Hur fungerar en elbil? Växellåda i en elbil - finns den där eller inte? [SVAR]

Elfordon – hur fungerar de? Hur är de ordnade? Är elbilsbatterier tunga? Dyr? Är växellådan i en elbil komplicerad? Här är en kort introduktion till ämnet, fördelarna med elfordon och deras nackdelar.

Hur fungerar en elbil

innehållsförteckning

• Hur fungerar en elbil
• Batterier för elfordon: upp till ett halvt ton under golvet, den dyraste delen
  • I vilka enheter mäts batterikapaciteten?
  • Vilken kapacitet har batterier i elfordon?
• Motorn i ett elfordon: upp till 20 rpm!
• Elfordonsväxellåda: endast 1 växel (!)
  • Växellådor i elfordon – kommer de?
  • Två motorer istället för en tvåväxlad växellåda

Externt skiljer sig en elbil inte i grunden från en konventionell förbränningsbil. Det känner man mest igen på att den inte har något avgasrör och låter lite annorlunda. Det betyder: praktiskt taget låter inte och låter inteförutom elmotorns tysta vissling. Ibland (exempelvideo):

Hackade Tesla P100D + BBS-hjul!

De grundläggande skillnaderna börjar bara med chassit. En elbil har inte förbränningsmotor, växellåda (mer om detta även nedan) och avgassystem. Istället för dem en elbil har stora batterier och en liten elmotor. Hur liten? Ungefär lika stor som en vattenmelon. I BMW i3 ser det ut så här:

BMW i3:s design, med batterier liggande sida vid sida och en liten motor som driver bakhjulen, är en glänsande pipa baktill, till vilken orange ledningar leder (c) BMW

Batterier för elfordon: upp till ett halvt ton under golvet, den dyraste delen

De största, dyraste och tyngsta batterierna i ett elfordon är batterier. Detta är en komplex analog till den klassiska bränsletanken, som lagrar den energi som genereras direkt vid kraftverket. Det är svårt att föreställa sig en enklare transport: den startar på turbinen i ett kraftverk och går genom en kabel direkt till ett strykjärn, dator eller elbil.

Hur stora är batterierna i en elbil? De upptar hela chassit. Hur dyrt? Kostnaden för satsen som visas på bilden är cirka PLN 30. Så tung? För varje 15 kilowattimmar är batterikapaciteten idag cirka 2017 kilogram på 100, inklusive skrov och kyl-/värmeutrustning.

I vilka enheter mäts batterikapaciteten?

Men exakt "kilowatt-timmar" - vad är dessa enheter? Jo, ett batteris kapacitet mäts i energienheter, det vill säga kilowattimmar (kWh). De ska inte förväxlas med enheten för effekt (kilo) watt (kW). Vi känner till dessa kraftenheter från våra elräkningar, som vi betalar i genomsnitt varannan månad.

Tvärsnitt av föregående generation Nissan Leaf. På höger framsida av bilen finns ett laddningsuttag. Motorn är placerad i mitten mellan hjulen (svart rör under de orangea ledningarna), och batterierna är närmare bilens bakhjul (c) Nissan

Det genomsnittliga hushållet förbrukar cirka 15 kilowattimmar energi per dag, och varje kilowattimme kostar inte mer än 60 cent. Ungefär lika mycket energi förbrukar en sparsam förare av en elbil – men under 100 kilometer.

> Hur konverterar man kilowattimmar (kWh) elfordonsenergi till liter bränsle?

Batterier: 150 till 500 kg

Batterier är en av de tyngsta komponenterna i ett elfordon. De väger cirka 150 till cirka 500 kilogram (ett halvt ton!). Till exempel väger Tesla Model 3-batterier med en kapacitet på drygt 80 kilowattimmar 480 kilo – och Tesla är ledande inom viktoptimering!

Batterier (mitten) och motor (bak) i en Tesla Model 3 (c) Tesla

Vilken kapacitet har batterier i elfordon?

Bilar tillverkade 2018 är utrustade med batterier med en kapacitet från 30 (Hyundai Ioniq Electric) till cirka 60 kilowattimmar (Opel Ampera E, Hyundai Kona 2018) och från 75 till 100 kilowattimmar (Tesla, Jaguar I-Pace, Audi e - tron ​​Quattro). Rent generellt: ju större batteri desto större räckvidd för elfordonet, och för varje 20 kilowattimmars batterikapacitet måste du kunna köra minst 100 kilometer.

> 2017 elfordon med maximal effektreserv på en enda laddning [TOPP 20 RATING]

Motorn i ett elfordon: upp till 20 rpm!

En elbilsmotor är en enkel design, känd i över 100 år, uppfunnen av den serbiskfödde uppfinnaren Nikola Tesla. I värsta fall består en elmotor av flera dussin delar, och en förbränningsfordonsmotor består av flera dussin. tusen!

Funktionsprincipen för en elektrisk motor är mycket enkel: en spänning appliceras på den, vilket sätter den i rörelse (rotation). Ju högre spänning, desto högre hastighet.

Teslamotorn med växellåda är i ett silverrör. Växellådan är placerad under det vita och gråa huset, genom vilket motorvarvtalet överförs till propelleraxeln och hjulen. Förklarande ritning (c) Tekniska anmärkningar

Den genomsnittliga bensinbilen har en varvräknarskala från 0 till 7 rpm, den genomsnittliga dieselbilen har en hastighet på 000 rpm. Det röda fältet, som indikerar risken för motorfel, börjar tidigare, vid 5-000 tusen rpm.

Samtidigt når motorer i elfordon till och med några tusen rpm. Samtidigt har de utmärkt verkningsgrad eftersom de typiskt sett omvandlar över 90 procent av den tillförda energin till rörelse – i förbränningsmotorer är 40 procent verkningsgrad en stor framgång, vilket bara uppnås med något tekniskt tillstånd. -konstgjorda bilar.

> Hur effektiv är elmotorn? ABB nådde 99,05 %

Hur fungerar en elbil? | Tesla Model S

Elfordonsväxellåda: endast 1 växel (!)

Det mest intressanta inslaget i moderna elfordon är transmissioner, som ... inte existerar. Jaja, Elbilar har vanligtvis bara en växel (plus det omvända, det vill säga som erhålls när spänningen läggs tillbaka). Motorn är ansluten till hjulen med en mycket enkel växel som minskar motorns hastighet i intervallet 8-10: 1. Så, 8-10 varv på motoraxeln är 1 helt varv på hjulen. En sådan transmission består vanligtvis av tre växlar som ständigt är i ingrepp med varandra:

Varför har elfordon bara en växel? Det verkar som att tillverkarna inte ville öka vikten på maskinerna och göra livet svårt för sig själva. Elmotorer genererar mycket högt vridmoment redan från början, vilket kräver tjocka och hållbara växlar. I detta fall kan elmotorns axel rotera även med en hastighet av 300 varv per sekund (!).

Alla dessa egenskaper gör att växellådan i elmotorn måste vara extremt robust, samtidigt som den måste växla på hundradelar av en sekund, vilket avsevärt ökar kostnaden för ett elfordon.

Växellådor i elfordon – kommer de?

Faktum är att de redan finns där. Bilden du ser ovan är faktiskt ett tvärsnitt av en tvåväxlad prototyp för ett elfordon. Rimac Concept One använder tvåväxlade transmissioner (så växellådan finns redan där, det vill säga växellådor!). De första prototyperna av den treväxlade transmissionen dyker också upp.

эти växellådor för elfordon de är viktiga eftersom de å ena sidan låter bilen accelerera snabbt, och å andra sidan låter de motorn rotera långsammare när man kör på motorvägen (= mindre energiförbrukning), d.v.s. de ökar effektivt motorvarvtalet. bil körsträcka.

Två motorer istället för en tvåväxlad växellåda

Idag har Tesla tagit itu med problemet med bristen på växellådor på sitt eget sätt: bilar med två motorer har olika transmissioner och ofta två olika motorer fram och bak. Bakaxeln kan vara starkare och ha en högre utväxling (t.ex. 9:1) för att bättre utnyttja vridmoment och accelerera fordonet. Fronten kan i sin tur vara svagare (= förbrukar mindre kraft) och ha en lägre utväxling (t.ex. 7,5:1) för att minska strömförbrukningen över långa avstånd.

Ovanstående data är ungefärliga och beror mycket på bilens version och modell. Men skillnaderna är märkbara. Till exempel har Tesla Model S 75 en räckvidd på endast 401 kilometer, medan Tesla Model S 75D ("D" för fyrhjulsdriven version) redan har en räckvidd på 417 kilometer:

> Tania Tesla S återkommer för att erbjuda. S 75 till försäljning 2018

Detta kan intressera dig: