаже. Если конкретнее, то тип батарей называется литий-иттрий-железо-фосфатные, или LiYFePO4. На сегодня на таких батареях мой электромобиль прошел 23 тыс.км. Пока дефекты не обнаружены.Свинцовые стартерные АКБ, на которых ездил раньше, потеряли свою емкость меньше, чем за год. Поэтому с этим типом АКБ эксперименты пока отложены.

5. Какой двигатель нужен для электромобиля?Из доступных вариантов существуют тяговые двигатели на постоянный ток, последовательного, параллельного и смешанного возбуждения. Управление этими двигателями уже достаточно отработано и на рынке существуют разного качества и цен регуляторы мощности. К недостаткам можно отнести необходимость контролировать состояние щеток и коллекторного узла на якоре.Существуют двигатели, в которых нету деталей, требующих обслуживания (кроме подшипников, как во всех эл.двигателях). Это асинхронные двигатели с алюминиевым короткозамкнутым ротором, которые используются, например на промышленном оборудовании. Вещь жутко надежная при правильной эксплуатации, и самая дешевая. Самым лучшим, однако и самым дорогим вариантом, считается двигатель с ротором на постоянных магнитах, как например в электровелосипедах мотор-колеса. Однако сегодня существует пока одна проблема с этими двумя типами двигателей. Для того, что бы они работали от АКБ, требуется сложный электронный регулятор – называют его частотный регулятор, или в народе «частотник». Пока что дешевых решений не найдено. Поиски продолжаются.

6. Какой максимальный пробег будет у электромобиля?Пробег Э\М на прямую зависит от количества установленных на него АКБ. Их количество рассчитывается под конкретный автомобиль, его вес, среднюю скорость и пробег. Я пришел к эмпирическому выводу, что для средней городской скорости в 50км\ч на серийном автомобиле расчетный пробег должен составлять не менее 120 км. Если рассчитывать на меньшее количество АКБ, тогда нужно будет ездить с меньшей скоростью. Если устанавливать большее кол-во – скорость и пробег будут увеличиваться. Батарея при этом прослужит больше циклов, чем на Э\М с меньшим пробегом. То есть удельная цена амортизации АКБ на определенный пробег будет выгоднее для владельца. Отсюда следует вывод, что нету смысла делать Э\М с пробегом в 40км, на базе Таври, например, кроме как если вы хотите передвигаться со скоростью 30-40км\ч. При большей скорости (читай, нагрузке на АКБ) владелец рискует быстрее израсходовать ресурс АКБ.

7. Что случится, когда в аккумуляторах заканчивается энергия (заряд)?Примерно то же, что и в мобильном телефоне. Он просто становится не движимым. Потребуется зарядить АКБ. Полная разрядка чревата резким уменьшением ресурса АКБ. Поэтому следует контролировать пробег, напряжение АКБ и расход энергии на электромобиле.

8. Сколько времени длится зарядка аккумуляторов?Время заряда АКБ можно сделать каким угодно. Но в жизни есть ограничения. Например, максимальная мощность бытовой розетки 220В. Обычно с такой розетки можно отбирать мощность не более 2 кВт. Для Таврии, например, этого достаточно, что бы зарядится за 4 часа.

9. Фирма «Тесла-моторс» заявляет, что их автомобиль можно заряжать за 30мин. На фотографиях у них показан автомобиль, подключенный в обычную бытовую розетку. Я тоже так быстро хочу заряжаться от бытовой розетки. Вы можете такое же зарядное устройство сделать?Это чистейший рекламный ход для неискушенных. Пускай такой автомобиль имеет энергоемкость АКБ порядка 30кВт*ч. То есть, если его полностью зарядить от розетки мощностью 2кВт, потребуется 15 часов времени. Для того, что бы зарядить такую емкость АКБ за 0.5 часа, нужна розетка и зарядное устройство мощностью: 30кВт*ч : 0.5ч = 60 кВт. Такую мощность, например, потребляют 30 бытовых обогревателей. Для этого потребуется трехфазная сеть 380В, с общим сечением сетевого кабеля примерно 4х4см.

10. Как часто аккумуляторы нужно заряжать?Литиевые аккумуляторы имеют саморазряд 3% в месяц. Поэтому, если вы хотите оставить электромобиль на месяц-второй, ему это не повредит. Однако при повседневной эксплуатации, чем чаще заряжаются АКБ, тем лучше. Они, таким образом, отработают большее суммарное количество циклов. То же самое можно сказать и про свинцовые. Однако темп саморазряда у них выше.

11. Где и как электромобиль можно заряжать?Для зарядки Э\М нужен источник питания — розетка, куда вы будете подключать зарядное устройство. Это может быть розетка в гараже, под домом, на улице, на стоянке. В общем, где угодно, где можно договорится про использование розетки.

12. Как часто аккумуляторы нужно менять?У свинцовых аккумуляторов срок службы в буферном режиме может быть 3-5 лет и более. Но ситуация резко меняется, если их использовать в тяговых режимах, когда на них действуют большие разрядные токи. При этом их хватает на год-второй. Для литиевых АКБ обещают 5000 циклов со степенью разряда не глубже 70%, при номинальном рабочем токе, или 1000 циклов при 100% глубине разряда. Это значит, что если полный максимальный пробег автомобиля на одном комплекте АКБ составит 100км, то для продления ресурса батарей лучше проезжать не более 60-70 км. Номинальный рабочий ток – для литиевой батареи это составляет ½ от 100% емкости. Например, на Э\М будет установлена батарея емкостью 160Ампер*часов (160 Ач), напряжением 100 Вольт. Номинальный рабочий ток для такой батареи составит 80Ампер. При этом номинальная мощность будет равна 8 кВт (80А * 100 В = 8 000 Вт).Для свинцовых стартерных АКБ номинальный рабочий ток равен 1/20 от емкости. То есть, для АКБ 12В 100Ач рабочий ток будет 5А.

13. В Интернете говорят, что литиевые аккумуляторы после 3 лет теряют свою емкость, не взирая на то, использовали их или нет. А как происходит в случае с электромобилем?Батареи, установленные на Таврию, были отправлены из Китая в середине 2008г. Практика показала, что этот тип аккумуяторов не «стареет» с такой скоростью. Пока ощутимого уменьшения пробега не наблюдается.

14. Как аккумуляторы переносят морозы?В документации на литиевые АКБ пишется, что они работают при температурах от – 35С до +80 С. Этого должно быть достаточно для наших широт. Лично я ездил при температуре -15 С.

15. Как обогревается салон в электромобиле?Салон можно обогревать электрической печкой. Но при сильных морозах этого может быть не достаточно. Поэтому пока лучше использовать автономный обогреватель на топливе.

16. Хочу установить в свой электромобиль асинхронный двигатель, ведь он дешевый. Что нужно еще установить, что бы он работал от аккумуляторов?Подключить асинхронный двигатель (АД) напрямую к аккумуляторам не получится. Дешевых, мощных регуляторов для АД на рынке пока нету. Поэтому пока что эту затею нужно отложить до появления регуляторов подешевле.

17. Что лучше – много маленьких аккумуляторов или несколько больших?Теоретически это не имеет разницы – главную роль играет количество запасенной энергии, кВт*ч. Либо это будет аккумулятор на 10В 1000Ач, либо на 100В 100Ач, либо 1000В 10Ач. Но на практике лучше использовать средний вариант. Для первого варианта в Э\М токи могут достигать 2000А, что потребует использовать толстые, тяжелые, дорогие провода. Последний вариант на 1000 В будет чрезвычайно опасным – повышенные требования к изоляции, сложность в управлении регулятором на такое напряжение, смертельная опасность при неосторожных действиях. Во втором варианте, 100В 100Ач, кратковременные токи могут быть 200-300А, рабочие 50А, что вполне нормально и с точки зрения управления, и безопасности.

18. Если установить на борту электрический дизельгенератор, который потребляет 1 л в час топлива – насколько это продлит пробег?Дизельгенератор с таким расходом топлива выдает обычно электроэнергии мощностью 2кВт. Если это сделать на электровелосипеде, тогда можно ехать, пока не закончится топливо. Но на автомобиле это не пройдет. Таврия, например, потребляет 5-6 кВт мощности при скорости 60 км\ч. При 2кВт скорость Таври будет 30км\ч. То есть 100км путь она проедет за 3.3часа. Расход получится 3.3л /100км, при скорости 30км\ч. Но кто с такой скоростью будет ездить?

19. Если поставить генератор на колесо электромобиля и подключить его обратно к аккумуляторам, можно ли таким образом продлить пробег электромобиля ?Таким образом пробег можно только уменьшить. Этот подход является очередной попыткой построить вечный двигатель. Генератор не сможет вырабатывать энергии больше, чем на него поступает в виде механической энергии вращения. Плюс ко всему потери в проводах, на трении в подшипниках, передачах и т.д.

20. Можно ли использовать энергию торможения с помощью электродвигателя, для подзарядки аккумуляторов (рекуперация)?Электродвигатель является обратимой машиной. То есть это и генератор и двигатель в одном лице. И его действительно можно завести в режим генерирования, когда механическая энергия будет возвращаться обратно в АКБ. Здесь никакого принципа вечного двигателя нету. Мы просто утилизируем кинетическую энергию торможения автомобиля. Когда автомобиль прекращает движение, возврат энергии, естественно, отсутствует. Следует помнить, что рекуперация возвращает кинетическую энергию движения автомобиля с коэффициентом меньше 100%. То есть, простыми словами: невозможно затормозить так, что бы вернуть в АКБ больше энергии, чем потратили на разгон.

21. В Интернете продаются генераторы электроэнергии (Адамса/ Вега, утилизаторы свободной энергии, «эфира»…), не требующие никакого топлива или другого энергоносителя. Можно ли такой генератор установить на электромобиль, что б не заряжать его совсем?Если у вас есть такой генератор, приглашаю ко мне, его проверить в действии. Подключим на электромобиль, произведем замеры. Пока что ни один герой не нашелся.До настоящего времени члены нашего клуба еще НИ РАЗУ, не видели и не испытывали вживую ни одно устройство, которое бы нарушало закон сохранения энергии. Поэтому мы считаем нецелесообразным орентироваться на использование подобных устройств. Все что подавалось под соусом «свободной энергии» оказывалось шарлатанством либо было связано с прогулами уроков физики в школе.

22. Насколько электромобиль безопасен для здоровья человека (излучение мотора, проводов)?Магнитное поле мотора является замкнутым. То есть, за пределы мотора магнитное излучение не выходит. Излучение проводов пока мною не изучено. Однако, обратите внимание, что среди водителей троллейбусов нету больных лучевой болезнью или раковыми опухолями. Гораздо больше на здоровье влияют мобильные телефоны.

23. Можно ли вместо контроллера использовать просто напросто такую педаль с потенциометром, при условии, что водитель сам контролирует максимальный ток (нажимая либо отпуская педальку), допустимый для электродвигателя постоянного тока. Ведь контроллер нужен просто для такого ограничения и для плавного пуска двигателя.Такое сделать нельзя потому, что у этой педали резистор рассчитан на миллиамперы. А мотор потребляет сотни ампер. Такой педалью можно управлять контроллером. А контроллер — двигателем.Даже если вы через микросхему заставите управлять силовыми транзисторами посредством педали без ограничения тока, все равно сожжете эти транзисторы. В пусковой момент возникают на моторе постоянного тока огромные пусковые токи. Если их не ограничить искусственно, то они могут достигать 300-800А и больше, в зависим.от напряжения АКБ, толщины проводов, состояния щеток и т.д. Пару десятков таких запусков, и мотор сгорит.

24. Я читал, что мощность электродвигателя, установленного на легковой 4х местный автомобиль всего 4кВт. Но ведь этого мало?Чтобы узнать мощность в лошадиных силах, нужно мощность в ваттах умножить на 1,36. Но самое главное, что для равномерного движения по городу, электромобилю достаточно не более 7кВт. И только во время ускорения потребуется мощность свыше 15кВт. Такую  перегрузку кратковременно может выдержать большинство электромоторов.А при использовании промышленных асинхронных двигателей, перемотанных под низкие напряжения можно добиться ещё большего эффекта. В конструкцию асинхронного двигателя уже производителем заложена 3х кратная перегрузка. Именно так он перегружается во время пуска от традиционной трёхфазной сети. Увеличение частоты питающего напряжения с 50 до 200Гц пропорционально увеличивает мощность в 4 раза. Таким почти волшебным образом, двигатель мощностью по паспорту в 5 кВт, может кратковременно выдать 5х3х4=60кВт!

electroavtosam.com.ua

Электромобиль (автомобиль) – расчет параметров двигателя

В настоящий момент у нас уже имеется некоторая теоретическая база для расчета параметров электромобиля (автомобиля): Силы, действующие на электромобиль (автомобиль). Основываясь на предшествующих выкладках, сейчас можно заняться более увлекательным делом – расчетом параметров двигателя электромобиля. Сказанное далее также будет касаться и расчетов двигателя автомобиля. Однако для ДВС параметры крутящего момента изменяются в зависимости от частоты вращения, по-этому расчет требуемых параметров двигателя автомобиля сложнее, и не будет приведен далее, хотя смысл расчетов сохранится и в этом случае.

Для правильного выбора двигателя электромобиля нужно знать такие характеристики как номинальная и пиковая мощности, а также значение крутящего момента и частоты вращения вала. Номинальная мощность используется для поддержания заданной постоянной скорости. Пиковая мощность требуется для разгона электромобиля. Знание мощностных характеристик двигателя потребуется для расчета параметров аккумуляторной батареи и контроллера. Знание крутящего момента и частоты вращения вала электродвигателя требуется для определения параметров редуктора и выбора самого двигателя.

Для расчета минимально необходимой для движения частоты вращения двигателя воспользуемся уже известной нам формулой:

ν = (2*π*r*n*3,6)/(uкп*uгп)

Где:

  • ν – скорость электромобиля, км/ч
  • 3,6 – коэффициент перевода скорости из м/с в км/ч
  • r – радиус ведущего колеса, м
  • n – частота вращения вала двигателя, Гц
  • uкп – передаточное число коробки передач или редуктора электродвигателя
  • uгп – передаточное число главной передачи (при использовании редуктора принимается равным единице)

Из нее выводим нужную нам фомулу вычисления частоты вращения вала двигателя:

n = (ν*uкп*uгп)/(2*π*r*3,6)

Поскольку многие двигатели маркируют частоту вращения вала не в герцах, а в оборотах в минуту, то для перевода величин полученный результат в Гц необходимо умножить на 60.

Расчет максимального крутящего момента будет посложнее. Однако, мы сможем справиться и с ним... Приведу формулу баланса сил (да простят мне отцы-основатели механики, что формула получилась в скалярном виде из-за ограничений HTML:), необходимую для описания равноускоренного движения электромобиля (автомобиля):

Fтяги = Fкач. + Fпод. + Fвозд. + Fин.

Где:

  • Fтяги – сила тяги на ведущих колесах
  • Fкач. – сила трения качения колес
  • Fпод. – сила сопротивления подъему
  • Fвозд. – сила сопротивления воздуха
  • Fин. – сила сопротивления разгону (сила инерции)

Теперь подставим в уравнение уже известные нам формулы:

(ηтр. * Mе * uкп * uгп)/r = ƒ*m*g*cosα + m*g*sinα + Cx*S*ρ*ν2/2 + m*a*σвр

Где:

  • ηтр. – коэффициент потери мощности в трансмиссии электромобиля (в автомобильной трансмиссии для легкового авто ηтр.=0,9-0,92)
  • Mе – эффективный крутящий момент двигателя, Н*м
  • uкп – передаточное число коробки передач
  • uгп – передаточное число главной передачи
  • r – радиус ведущего колеса, м
  • ƒ – коэффициент трения качения
  • m – масса электромобиля, кг
  • g – ускорение свободного падения, м/с2
  • α – угол уклона дороги, °
  • Cx – коэффициент сопротивления воздуха (коэффициент обтекаемости), Н*с2/(м*кг). Cx определяется эксперементально для каждого кузова.
  • S – лобовая площадь электромобиля (автомобиля), м2. S является площадью проекции кузова на плоскость, перпендикулярную продольной оси.
  • ρ – плотность воздуха
  • ν – расчетная скорость электромобиля (автомобиля), км/ч
  • a – требуемое ускорение электромобиля, м/с2, рассчитывается путем деления значения расчетной скорости на время t, требуемое на разгон до этой скорости
  • σвр – коэффициент учета вращающихся масс

Формула получилась большой... Далее добавим недостающие элементы получившейся мозаики, сделаем формулу гигантской и преобразуем ее в подходящий для дальнейшего кодирования вид:

Mе = (ƒ*m*g*cosα + m*g*sinα + Cx*S*ρ*ν2/2 + m*(ν/(3,6*t))*(1,05 + 0,05*u2кп ))*r/(ηтр. * uкп * uгп)

Приведенных выше расчетов уже хватает для того, чтобы рассчитать необходимые параметры двигателя. Выбираем двигатель с несколько большими значениями эффективного крутящего момента и частоты вращения вала, что позволит провести дальнейшие расчеты уже на основе модели с реальным двигателем.

Как мы помним со времен учебы в школе, для определения мощности, требуемой для поддержания постоянной скорости, необходимо знать значение силы, которая уравновешивает действие сил, препятствующих движению и значение самой скорости. Перемножая эти параметры, получаем значение номинальной мощности. Формулу приводить не буду, так как пальцы устали. Кому было сложно вообразить формулу по описанию пишите, исправлюсь, когда пальцы отдохнут:).

Аналогично можно рассчитать пиковую мощность, потребляемую мотором во время разгона (скорость разгона нужно взять среднюю), только в этом случае для точности рассчетов надо вычислить среднее значение силы сопротивления воздуха за время разгона. В калькуляторе электромобиля я не буду возиться с дифф. уравнениями, а просто рассчитаю среднее значение численным методом (применяется не из-за отвращения к алгебре, а только для упрощения и без того сложной ситуации, чтобы было меньше ошибок).

Да. Мы сделали еще один маленький шаг одного человека на пути к калькулятору электромобилей, однако это громадный шаг для всего человечества. И все это благодаря Интернету. Заходите через несколько недель, будем тестировать предварительную версию калькулятора электромобилей...

Copyright © Дмитрий Спицын, 2007.

sdisle.com

Двигатель электромобиля – разновидности и принцип работы

Экологичные автомобили, будь-то «чистые» электромобили или плагин-гибриды объединяет наличие электродвигателя, в качестве основной движущей силы. Работа современного электрического двигателя основана на принципе электромагнитной индукции, в базе которого лежит выработка электродвижущей силы в замкнутом контуре с изменением магнитного потока. Технология не нова, однако современные достижения науки и техники позволили развить ее до невероятных высот. Немалую роль в этом сыграла и возросшая в десятки раз мощность и емкость аккумуляторных батарей, которые выполняют роль топливного бака в современных электрических и гибридных автомобилях.

Электромобиль Nissan Leaf в «разрезе»: батарея с электродвигателем

Тем не менее, нельзя со 100% уверенностью утверждать, что все электродвигатели одинаковы. Многие ошибочно считают электродвигатель довольно простой установкой, однако стоит, к примеру, учитывать тот факт, что в отличии от ДВС, у электрического двигателя практически 90% КПД выделяемой энергии идет на создание крутящего момента. Согласитесь, что подобную мощность необходимо обуздать и уметь с ней обращаться, а для этого нужно знать некоторые нюансы о работе и разновидностях электрических двигателей.

Электродвигатели – особенности эксплуатации и принцип работы

К главным особенностям электрического двигателя относится несколько важных характеристик:

  1. Крутящий момент мотора достигает своего максимума сразу при включении, таким образом, электромобили не требуют наличия характерных для ДВС стартеров и сцеплений.
  2. Работа агрегата на обширном числе оборотов, позволяет электромобилю обходиться без коробки переключения передач. Для изменения стороны вращения двигателя (включение заднего хода) достаточно поменять полярности.

Электродвигатель Nissan Leaf

Однако все понимают, что стартовать на электромобиле со всего потенциала крутящего момента, который гораздо мощнее многих автомобилей с ДВС, никто не будет. По меньшей мере, это небезопасно, и что немаловажно это влечет неэффективный расход заряда батарей. Поэтому традиционно электродвигатели должны отвечать следующим требованиям:

  • иметь безопасное и удобное для эксплуатации строение;
  • обладать гарантией длительной эксплуатации;
  • иметь компактные габариты.

Как уже упоминалось, работа современного электродвигателя основана на давно известном принципе электромагнитной индукции. Традиционно агрегат состоит из недвижимого элемента – статора, и крутящегося – ротора. Статор имеет ряд обмоток на которые поступает электрический ток, что приводит к появлению магнитного поля, при котором ротор начинает свое движение. Скоростные показатели ротора определяются частотой, с которой происходит переключение тока с одной обмотки статора на другую.

Двигатели для электромобилей – разновидности и классификация

В современных автомобилях с электрической тягой серийного производства наиболее часто используют три типа электрических двигателей.

Асинхронные двигатели. Моторы непостоянного тока, в которых скорость вращения ротора различается с потенциалом напряжения магнитного поля, созданным источником питания. Различают одно, двух и трехфазные агрегаты асинхронного типа.

Асинхронный трехфазный электродвигатель переменного тока Tesla Model S

Синхронные двигатели. Электромотор, работающий на переменном токе, с движением ротора полностью симметричным электромагнитному полю. Подобные электродвигатели используют при повышенных мощностях. Различают шаговые и вентильные синхронные электродвигатели. Для первых характерно точное расположение ротора с подачей питания на конкретную обмотку, а чтобы изменить положение ротора, напряжение между обмотками необходимо перенаправить. Для второго типа агрегатов характерно питание от полупроводниковых составляющих.

Синхронный электродвигатель с постоянным магнитом Mitsubishi i-MiEV

Двигатель-колесо. Тип электромотора сила напряжения и крутящий момент которого рассчитан на конкретное колесо. Данный тип электропривода часто используется в плагин-гибридных автомобилях в рабочем тандеме с двигателем внутреннего сгорания. Агрегат может устанавливаться непосредственно в колесо, однако современные электромобили все больше отходят от такого расположения мотора, поскольку это увеличивает удельный вес шасси и снижает управляемость. Более рационально стало использовать двигатель в качестве полноценного привода для вращения колеса.

Двигатель-колесо

Что касается регулировок управления электродвигателя, то за преобразование постоянного тока от аккумуляторных батарей в трехфазный переменный – отвечает инвертор.Трансмиссия – выполняющая роль сцепления и коробки передач, зачастую представлена одноступенчатым зубчатым редуктором.Остальные параметры работы электродвигателя регулируют электронная система управления, которая индивидуальна для каждой марки электрокара или гибрида.

Видео как работает электродвигатель и другие механизмы электромобиля на примере Tesla Model S

Хотелось бы подчеркнуть, что представленная классификация и система работы электродвигателей далеко не финальная. Стремительное развитие отрасли эко автомобилей только входит в начальную стадию, поэтому кардинального изменения принципа работы, мощности, строения электромоторов можно ожидать уже в ближайшее время.

Какие электродвигатели используются в гибридных и плагин-гибридных автомобилях

Гибридные автомобили имеют собственную специфику использования электромоторов. Во многом электродвигатель гибрида выполняет роль вспомогательного элемента, повышающего мощность основного двигателя внутреннего сгорания и снижающего уровень потребления топлива.

Электродвигатели используемые в гибридах можно разделить на несколько разновидностей:

  • Встроенная помощь мотору. Электродвигатель который берет на себя часть усилий по созданию крутящего момента при движении.
  • Встроенный генератор стартера. Электродвигатель, который только приводит автомобиль в движение.
  • Старт/стоп двигатель. Электродвигательная система, которая отключает основной ДВС при остановке и мгновенно запускает его при начале движения.

Кроме указанных подвидов классифицируют три типа использования электродвигателя:

  • Параллельной работы. В данном типе электродвигатель питается от батарей, а ДВС от топливного бака. Обе категории двигателей создают крутящий момент для движения автомобиля.
  • Последовательной работы. Заведенный двигатель внутреннего сгорания включает генератор, который или заводит электродвигатель или подзаряжает аккумуляторный блок.
  • Параллельно-последовательной работы. Данный тип гибридного двигателя соединяет электромотор, генератор, ДВС и колеса редуктором.

По большей части в гибридах используется принцип параллельной работы электродвигателя и ДВС. Его применяют также в подключаемых гибридах (плагин-гибридах), в которых по мере истечения заряда аккумуляторных батарей подключается ДВС малой мощности, работа которого в направлена на восполнение заряда АКБ.

Видео работы новой гибридной системы плагин-гибрида Toyota Prius

Преимущества и недостатки использования электродвигателей

Как и любой двигатель, электромотор в электромобиле имеет собственные плюсы и минусы использования. Для понимания данных особенностей электромоторов приведем таблицу:

Преимущества Недостатки
  • Небольшие габариты и малый вес.
  • Максимальный крутящий момент доступен с момента включения (при нулевых оборотах) двигателя.
  • Высокая, фактически ничем не ограниченная производительность.
  • Возможность использования рекуперативной энергии.
  • Экологически чистая работа.
  • Минимум движущихся деталей требующих замены или ремонта.
  • Отсутствие необходимости в КПП.
  • Зависим от настроек программного обеспечения, питания и производительности аккумуляторных батарей.

Будущие перспективы электродвигателя в автомобилях

Говорить о перспективах, при активном использовании электродвигателей в автомобилях, уже не разумно. Сейчас можно говорить только о происходящих и грядущих улучшениях электромоторов.

Сам электродвигатель, это достаточно совершенное устройство, апгрейд которого происходит исключительно в зависимости от потенциала использования. Ближайшие тенденции по улучшению электродвигателя направлены в сторону уменьшения размеров и массы, с сохранением и увеличением производительности.

Гораздо больше работы проводится по улучшению источников энергии для электродвигателя, а точнее аккумуляторных батарей. Их также стараются сделать меньше и легче, увеличивая объем, отдачу энергии, но при этом снижая время на подзарядку. Работа над АКБ устанавливаемых на электромобили, сейчас наиболее приоритетная в отрасли производства электромобилей, гибридных и плагин-гибридных авто.

Автор: hevcars.com.ua

Еще интересное пишут по теме

HEVCARS 🔌 Автор

Читайте самые интересные новости и статьи о электрокарах в Telegram и Facebook!

hevcars.com.ua

Электромобиль (автомобиль) – расчет параметров двигателя

В настоящий момент у нас уже имеется некоторая теоретическая база для расчета параметров электромобиля (автомобиля): Силы, действующие на электромобиль (автомобиль). Основываясь на предшествующих выкладках, сейчас можно заняться более увлекательным делом – расчетом параметров двигателя электромобиля. Сказанное далее также будет касаться и расчетов двигателя автомобиля. Однако для ДВС параметры крутящего момента изменяются в зависимости от частоты вращения, по-этому расчет требуемых параметров двигателя автомобиля сложнее, и не будет приведен далее, хотя смысл расчетов сохранится и в этом случае.

Для правильного выбора двигателя электромобиля нужно знать такие характеристики как номинальная и пиковая мощности, а также значение крутящего момента и частоты вращения вала. Номинальная мощность используется для поддержания заданной постоянной скорости. Пиковая мощность требуется для разгона электромобиля. Знание мощностных характеристик двигателя потребуется для расчета параметров аккумуляторной батареи и контроллера. Знание крутящего момента и частоты вращения вала электродвигателя требуется для определения параметров редуктора и выбора самого двигателя.

Для расчета минимально необходимой для движения частоты вращения двигателя воспользуемся уже известной нам формулой:

ν = (2*π*r*n*3,6)/(uкп*uгп)

Где:

  • ν – скорость электромобиля, км/ч
  • 3,6 – коэффициент перевода скорости из м/с в км/ч
  • r – радиус ведущего колеса, м
  • n – частота вращения вала двигателя, Гц
  • uкп – передаточное число коробки передач или редуктора электродвигателя
  • uгп – передаточное число главной передачи (при использовании редуктора принимается равным единице)

Из нее выводим нужную нам фомулу вычисления частоты вращения вала двигателя:

n = (ν*uкп*uгп)/(2*π*r*3,6)

Поскольку многие двигатели маркируют частоту вращения вала не в герцах, а в оборотах в минуту, то для перевода величин полученный результат в Гц необходимо умножить на 60.

Расчет максимального крутящего момента будет посложнее. Однако, мы сможем справиться и с ним... Приведу формулу баланса сил (да простят мне отцы-основатели механики, что формула получилась в скалярном виде из-за ограничений HTML:), необходимую для описания равноускоренного движения электромобиля (автомобиля):

Fтяги = Fкач. + Fпод. + Fвозд. + Fин.

Где:

  • Fтяги – сила тяги на ведущих колесах
  • Fкач. – сила трения качения колес
  • Fпод. – сила сопротивления подъему
  • Fвозд. – сила сопротивления воздуха
  • Fин. – сила сопротивления разгону (сила инерции)

Теперь подставим в уравнение уже известные нам формулы:

(ηтр. * Mе * uкп * uгп)/r = ƒ*m*g*cosα + m*g*sinα + Cx*S*ρ*ν2/2 + m*a*σвр

Где:

  • ηтр. – коэффициент потери мощности в трансмиссии электромобиля (в автомобильной трансмиссии для легкового авто ηтр.=0,9-0,92)
  • Mе – эффективный крутящий момент двигателя, Н*м
  • uкп – передаточное число коробки передач
  • uгп – передаточное число главной передачи
  • r – радиус ведущего колеса, м
  • ƒ – коэффициент трения качения
  • m – масса электромобиля, кг
  • g – ускорение свободного падения, м/с2
  • α – угол уклона дороги, °
  • Cx – коэффициент сопротивления воздуха (коэффициент обтекаемости), Н*с2/(м*кг). Cx определяется эксперементально для каждого кузова.
  • S – лобовая площадь электромобиля (автомобиля), м2. S является площадью проекции кузова на плоскость, перпендикулярную продольной оси.
  • ρ – плотность воздуха
  • ν – расчетная скорость электромобиля (автомобиля), км/ч
  • a – требуемое ускорение электромобиля, м/с2, рассчитывается путем деления значения расчетной скорости на время t, требуемое на разгон до этой скорости
  • σвр – коэффициент учета вращающихся масс

Формула получилась большой... Далее добавим недостающие элементы получившейся мозаики, сделаем формулу гигантской и преобразуем ее в подходящий для дальнейшего кодирования вид:

Mе = (ƒ*m*g*cosα + m*g*sinα + Cx*S*ρ*ν2/2 + m*(ν/(3,6*t))*(1,05 + 0,05*u2кп ))*r/(ηтр. * uкп * uгп)

Приведенных выше расчетов уже хватает для того, чтобы рассчитать необходимые параметры двигателя. Выбираем двигатель с несколько большими значениями эффективного крутящего момента и частоты вращения вала, что позволит провести дальнейшие расчеты уже на основе модели с реальным двигателем.

Как мы помним со времен учебы в школе, для определения мощности, требуемой для поддержания постоянной скорости, необходимо знать значение силы, которая уравновешивает действие сил, препятствующих движению и значение самой скорости. Перемножая эти параметры, получаем значение номинальной мощности. Формулу приводить не буду, так как пальцы устали. Кому было сложно вообразить формулу по описанию пишите, исправлюсь, когда пальцы отдохнут:).

Аналогично можно рассчитать пиковую мощность, потребляемую мотором во время разгона (скорость разгона нужно взять среднюю), только в этом случае для точности рассчетов надо вычислить среднее значение силы сопротивления воздуха за время разгона. В калькуляторе электромобиля я не буду возиться с дифф. уравнениями, а просто рассчитаю среднее значение численным методом (применяется не из-за отвращения к алгебре, а только для упрощения и без того сложной ситуации, чтобы было меньше ошибок).

Да. Мы сделали еще один маленький шаг одного человека на пути к калькулятору электромобилей, однако это громадный шаг для всего человечества. И все это благодаря Интернету. Заходите через несколько недель, будем тестировать предварительную версию калькулятора электромобилей...

Copyright © Дмитрий Спицын, 2007.

sdisle.com

Электромобили Renault

Если вы найдете ошибку в тексте, выделите её мышью и нажмите Ctrl+Enter. Спасибо.

Электромобили Renault с конца 2011 года начали уверенно завоёвывать западноевропейский автомобильный рынок. И в этом нет ничего удивительного.

Ведь любая автомобильная компания, которая старается идти в ногу со временем понимает, что за электромобилями будущее.

И именно поэтому уже сейчас многие автомобильные компании стараются направить большую часть своих финансовых потоков в развитие передовых технологий, и созданию новых высокотехнологичных транспортных средств, которые передвигаются на альтернативных, экологически чистых источниках энергии.

Не исключением является и французская компания Renault, которая уже с 2011 года начала производить электромобили Renault, а в 2012 году представила уже четыре модели, чем не могут даже похвастаться многие лидирующие мировые автогиганты.

Хотя не правильно было бы говорить, что и другие автомобильные корпорации стоят на месте в электромобиле строении.

Конечно же, нет. Но мы сейчас говорим про электромобили Renault, а поэтому давайте рассмотрим эту тему поподробнее.

Итак, электромобили Renault на рынке представлены четырьмя моделями Twizy, Kangoo Express Z.E., ZOE PREVIEW, Fluence Z.E.

Начнем с модели Twizy

Электрическая зарядка.

Зарядка электромобиля происходит от стационарной электрической розетки на 220 В и 10 А на протяжении 3,5 часов. Данной зарядки хватит проехать 100 км по городу.

Для облегчения процесса зарядки в электромобиле Twizy предусмотрено зарядное устройство и встроенный кабель длиною 3 метра. Все это находится пол специальным люком в передней части электромобиля.

Манёвренность.

Можно смело сказать, что Twizy очень компактный двух местный городской электромобиль. Благодаря этому его размеры практически не превышают размеры обыкновенного скутера, а радиус поворота равен 3,4 метра. Twizy легко найдет себе место для парковки в любом густонаселенном городе, и при этом легко протиснется через затор.

Защита.

В электромобиле предусмотрена дополнительная защита от непогоды и холода. Защитная плотная ткань полностью охватывает ноги водителя от щиколотки до пояса.

Отделение багажника.

В электромобиле предусмотрено багажное отделение объемом на 65 литров. Данное отделение расположено под задним сиденьем. Так же предусмотрено два дополнительных отделения для рукавичек.

Хранение.

В электромобиле предусмотрена гибкая универсальная сумка, которая имеет объем в 50 л. Так же эту сумку можно легко переделать в рюкзак.

Доступ на заднее сиденье.

Доступ на заднее сиденье осуществляется за счет перемещения вперед переднего сиденья. Все происходит быстро и удобно.

Отдельно хотелось бы остановиться на двигателе электромобиля Twizy.

На электромобиле Renault Twizy могут устанавливаться два типа электро двигателей, мощностью 4 и 15 кВт.

Двигатель мощностью 4 кВт позволяет развить скорость электромобиля до 45 км/час. Двигатель мощностью 15 кВт позволяет развивать скорость до 75 км/час, что вполне достаточно для городского цикла эксплуатации.

Безопасность.

В электромобиле предусмотрена воздушная подушка водителя.

Ремни безопасности, при этом у водителя он крепится в четырех местах, а у пассажира в трех.

Заднее сиденье может складываться для установки детского кресла.

Технические характеристики электромобиля Renault Twizy.

Поездка на электромобиле Renault Twizy по Берлину.

Электромобиль Renault Kangoo Express Z.E.

Система зарядки.

Полная зарядка батареи происходит за 6-8 часов от обычной розетки на 220 В и 16 А.

Двигатель.

Благодаря электрическому двигателю мощностью в 44 кВт Kangoo Express Z.E. очень приёмистый в управлении и набору скорости в сравнении с бензиновой версией автомобиля. Он отличается тихой работой, мягким ходом без переключения скоростей и максимальным ускорением сразу после запуска.

Система обогрева.

Практичная и ручная система обогрева и вентиляции во время зарядки батареи позволяет экономить электроэнергию во время движения. Кроме этого литиево-ионные батареи оборудованы системой регенерации энергии во время торможения.

Панель приборов.

Панель приборов Kangoo Express Z.E. позволяет постоянно иметь перед собою всю нужную информацию, такую, как уровень зарядки, указатель уровня экономной работы двигателя та уровня потребления энергии.

Кузов Kangoo Express Z.E.

Данная модель электромобиля Renault собирается на заводе MCA во Франции (Мобеж Каросри Автомобиль) на тех же самых линиях, что и с двигателем внутреннего сгорания.

Это и есть гарантия того, что кузов Kangoo Express Z.E. выполнен качественно и надежно.

Багажное отделение.

Благодаря тому, что батарея размещена под полом, электромобиль Kangoo Express Z.E. имеет такой же самый полезный объем грузового отделения, что и бензиновая версия автомобиля, а это 350 литров. Грузоподъемность данного электромобиля Renault 650 кг.

Технические характеристики электромобиля Renault Kangoo Express Z.E.

Основное оборудования электромобиля.

Специфическое оборудование электромобиля.

Опционное отделение.

Электромобиль Renault Fluence Z.E.

Комфорт в салоне.

Электромобиль Renault Fluence Z.E. имеет увеличенное пространство в салоне, где комфорт и безопасность пассажиров продуманы до наименьших деталей.

Навигация.

Электромобиль Renault Fluence Z.E. в стандартной комплектации имеет интеллектуальную навигационную систему, которая подсчитывает уровень заряда батареи и помогает планировать маршрут с учетом ближайшей станции зарядки батареи. Данная система так же может транслировать на Ваш мобильный телефон уровень зарядки батареи и предупреждать про его понижение.

Зарядка электромобиля Renault Fluence Z.E.

Литиево-ионная батарея Fluence Z.E. гарантирует высокую надежность и мощность. Ходовая часть оснащена системой регенерации энергии во время торможения, что позволяет экономить энергию.

Технические характеристики электромобиля Renault Fluence Z.E.

Стандартное оборудование электромобиля Renault Fluence Z.E., доступно для заказа: Fluence Z.E Prime Time.

Безопасность электромобиля Renault Fluence Z.E.

Электромобиль Renault ZOE PREVIEW

Зарядка электромобиля.

Электромобиль ZOE PREVIEW имеет три режима зарядки:

  • стандартный – 6 – 8 часов в зависимости от напряжения в сети;
  • скоростной режим – 30 минут;
  • система QUICKDROP, которая позволяет за 3 минуты заменить разряженную батарею на заряженную на автоматической станции.

Зарядка батареи рассчитана на 160 км. пути.

Биотерм.

Биотерм это инновационная технология, которая была разработана и внедрена в электромобиль Renault ZOE PREVIEW в сотрудничестве с компанией Biotherm.

Биотерм представляет из себя специальный кокон, который оснащен огромным количеством датчиков.

Благодаря биотерму теперь стало возможным следить за влажностью кожи. Система климат-контроля, теперь не пересушивает кожу. Так же происходит защита салона электромобиля за счет датчика токсичности та фильтра воздуха в салоне. Распространение активных запахов по салону: специальная электрическая система наполняет воздух в салоне ароматами, которые придают бодрости или расслабляют.

Навигация электромобиля Renault ZOE PREVIEW.

В электромобиле предусмотренная интеллектуальная навигация.

Навигационная система ZOE PREVIEW не просто ведет Вас от одного пункта к другому. Она так же указывает на расположение зарядных станций.

Тест электромобиля Renault ZOE PREVIEW.

Датчики электромобиля Renault ZOE PREVIEW.

Благодаря встроенным датчикам водитель получает все данные по управлению автомобилем, навигации, зарядки батареи та условий в салоне автомобиля. На панели приборов установлены два интерактивных цветных дисплея.

Люминотерапия.

Разработанная совместно с компанией Phillips программа люминотерапии ZOE PREVIEW способствует большей внимательности водителя та улучшения его общего состояния.

Технические характеристики электромобиля Renault ZOE PREVIEW.

Более подробно - модель ZOE PREVIEW

Стандартный режим зарядки.

Зарядка осуществляется путем подключения электромобиля к зарядной станции (к примеру, на паркинге), или к бытовой электросети, и занимает она 6-8 часов в зависимости от напряжения в сети.

От какой розетки можно заряжать электромобиль Renault при стандартном режиме зарядки?

Заряжать можно от стандартной бытовой розетки на 220 В – 16 А или 20 А для электромобиля TWIZY.

Или с помощью безопасного зарядного прибора Wall-Box – для всех других электромобилей Renault Z.E.. Теперь заряжать электромобили Renault можно даже в гараже.

Сколько времени уходит на зарядку?

  • Для автомобиля Twizy – 3,5 часов для полной зарядки.
  • Для других моделей – 6 – 8 часов.

Когда можно заряжать?

Обычно ночью на стоянке или в гараже, или на работе возле офиса. Система замыкания на ключ защитит розетку от вандалов.

Цифровая подпись.

Компания Renault та компания французские электрические линии (EDF) подписали договор про то, что между зарядной станцией и электромобилем будет осуществляться обмен данными. Таким образом, станция сможет инфицировать электромобиль та выставить счет на оплату.

Зарядка с помощью зарядного прибора Wall-Box.

Wall-Box это домашняя зарядная станция, которая позволит зарядить батарею за 6-8 часов в автоматическом режиме, пока вы спите.

Скоростная зарядка.

Это наиболее скоростной режим зарядки. Он применяется, если необходимо срочно зарядить батарею. Для этого достаточно подключить электромобиль Renault к зарядной станции «скоростная зарядка», чтобы за 10 минут получить заряд на 50 км пробега, или зарядить полностью батарею за 30 минут.

От какой электросети возможна такая зарядка?

- от специальных зарядных станций высокого напряжения – 400В – 36 А.

Сколько времени уходит на зарядку?

За десять минут можно получить заряд на 50 км.

Для того, чтобы обеспечить будущее электромобилей, 20 компаний, в том числе и Renault разрабатывают специальный европейский стандарт розетки высокого напряжения. Это позволит создать инфраструктуру зарядных станций с единым стандартом. Станция, которая будет оборудованная такой розеткой, сможет быть использована для зарядки электромобилей Renault Z.E.

Система скоростной замены батареи Quickdrop.

Уже сейчас в некоторых странах запланировано создание автоматических станций замены батарей.

Клиент сможет, не выходя из машины, заменить разряженную батарею на заряженную всего за 3 минуты. На данный момент пока такие станции планируется создать в Израиле и в Дании в сотрудничестве с компанией Better Place.

Альянс Renault-Nissan та компания Better Place уже разработали станции замены батарей, которые уже появились в Израиле и Дании.

Безусловно, электромобили Renault сделали прорыв в мировом электро автомобиле строении. Новые модели электромобилей Renault по своим характеристикам очень близко подошли к автомобилям с двигателями внутреннего сгорания, и даже нет сомнения, в том, что в каждой новой модели электромобиля этот разрыв будет сокращаться.

В странах Западной Европы, особенно во Франции и Дании, а также в Израиле электромобили Renault уже приобрели заслуженную популярность. Тем более, прежде чем наладить выпуск данных электромобилей в этих станах в первую очередь была создана минимально необходимая инфраструктура для зарядки электромобилей, которая постоянно усовершенствуется и расширяется.

К сожалению, для России, Украины и других стран СНГ многие описанные выше вещи пока еще сравнимы только с научной фантастикой, так как в наших странах ни соответствующей инфраструктуры, ни нужных стандартов еще не создано.

Более-менее комфортно владельцы электромобилей Renault могут себя чувствовать в Москве, так как там уже сейчас создано не значительное количество зарядных станций. В Киеве существует пока еще только одна зарядная станция, которая работает в тестовом бесплатном режиме.

Про причины не популярности электромобилей Renault и других и электромобилей в России и других странах СНГ можно почитать в статье - Электромобили в России, нужны ли они сейчас.

Но насколько бы небыли не популярны электромобили Renault в наших странах, все же нужно понимать, что все, что зарождается в странах Западной Европы, рано или поздно придет и к нам.

Настанет время, когда и мы будем свободно ездить на электромобилях Renault, но, к сожалению, с нашим консерватизмом этот момент настанет еще не скоро.

Если в статье есть видео и оно не проигрывается, выделите любое слово мышью, нажмите Ctrl+Enter, в появившееся окно введите любое слово и нажмите "ОТПРАВИТЬ". Спасибо.

ЭТО МОЖЕТ БЫТЬ ПОЛЕЗНЫМ:

ПОДЕЛИТЬСЯ НОВОСТЬЮ С ДРУЗЬЯМИ:

autotopik.ru

Сравнение электромобилей с автомобилями, оснащенными ДВС, их достоинства и недостатки.

Достоинства Недостатки
1. Отсутствие вредных выхлопов. 2. Отсутствие антифризов, моторных масел, нефтяных топлив. 3. Простота техобслуживания. 4. Низкая пожаро- и взрывоопасность при аварии. 5. Простота конструкции (отсутствие необходимости в переключении передач и т. д.). 6. Возможность подзарядки от бытовой электрической сети. 7. Применение на легковом автотранспорте дешевой (по сравнению с бензином) энергии, вырабатываемой АЭС, ГЭС и электростанциями других типов. 8. ТЭД имеют КПД до 90-95 % по сравнению с 22-42 % у ДВС. 9. Меньший шум за счет меньшего количества движимых частей. 10. Высокая плавность хода. 11. Возможность подзарядки аккумуляторов во время и при движении вниз по склонам (при переключении двигателя в режим генератора). 12. Возможность подзарядки аккумуляторов от энергии солнца 13. Возможность торможения самим электродвигателем без использования механических тормозов — отсутствие трения и соответственно износа тормозов. 14. Возможность реализации системы одновременного поворота всех четырех колес, вплоть до перпендикулярного положения. 15. Возможность подзарядки аккумуляторов в ночное время, что смогло бы помочь в решении проблемы «энергетического пика», т.е. высшего уровня работы энергии. 1. Высокая цена аккумулятора из-за применения дорогостоящих металлов. Литиевая батарея ёмкостью 24 кВт·ч стоит порядка 6000-9000 $ (даёт около 120 км пробега) 2. Аккумулятор работает при достаточно высокой температуре (более 300 °С). 3. При массовом использовании электромобилей в момент их зарядки от бытовой сети возрастают перегрузки электрических сетей, что чревато снижением качества энергоснабжения и риском локальных аварий сети. 4. Длительное время зарядки аккумуляторов по сравнению с заправкой топливом. 5. Малый пробег от одного заряда. Литиевая батарея ёмкостью 24 кВт·ч при средних условиях позволяет электромобилю проехать около 120 км. 6. При резких стартах тяговые АКБ теряют много энергии. 7. Ухудшение характеристик (ёмкости, при заряде и при расходе энергии) батарей на холоде. 8. Часть энергии аккумуляторов тратится на охлаждение или обогрев салона автомобиля, а также питание прочих бортовых энергопотребителей (например, свет или воздушный компрессор). Предпринимаются меры, чтобы решить эту проблему с использованием топливных элементов. 9. Деградация литиевых и других батарей с возрастом. В лучших моделях литиевых батарей через 5-8 лет остается менее 80 % емкости, и батареи нужно менять.

Водородный двигатель.

В настоящее время разнообразный транспорт несет ответственность за 50 – 70% техногенных выбросов парниковых газов в атмосферу Земли. Морской транспорт выбрасывает оксидов серы в 700 раз больше, чем автомобильный транспорт. По некоторым данным выбросы углекислого газа морским торговым флотом достигли 1,12 млрд тонн в год.

Другой причиной повышения интереса к водородному транспорту является рост цен на энергоносители, дефицит топлива, и т.д.

Водородный транспорт — это различные транспортные средства, использующие в качестве топлива водород. Это могут быть транспортные средства как с двигателями внутреннего сгорания, так и с водородными топливными элементами.

На рисунке представлен принцип работы водородного двигателя, где под цифрами 1, 2, 3 обозначены уплотнители.

Водород подается из газового бака под высоким давлением в управляемую электроникой инжекторную систему. Смесь водорода с атмосферным воздухом попадает в камеры сгорания через двойные водородные инжекторы. Удвоенные инжекторы двигателя позволяют увеличить мощность двигателя, прокачав большое количество разреженного водородного топлива, не такого плотного, как стандартная смесь бензина с воздухом.

Водород может использоваться в качестве топлива в обычном двигателе внутреннего сгорания. В этом случае снижается мощность двигателя до 82 %-65 % в сравнении с бензином. Если внести небольшие изменения в систему зажигания, мощность двигателя увеличивается до 117 % в сравнении с бензиновым аналогом, но тогда значительно увеличится выход окислов азота из-за более высокой температуры в камере сгорания и возрастает вероятность подгорания клапанов и поршней при длительной работе на большой мощности. Кроме того, водород при температурах и давлениях, которые создаются в двигателе, способен вступать в реакцию с материалами двигателя и смазкой, приводя к более быстрому износу.

В настоящее время автомобили, которые работают на водородном топливе, можно разделить на несколько групп.

1 группа 2 группа
Первая – это авто с самым обычным двигателем, который работает или на водородной смеси или на водороде. Такие типы машин могут работать как на чистом водороде или, к примеру, добавляют 10 % водорода к основному топливу. В таких случаях КПД у двигателя увеличивается (во втором примерно на 20 %), а выхлоп будет намного чище (содержание углеводов и угарного газа) уменьшится почти в полтора раза, а оксидов азота уменьшится почти в пять раз. В городских условиях такие автомобили получают некоторое преимущество перед автомобилями, работающими на бензине. Вторая группа – двигатели, работающие на чистом водороде. В них встроен электродвигатель, который питается от основного топливного элемента, он расположен на борту автомобиля. В теории КПД этого элемента, который работает на особой смеси воздух – водород, может стать в 85 %. На сегодняшний день удалось создать двигатели с КПД, превышающие 75% – это уже вдвое выше, чем в самых лучших двигателях внутреннего сгорания. В городских условиях такие автомобили получают огромное преимущество перед автомобилями, работающими на бензине.

 

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:

zdamsam.ru

Персональный сайт - Как работает двигатель на электричестве 3

 ПРЕДЫДУЩАЯ СТРАНИЦА   

                                           Как работает двигатель на электричестве 3

             МАРКИ АВТОМОБИЛЕЙ С ДВИГАТЕЛЯМИ НА ЭЛЕКТРИЧЕСТВЕ      

                 BYD E6 — китайский электрокар-кроссовер.

Мощность: 268 л.с.Ускорение до сотни: 8 сек.Максимальная скорость: 140 километров в час.Запас хода: около 300 кмПолная зарядка (220 В): 1 час.       Tazzari Zero EV — серийный итальянский                                                                                        электромобиль.Мощность: 20 л.с.Максимальная скорость: 90 км/ч.Разгон до 50 км/ч: 5 секунд.Запас хода: 140 км.Полная зарядка: от 6 до 9 часов.Быстрая зарядка от специальной розетки                                                                                                        на 80%: 50 минут.         EVL-047V — китайский легковой автомобиль                                                                                              с двигателем, который работает на электричестве,                                                                                           в двух комплектациях.Мощность двигателя: 6,3 и 8,5 кВт.Максимальная скорость: 60 и 90 км/час.Пробег на одной зарядке: 120 и 180 км.Время полной зарядки: 6 и 8 часов.Грузоподъёмность: 350 и 350 кг.     «ГАЗель-электро».Асинхронный двигатель,                                                                                                                 литийжелезофосфатные аккумуляторы,                                                                                                   система рекуперации энергии.Максимальная скорость: 80 км/ч.Запас хода: 120 км.Подзарядка: около 5 ч.Грузоподъёмность: 1,5 т.В городских условиях эксплутационные расходы                                                                                                в 5-6 раз ниже бензинового аналога.    Joule — южноафриканский электромобиль.Мощность двигателя: 65 кВт.Крутящий момент: 280 Нм.Максимальная скорость: до 135 км/ч.Запас хода: около 300 км.Литиево-ионный аккумулятор: 36 кВт.Панель солнечных батарей на крыше.Рекуперация тормозной энергии.           Mitsubishi i-MIEV.Максимальная мощность: 47 кВт (64 л.с.)Максимальная скорость: 140 км/чМаксимальный крутящий момент: 180 Нм.Максимальные обороты: 8500 об/мин.Запас хода: 144 км.Время зарядки от 30 минут до 14 часов,                                                                                                               в зависимости от источника питания.Вес автомобиля 1080 кг.    Mini E.Количество мест: 2.Мощность: 150 кВт (204 л.с.).Разгон до сотни: 8,5 с.Максимальная скорость: 152 км/ч.Запас хода: 240 км.Время полного заряда: 2,5 ч.    Modec —  фургон  с двигателем на                                                                                                     электричестве, производства Великобритании.Мощностью 70 кВт. (102 л.с.).Крутящий момент 300 нм.Максимальная скорость: 80 км/ч с грузом.Запас хода: более 160 км.Время зарядки — 8 часов.Грузоподъёмность: 2 тонны.    Renault DeZir.Мощность: 150 л.с.Максимальный крутящий момент: 226 Нм.Запас хода: 160 км.Разгон до 100 км/ч – 5 с.Вес: 830 кг.       eva Classe — индийский электромобиль.Мощность: 13КВт.Крутящий момент 70Нм.Максимальная скорость: 65км/ч.Дальность пробега: до 60км.Время заряда: 6 часов.Максимальная загрузка: 227 кг.Вес: 750кг.    Skoda Octavia Green E Line.Мощность: постоянная – 60 кВт,                                                                                                     максимальная – 85 кВт.Максимальная скорость: 135 км/ч.Разгоняется до 100 км/ч - менее 12 с.Запас хода: 140 км.180 литий-ионных аккумуляторов.    Tata Indica Vista EV — электрический                                                                                                   вариант хетчбэка Tata Indica Vista.Максимальная мощность: 120 кВт.Запас хода: 200 кмРазгон до 60 км/ч -10 сек.    Think City — норвежский электромобиль.Максимальная скорость: 100 км/ч.Разгон до 60 км/ч: 6.5 с.Полный заряд: 13 часов.80% заряд: 9,5 часов.Запас хода: 180 км.    Nissan Leaf.Мощность: 80 кВт (109 л.с.).Максимальный крутящий момент: 285 Нм.Максимальная скорость: 140 км/ч.Разгон до сотни: 4 с.Запас хода: 160 км.Полная зарядка: 8 ч.Зарядка на 80%: 30 мин.

                          

 

          Nissan — с Pivo’м покатит 2

  Nissan представил Pivo2 -                                                                                   электромобиль с вращающимся                                                                                         кузовом.                                                                                                                                    Новый автомобиль с двигателем                                                                                              на электричестве является                                                                                                         усовершенствованной   версией                                                                                         своего предшественника, Nissan Pivo,                                                                                           представленного                                                                                                                                 на Токийском автосалоне.

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          

                                                                                                           

    Новая версия электромобиля                                                                                       несколько отличается от                                                                                            предыдущей  внешним видом,                                                                                                      а также оснащена более                                                                                                  свежими технологическими                                                                                       решениями.                                                                                                                                    Так, компактных литиево-ионных                                                                                   батарей  Nissan Pivo2 теперь хватит                                                                                           на разгон до 120 км/ч                                                                                                                 (хотя и трудно представить себе                                                                                              этот аквариум, несущийся                                                                                                           на такой скорости).                                                                                                                      Без дополнительной зарядки                                                                         электромобиль может преодолеть                                                                                            100 км. Короче, совсем мало.

          Но фишка-то не в этом.                                                                                                  Фишка в том, что, как и у Nissan                                                                                             Pivo, у доработанного электромобиля                                                                                кабина вращается на все 360 градусов.                                                                                       Так что парковаться и заезжать в                                                                                        гараж на таком электромобиле особого                                                                                    труда точно не составит.

 

                                                                         ПРЕДЫДУЩАЯ СТРАНИЦА                                                                         НА ГЛАВНУЮ

doc-suvorov.narod.ru