Hur fungerar en elbil?

Glöm kolvar, växellådor och remmar: en elbil har det inte. Dessa bilar går mycket lättare än en diesel- eller bensindriven bil. Automobile-Propre förklarar deras mekanik i detalj.

Till utseendet liknar en elbil alla andra fordon. Man måste titta under huven, men även under golvet, för att se skillnaderna. I stället för en förbränningsmotor som använder värme som energi använder den elektricitet. För att steg för steg förstå hur en elbil fungerar kommer vi att spåra elens väg från det allmänna nätet till hjulet.

Ladda om

Allt börjar med uppladdning. För att tanka måste fordonet vara anslutet till ett uttag, väggbox eller laddstation. Anslutningen görs med en kabel med lämpliga kontakter. Det finns flera av dem, motsvarande det önskade laddningsläget. För laddning hemma, på jobbet eller små offentliga terminaler använder du vanligtvis din egen typ 2-kabel. En kabel är ansluten till de snabbt löstagbara terminalerna som uppfyller två standarder: den europeiska "Combo CCS" och "Chademo" japanska. Det kan verka skrämmande i början, men i verkligheten kommer det att bli lättare när du vänjer dig. Det finns ingen risk för fel: kontakterna har olika former och kan därför inte sättas in i fel spår.

När den väl är ansluten flyter en växelström (AC) som cirkulerar i distributionsnätet genom en kabel som är ansluten till fordonet. Han utför en rad kontroller genom sin omborddator. I synnerhet säkerställer den att strömmen är av god kvalitet, är korrekt inställd och att markfasen är tillräcklig för att säkerställa säker uppladdning. Om allt är i sin ordning skickar bilen elektricitet genom det första elementet ombord: en omvandlare, även kallad "on-board charger".

Renault Zoé Combo CCS standard laddningsport.

omvandlare

Denna kropp omvandlar elnätets växelström till likström (DC). Faktum är att batterier bara lagrar energi i form av likström. För att undvika detta steg och påskynda omladdningen, omvandlar vissa terminaler själva elektriciteten för att leverera likström direkt till batteriet. Det är så kallade "snabb" och "ultrasnabba" DC-laddstationer, liknande de som finns på motorvägsstationer. Dessa mycket dyra och besvärliga terminaler är inte designade för att installeras i ett privat hem.

batteri

I ett batteri är strömmen fördelad inom dess beståndsdelar. De kommer i form av små högar eller fickor samlade. Mängden energi som lagras av batteriet uttrycks i kilowattimmar (kWh), vilket motsvarar en "liter" av bränsletanken. Elflöde eller effekt uttrycks i kilowatt "kW". Tillverkare kan rapportera "användbar" kapacitet och/eller "nominell" kapacitet. Det är ganska enkelt: Användbar kapacitet är den mängd energi som faktiskt används av fordonet. Skillnaden mellan användbar och nominell ger utrymme för att förlänga batteritiden.

Ett exempel att förstå: Ett 50 kWh batteri som laddas med 10 kW kan laddas på cirka 5 timmar. Varför "runt"? Eftersom den är över 80 % kommer batterierna automatiskt att sakta ner laddningshastigheten. Som en flaska vatten som du fyller från en kran måste du minska flödet för att undvika stänk.

Den ackumulerade strömmen i batteriet skickas sedan till en eller flera elmotorer. Rotation utförs av motorns rotor under påverkan av ett magnetfält som skapas i statorn (motorns statiska spole). Innan den når hjulen går rörelsen vanligtvis genom en växellåda med fast utväxling för att optimera rotationshastigheten.

Överföring av infektion

Ett elfordon har alltså ingen växellåda. Detta är inte nödvändigt, eftersom elmotorn kan arbeta utan problem i hastigheter upp till flera tiotusentals varv per minut. Den roterar direkt, i motsats till en värmemotor, som måste omvandla kolvarnas linjära rörelse till cirkulär rörelse genom vevaxeln. Det är logiskt att en elbil har mycket färre rörliga delar än ett diesellokomotiv. Den kräver ingen motorolja, har ingen kamrem och kräver därför mycket mindre underhåll.

Regenerativ bromsning

En annan fördel med batteridrivna fordon är att de kan generera el. Detta kallas "regenerativ bromsning" eller "B-läge". Faktum är att när en elektrisk motor roterar "i ett vakuum" utan att tillföra ström, producerar den det. Detta händer varje gång du tar bort foten från gas- eller bromspedalen. På så sätt injiceras den återvunna energin direkt i batteriet.

De senaste EV-modellerna erbjuder till och med lägen för att välja kraften hos denna regenerativa broms. I maximalt läge bromsar den bilen kraftigt utan att belasta skivorna och kuddarna, och sparar samtidigt flera kilometer av kraftreserven. I diesellokomotiv går denna energi helt enkelt till spillo och påskyndar slitaget på bromssystemet.

En elbils instrumentbräda har ofta en mätare som visar kraften i den regenerativa bromsningen.

brott

Därför är tekniska haverier av elfordon mindre vanliga. Det kan dock hända att du får slut på energi efter att ha väntat dåligt på föraren, som i en bensin- eller dieselbil. I detta fall varnar fordonet i förväg om att batterinivån är låg, vanligtvis 5 till 10 % kvar. Ett eller flera meddelanden visas på instrumentpanelen eller mittskärmen och varnar användaren.

Beroende på modell kan du köra flera tiotals ytterligare kilometer till laddplatsen. Motoreffekten är ibland begränsad för att minska förbrukningen och därför bredda räckvidden. Dessutom aktiveras "sköldpaddsläget" automatiskt: bilen saktar gradvis ner till helt stopp. Signaler på instrumentbrädan uppmanar föraren att hitta en plats att stanna i väntan på en bärgningsbil.

En liten lektion i mekanik på en elbil

För att göra det enklare, säg till dig själv att istället för en värmemotor har din bil en elmotor. Denna energikälla finns i batteriet.

Du kanske har märkt att elfordonet inte har en koppling. Dessutom behöver föraren bara trycka på gaspedalen för att få en konstant ström. Likström omvandlas till växelström på grund av omvandlarens verkan. Det är också det som genererar det elektromagnetiska fältet genom din motors rörliga kopparspole.

Din motor innehåller en eller flera fasta magneter. De motsätter sitt magnetfält mot spolens fält, vilket sätter dem i rörelse och får motorn att gå.

Informerade förare kanske har märkt att det inte heller fanns någon växellåda. I ett elfordon är detta motoraxeln, som utan mellanhand omfattar drivhjulens axlar. Därför behöver bilen inte kolvar.

Slutligen, så att alla dessa "enheter" är perfekt synkroniserade med varandra, kontrollerar och modulerar omborddatorn den utvecklade effekten. Därför, beroende på situationen, justerar din bils motor sin effekt i enlighet med förhållandet mellan varv per minut. Detta är ofta mindre än på förbränningsfordon.

Laddning: där allt börjar

För att din bil ska kunna köra din bil behöver du koppla in den i ett eluttag eller laddstation. Detta kan göras med hjälp av en kabel med lämpliga kontakter. Det finns olika modeller för att passa olika laddningslägen. Om du vill hitta din nya bil hemma, på jobbet eller på offentliga laddstationer behöver du en kontakt av typ 2. Använd en "Combo CCS"- eller "Chedemo"-kabel för att använda snabbterminalerna.

Under laddning flyter en elektrisk växelström genom kabeln. Din bil går igenom flera kontroller:

• Du behöver en högkvalitativ och väl avstämd ström;
• Jordning måste ge säker laddning.

Efter att ha kontrollerat dessa två punkter ger bilen tillstånd för att elektricitet ska flöda genom omvandlaren.

Omvandlarens viktiga roll i ett plug-in fordon

Omvandlaren "omvandlar" växelströmmen som flyter genom terminalen till likström. Detta steg är nödvändigt eftersom EV-batterier endast kan lagra likström. Tänk dock på att du kan hitta terminaler som direkt omvandlar AC till DC. De skickar sin "produkt" direkt till ditt fordons batteri. Dessa laddstationer ger snabb eller supersnabb laddning, beroende på modell. Å andra sidan, om du skulle utrusta dig själv med dessa terminaler för att ladda din nya elbil, vet att de är mycket dyra och imponerande, och därför installeras de i alla fall för tillfället endast på offentliga platser (till exempel t.ex. rekreationsområden på motorvägar).

Två typer av elbilsmotorer

Ett elfordon kan utrustas med två typer av motorer: en synkronmotor eller en asynkronmotor.

En asynkronmotor genererar ett magnetfält när den roterar. För att göra detta förlitar han sig på statorn, som tar emot elektricitet. I detta fall roterar rotorn konstant. Asynkronmotorn är huvudsakligen installerad i fordon som gör långa resor och rör sig i höga hastigheter.

I en induktionsmotor tar själva rotorn över rollen som en elektromagnet. Därför skapar det aktivt ett magnetfält. Rotorhastigheten beror på frekvensen av strömmen som tas emot av motorn. Det är den idealiska motortypen för stadskörning, täta stopp och långsamma starter.

Batteri, strömförsörjning för elfordon

Batteriet innehåller inte några liter bensin, utan kilowattimmar (kWh). Den förbrukning som batteriet kan ge uttrycks i kilowatt (kW).

Batteriet i alla elfordon består av tusentals celler. När ström passerar genom dem fördelas den mellan dessa tusentals komponenter. För att ge dig en mer specifik uppfattning om dessa celler, tänk på dem som högar eller fickor kopplade till varandra.

När ström passerar genom batterierna i batteriet skickas den till din bils elmotor(er). I detta skede ser statorn det genererade magnetfältet. Det är den senare som driver motorns rotor. Till skillnad från en värmemotor, trycker den sin rörelse på hjul. Beroende på bilmodell kan den överföra sin rörelse till hjulen genom en växellåda. Den har bara en rapport, vilket ökar dess rotationshastighet. Det är han som hittar det bästa förhållandet mellan vridmoment och varvtal. Bra att veta: rotorhastigheten beror direkt på frekvensen av strömmen som flyter genom motorn.

För information, tänk på att nya uppladdningsbara batterier använder litium. Räckvidden för ett elfordon sträcker sig i genomsnitt från 150 till 200 km. Nya batterier (litium-luft, litium-svavel, etc.) kommer att avsevärt öka batterikapaciteten för dessa fordon under de närmaste åren.

Hur ändrar du utseendet på din elbil utan växellåda?

Denna typ av fordon har en motor som kan rotera flera tiotusentals varv per minut! Du behöver alltså ingen växellåda för att ändra marschfarten.

Ett helt elektriskt fordons motor överför rotation direkt till hjulen.

Vad ska man komma ihåg om ett litiumjonbatteri?

Om du på allvar funderar på att köpa ett elfordon, här är lite viktig information om litiumjonbatterier.

En av fördelarna med detta batteri är dess låga självurladdning. Konkret betyder det att om du inte använder din bil på ett år kommer den att förlora mindre än 10 % av sin bärförmåga.

En annan betydande fördel: denna typ av batteri är praktiskt taget underhållsfri. Däremot ska den systematiskt förses med en skydds- och reglerkrets, BMS.

Batteriets laddningstid kan variera beroende på modell och märke på ditt fordon. Så, för att ta reda på hur länge din bil kommer att vara ansluten, hänvisa till dess batteridensitet och laddningsläget du väljer. Laddningen kommer att pågå i cirka 10 timmar. Planera i förväg och förvänta dig!

Om du inte vill, eller inte har tid att planera framåt, anslut din bil till en laddstation eller väggbox: laddningstiden halveras!

Ett annat alternativ för de som har bråttom: välj en "snabbladdning" framför en full laddning: din bil kommer att laddas upp till 80 % på bara 30 minuter!

Bra att veta: I de flesta fall sitter bilbatterier under golvet. Deras effekt sträcker sig från 15 till 100 kWh.

Fantastisk bromsfunktion för elfordon

Du kanske inte vet det ännu, men att köra elbil gör att du kan generera el! Biltillverkarna har försett sina elfordon med "superkraft": när din motor tar slut på elektricitet (till exempel när foten lyfts av gaspedalen eller när du bromsar) så gör den det! Denna energi går direkt till ditt batteri.

Alla moderna elfordon har flera lägen som gör att deras förare kan välja en eller annan kraft för regenerativ bromsning.

Hur laddar man dessa nya miljöbilar?

Bor du i ett litet hus? I det här fallet kan du ladda bilen direkt hemma.

Ladda din bil hemma

För att ladda din bil hemma, ta kabeln som såldes med din bil och anslut den till ett vanligt eluttag. Den du är van vid att ladda din smartphone från duger! Var dock medveten om den potentiella risken för överhettning. Strömstyrkan är ofta begränsad till 8 eller 10A för att undvika olyckor. Plus, om du behöver en full laddning för att hålla din lilla elbil igång, är det bäst att schemalägga den så att den slås på på natten. Detta beror på att lägre ström ger längre laddningstider.

En annan lösning: installera en vägglåda. Det kostar mellan € 500 och € 1200, men du kan begära ett skatteavdrag på 30 %. Du får snabbare laddning och högre ström (cirka 16A).

Ladda din bil på den offentliga terminalen

Om du bor i lägenhet, inte kan koppla din bil hemma eller är på resa kan du koppla din bil till en allmän laddstation. Du hittar allt i specialiserade applikationer eller på Internet. Vet i förväg att du kan behöva ett kioskkort utfärdat av varumärket eller communityn som installerade kiosken i fråga.

Den överförda effekten och därmed laddningstiden skiljer sig också beroende på de olika enheterna.

Kan elektriska modeller misslyckas?

Dessa grönare fordon har också fördelen av mindre brott. Det är logiskt, eftersom de har färre komponenter!

Dessa fordon kan dock drabbas av strömavbrott. Faktum är att när det gäller bensin- eller dieselfordon, om du inte förväntar dig tillräckligt med "bränsle" i din "tank", kommer din bil inte att kunna köra framåt!

Ditt helelektriska fordon skickar ett varningsmeddelande till dig när batterinivån blir särskilt låg. Vet att du har 5 till 10 % av din energi kvar! Varningar visas på instrumentpanelen eller mittskärmen.

Var säker, du kommer (inte nödvändigtvis) att vara på kanten av en öde väg. Dessa rena fordon kan bära dig överallt från 20 till 50 km - det är dags att ta sig till laddningsplatsen.

Efter denna sträcka minskar din bil motoreffekten och du bör känna en gradvis inbromsning. Om du fortsätter att köra kommer du att se andra varningar. Sedan aktiveras Turtle-läget när din bil är riktigt andfådd. Din topphastighet kommer inte att överstiga tio kilometer, och om du (verkligen) inte vill vara på kanten av en enslig väg måste du definitivt parkera eller ladda batteriet.

Hur mycket kostar det att ladda ett elfordon?

Påfyllningskostnaden beror på flera faktorer. Observera att det kostar mindre att ladda din bil hemma än att ladda på en offentlig terminal. Ta Renault Zoé till exempel. Laddning i Europa kommer att kosta cirka 3,71 euro, eller bara 4 cent per kilometer!

Med en offentlig terminal kan du räkna med cirka 6 € för att täcka 100 km.

Du hittar också 22 kW-terminaler gratis under en viss tid innan de blir betalda.

De dyraste är utan tvekan "snabbladdningsstationerna". Detta beror på att de kräver mycket kraft och detta kräver en viss infrastruktur. Om vi ​​fortsätter med vårt Renault Zoé-exempel kommer 100 km autonomi att kosta dig 10,15 €.

Slutligen, vet att totalt sett kommer en elbil att kosta dig mindre än ett diesellokomotiv. I snitt kostar det 10 euro att åka 100 km.