Кузовной ремонт автомобиля

 Покраска в камере, полировка

 Автозапчасти на заказ

Какой двигатель лучше для электромобиля


асинхронный, синхронный или на постоянных магнитах?

Можно ли буксировать электромобили? Зависит от типа двигателя. Да, бывают разные. Если вы только собираетесь покупать электрокар, то знайте: до полной разрядки его лучше не доводить. И вот почему

Автомобили с двигателями внутреннего сгорания допускают буксировку. Если у вас механическая коробка передач, то это самое простое дело: ставите нейтраль в коробке передач или выжимаете сцепление – и ваш мотор оказывается физически отключен от колес, а машина превращается в обычную телегу: тяни не хочу.

С автоматами чуть сложнее, в них полного разрыва связи между колесами и мотором не предусмотрено. Но и они в режиме N позволяют буксировать машину на короткие расстояния и с невысокой скоростью.

Однако в инструкциях к электромобилям вы прочтете, что буксировка или не допускается вовсе, или, как в случае с современными моделями Tesla, допускается со скоростью не более 5 км/ч на расстояние не более 10 метров: иными словами, вы в праве только оттолкать сломанную машину на обочину.

А может ли быть иначе? Да, старые модели Tesla такое позволяли. Как и GM EV1 – легенда электрокаров 90-х годов прошлого века. Так в чем же дело? В типе электрических двигателей. Или, если уж говорить совсем правильно, электрических машин, так как в электромобилях эти устройства служат не только двигателями, но и генераторами. И на современных типах электрокаров встречается три типа таких устройств. Но для начала немного истории.

В 1821 году британский ученый Майкл Фарадей в своей статье впервые описал основные принципы преобразования электроэнергии в движение. Фарадей уже знал, что электрический ток, проходя через проволоку, создает магнитное поле. Закрученный в катушку, такой провод становится электромагнитом.

Он также знал, что противоположные полюса магнитов притягиваются, а одинаковые – отталкиваются. В электромагнитах же полярность зависит от направления движения тока, то есть ее можно быстро менять. И вот что придумал Фарадей. Берем магнит, который движется к другому. В последний момент полярность меняется, но рядом расположен третий магнит, к которому можно тянуться. Затем четвертый, пятый. Эти разнополярные магниты выстроены в линию. И если ее закольцевать, движение будет идти по кругу до тех пор, пока сквозь электромагниты идет ток и пока его направление не перестает меняться.

Чтобы понять, как это действует, представьте, что у вас в руках два школьных магнита в форме подковы или буквы U – помните, были такие. Если их повернуть друг к другу взаимоотталкивающимися полюсами, то они будут стремиться сделать полуоборот, чтобы снова друг к другу притянуться. А теперь представьте, что их полюса постоянно меняются местами: тогда они станут вертеться друг относительно друга. Это и есть электродвигатель.

Так впервые был описан принцип действия всех электромоторов в целом и самого древнего в частности: того, который работает от постоянного тока и использует с одной стороны постоянные магниты из намагниченного сплава, а с другой – переменные электромагниты. Это наш первый герой: мотор-генератор постоянного тока на перманентных магнитах.

Изобретения Фарадея были развиты его полседователями, в частности изобретателем электрической лампочки Томасом Эдисоном. Эдисон усовершенствовал генераторы постоянного тока и стал пионером в электрификации Нью-Йорка. В 1884 году на пороге его кабинета появился молодой сербский инженер. Звали иммигранта Никола Тесла.

Тесла предложил улучшить конструкцию Эдисона и попросил за работу 50 тысяч долларов – баснословная в те времена сумма. По легенде Эдисон согласился, но когда Тесла действительно существенно улучшил существующую модель, любимец Америки просто кинул безвестного сербского эмигранта.

Тесла рассердился и отправился к главному конкуренту, адепту переменного тока Джорджу Вестингаузу. Так началась «Война токов», окончательно проигранная постоянным током только в 2007 году, когда Нью-Йорк последним из городов перешел на ток переменный.

Генераторы Эдисона вырабатывали электричество с напряжением, близким к потребительскому: 100-200 вольт. Это удобно для домов, но его сложно передавать на большие расстояния из-за сопротивления проводов. Тут было два решения: увеличивать диаметр кабелей или повышать напряжение. Первый вариант позволял делать линии длинной 1,5 километра. Да, совсем немного. Второй вариант был невозможен из-за отсутствия в те годы эффективных способов повышения напряжения постоянного тока.

Однако еще в 1876 году русский ученый Павел Яблочков изобрел трансформатор, меняющий напряжение переменного тока. Подача энергии на большие расстояния перестала быть проблемой.

Но была другая проблема. Лампочкам Эдисона все равно от какого тока питаться: постоянного или переменного. А вот с электродвигателями сложнее: они в те годы требовали только постоянного. В 1888 году Тесла запатентовал в США асинхронный электрический двигатель переменного тока. Он же изобрел и синхронный генератор, впоследствии использованный и как двигатель. Это второй и третий герои нашей статьи.

Так поговорим же о них поподробнее

Если в детстве вам доводилось разбирать игрушечные электрические машинки, то вы должны помнить устройство их простейших двигателей. Для остальных напомним. Все применяемые в электромобилях моторы состоят из двух частей: неподвижного статора и вращающегося ротора.

В игрушечных машинах на статоре стоят постоянные магниты, а на роторе – электрические переменные. При вращении на них через специальные щетки подается постоянный ток от батареек, и их последовательное включение и обеспечивает движение.

Похожая конструкция встречается практически у всех электромобилей. С одним отличием: на роторе там стоят постоянные магниты, а на статоре, напротив, электрические и переменные. Так в том числе можно избавиться от щеток: одного из немногих элементов электродвигателя, который подвержен износу.

Преимущество моторов на постоянных машинах в том, что они легкие, компактные, мощные, эффективные, работают от вырабатываемого аккумуляторами постоянного тока… так, стоп! А какие недостатки?

Недостаток прост. Таким моторам не хватает тяги. Так перейдем же к асинхронным инверсионным моторам переменного тока.

Бородатый анекдот про умирающего мастера заваривать чай, который делился своим секретом словами «не жалейте заварки» – это прям притча про компанию Tesla. Вопреки расхожему мнению, ее основал не Илон Маск (он позже стал главным инвестором и владельцем), а Мартин Эберхард и его партнер Марк Тарпенинг.

Эти двое придумали немыслимое. Создать не тихоходный, эффективный и относительно дешевый электрокар, а дорогой, быстрый и клевый. Маск же первым идею оценил и быстро прибрал ее к рукам.

Имя компании Tesla не случайно. Одной из ее технических революций стало использование асинхронного двигателя без постоянных магнитов, работающего на переменном токе – того самого, который изобрел Никола Тесла. Эта конструкция дороже как сама по себе, так и благодаря необходимости в установке преобразователя постоянного тока от батареи в переменный для электродвигателя. Успешное решение данной задачи и стало первым из множества теперь уже легендарных прорывов «Теслы».

Благодаря мощному асинхронному мотору электрокары Tesla с самого начала были очень динамичным, что стало ключевой причиной роста их популярности. В таком моторе переменный ток в обмотке статора создает вращающееся магнитное поле. Оно вызывает индукцию в роторе, заставляя его вращаться чуть медленнее, чем вращение самого поля – поэтому двигатель и называется асинхронным. Если скорости вращения синхронизируются, поле перестает создавать в роторе индукцию, и он начинает замедляться, рассинхронизируясь обратно. Важно заметить, что собственно на ротор никакого электричества напрямую не подается.

Итак, есть еще третий тип электрического двигателя, который встречается в современных электромобилях: синхронный на электромагнитах. Он похож по устройству на двигатели с постоянными магнитами на роторе, только эти магниты – электрические. На них подается постоянный ток, так что полярность магнитов ротора остается неизменной. А вот полярность магнитов статора, напротив, меняется, что и обеспечивает вращение.

Такие синхронные моторы на электромагнитах славятся своей способностью обеспечивать стабильность оборотов и ставятся, обычно, на всякие установки вроде насосов. А еще… на электрокар Renault Zoe. Зачем? Честно сказать, найти быстрый ответ на этот вопрос не получилось. Можем лишь предположить, что это связано с лучшей способностью такого двигателя служить генератором, рекуперируя энергию торможения. Мотор на Zoe не самый мощный, а мощным генератором он быть обязан.

Так что же лучше? Большинство автоконцернов выбирает моторы на постоянных магнитах: они эффективнее. Tesla в первые годы настаивала на асинхронных моторах. Но потом… сделала ставку на двух моторную полнопривродную схему, в которой асинхронный мотор обеспечивает динамику, а двигатель на постоянных магнитах гарантирует низкий расход энергии при небольших нагрузках. И только Renault… ну вы поняли.

А теперь о том, что ждет нас дальше. При буксировке даже обесточенный двигатель на постоянных магнитах тут же начинает работать как генератор, что чревато перегревом и возгоранием энергосистемы электромобиля. В синхронных моторах Renault оставшейся магнетизм в роторе также способен вызвать индукцию в катушках статора, ну и пошло поехало – генерация тока, перегрев, пожар.

И только асинхронные двигатели, когда их статоры не под напряжением, не являются генераторами: их можно буксировать.

Так вот, современная тенденция такова. Моторы на постоянных магнитах становятся все мощнее и тяговитее, оставаясь самыми эффективными. Производители постепенно переходят на них. Но придумать, как машины с ними безопасно буксировать инженерам еще предстоит. Пока они декларируют принцип «Наши электромобили не ломаются и в буксировке не нуждаются». Но звучит не больно убедительно.

Электродвигатели и аккумуляторы | HowStuffWorks

Электромобили могут использовать двигатели переменного или постоянного тока:

  • Если двигатель является двигателем постоянного тока , он может работать на любом напряжении от 96 до 192 вольт. Многие из двигателей постоянного тока, используемых в электромобилях, происходят из индустрии электрических вилочных погрузчиков.
  • Если это двигатель переменного тока , то, вероятно, это трехфазный двигатель переменного тока, работающий от 240 В переменного тока с аккумуляторной батареей на 300 Вольт.
Установка постоянного тока

, как правило, проще и дешевле.Типичный двигатель будет работать в диапазоне от 20 000 до 30 000 Вт. Типичный контроллер будет работать в диапазоне от 40 000 до 60 000 Вт (например, 96-вольтный контроллер будет выдавать максимум 400 или 600 ампер). Отличительной особенностью двигателей постоянного тока является то, что вы можете на перегрузить их на (с коэффициентом 10 к 1) за короткие промежутки времени. То есть двигатель мощностью 20 000 Вт будет принимать 100 000 Вт за короткий промежуток времени и обеспечивать мощность, в 5 раз превышающую его номинальную мощность. Это отлично подходит для коротких вспышек ускорения.Единственным ограничением является накопление тепла в двигателе. Слишком сильный перегруз, и двигатель нагревается до такой степени, что самоуничтожается.

Установки переменного тока

позволяют использовать практически любой промышленный трехфазный двигатель переменного тока, что облегчает поиск двигателя определенного размера, формы или номинальной мощности. Двигатели переменного тока и контроллеры часто имеют функцию регенерации . Во время торможения двигатель превращается в генератор и возвращает энергию к батареям.

Сейчас слабым звеном в любом электромобиле являются аккумуляторы. Существуют по крайней мере шесть существенных проблем с современной технологией свинцово-кислотных аккумуляторов:

  • Они тяжелые (типичный свинцово-кислотный аккумулятор весит 1000 фунтов или более).
  • Они громоздкие (в рассматриваемом нами автомобиле имеется 50 свинцово-кислотных аккумуляторов, каждый размером примерно 6 "x 8" на 6 ").
  • Они имеют ограниченную емкость (типичный блок свинцово-кислотных аккумуляторов может вместить 12 до 15 киловатт-часов электроэнергии, что дает машине всего 50 миль или около того).
  • Они заряжаются медленно (обычное время перезарядки для свинцово-кислотного блока составляет от 4 до 10 часов для полной зарядки, в зависимости от технологии аккумулятора и зарядного устройства).
  • У них короткий срок службы (три-четыре года, возможно, 200 полных циклов зарядки / разрядки).
  • Они дорогие (возможно, 2000 долларов за аккумулятор, показанный в образце автомобиля).

В следующем разделе мы рассмотрим больше проблем с батарейной технологией.

,

Пример электромобиля | HowStuffWorks

Электромобиль, который мы будем использовать для этого обсуждения, показан здесь.

Этот электромобиль начал свою жизнь как обычный Geo Prism с бензиновым двигателем 1994 года. Вот модификации, которые превратили его в электромобиль:

  • Бензиновый двигатель, а также глушитель, каталитический нейтрализатор, выхлопная труба и бензобак были сняты.
  • Сцепление в сборе было снято.Существующая механическая коробка передач осталась на месте, и она была закреплена на второй передаче.
  • Новый электродвигатель переменного тока был прикреплен болтами к коробке передач с помощью переходной пластины.
  • Был добавлен электрический контроллер для управления двигателем переменного тока.
  • Аккумуляторный поддон был установлен на полу автомобиля.
  • Пятьдесят 12-вольтовые свинцово-кислотные батареи были помещены в отсек для батарей (два комплекта по 25 вольт, чтобы создать 300 вольт постоянного тока).
  • Электродвигатели были добавлены к силовым элементам, которые раньше получали энергию от двигателя: водяной насос, насос гидроусилителя руля, кондиционер.
  • Вакуумный насос был добавлен для силовых тормозов (который использовал вакуум двигателя, когда у автомобиля был двигатель).
  • Переключатель для механической коробки передач был заменен переключателем, замаскированным как переключатель автоматической коробки передач, для управления вперед и назад.
  • Было добавлено зарядное устройство, чтобы можно было заряжать батареи. Этот конкретный автомобиль на самом деле имеет две системы зарядки - одну от обычной настенной розетки на 120 или 240 вольт, а другую - от индуктивного зарядного устройства с магнитным зарядом.
  • Датчик газа был заменен на вольтметр.

Все остальное в машине есть сток. Когда вы садитесь за руль, вставьте ключ в замок зажигания и поверните его во включенное положение, чтобы включить автомобиль. Вы переключаетесь в «Drive» с переключателем, нажимаете педаль акселератора и идете. Он работает как обычный бензиновый автомобиль. Вот некоторые интересные статистические данные:

  • Дальность действия этого автомобиля составляет около 50 миль (80 км).
  • Время от 0 до 60 миль в час составляет около 15 секунд.
  • Для зарядки автомобиля после 50-мильной поездки требуется около 12 киловатт-часов электроэнергии.
  • Батареи весят около 1100 фунтов (500 кг).
  • Батареи служат от трех до четырех лет.

Чтобы сравнить стоимость за милю бензиновых автомобилей с этим электромобилем, вот пример. Электричество в Северной Каролине сейчас составляет около 8 центов за киловатт-час (4 цента, если вы используете биллинг по времени использования и перезарядку ночью).Это означает, что для полного пополнения счета он стоит 1 доллар (или 50 центов при выставлении счетов за время использования). Таким образом, стоимость за милю составляет 2 цента за милю или 1 цент со временем использования. Если бензин стоит 1,20 долл. США за галлон, а автомобиль проезжает 30 миль за галлон, то цена за милю составляет 4 цента за милю за бензин.

Очевидно, что «топливо» для электромобилей стоит намного меньше за милю, чем для бензиновых транспортных средств. И для многих расстояние в 50 миль не является ограничением - средний человек, живущий в городе или пригороде, редко проезжает более 30 или 40 миль в день.

Чтобы быть абсолютно справедливым, мы должны также включить стоимость замены батареи. Аккумуляторы в настоящее время являются слабым звеном электромобилей. Замена батареи для этого автомобиля стоит около 2000 долларов. Батареи будут длиться около 20 000 миль или около 10 центов за милю. Вы можете понять, почему вокруг топливных элементов так много возбуждения - топливные элементы решают проблему с батареей (более подробно об топливных элементах можно прочитать далее в статье).

,

Крупнейшие плюсы и минусы электромобилей

Электромобили (EV) достигли огромных технологических успехов с момента их первого появления и стали более популярными, чем когда-либо прежде. Тем не менее, некоторые водители все еще не решаются перейти с традиционных автомобилей, работающих на газе, в значительной степени из-за неправильного представления о том, что электромобили все еще страдают от тех же недостатков, что и в прежние годы. Хотя у электромобилей действительно есть свои недостатки, у них есть и значительные преимущества.

6 Преимущества электромобилей

Преимущества владения электромобилем, возможно, перевешивают любые недостатки - от траты меньше денег в долгосрочной перспективе до меньшего количества поездок в ремонтную мастерскую. И это не останавливается там.

1. Они легче для окружающей среды.

Для многих автолюбителей простое знание того, что электромобили лучше для окружающей среды, является достаточной причиной для инвестиций. У электромобилей даже нет выхлопной системы, что означает, что они не имеют выбросов. А поскольку транспортные средства, работающие на газе, вносят большой вклад в накопление парниковых газов в земной атмосфере, переход на электромобиль может способствовать более чистому воздуху и более здоровой планете.

2. Электричество дешевле бензина.

американца платят в среднем 15 центов за милю за рулем автомобилей с бензиновым двигателем, что на самом деле не так уж много - пока вы не сравните это с фактом, что многие электромобили работают за треть от этой стоимости, учитывая, что электричество значительно меньше дороже бензина. И поскольку большую часть времени вы, вероятно, будете заряжать свой электромобиль в своем гараже, установка солнечных панелей в вашем доме поможет вам сэкономить еще больше средств на питании как в вашем доме, так и в автомобиле.

3. Техническое обслуживание менее частое и менее дорогое.

Поскольку электрические машины, в общем-то, электрические, они не работают на масле и, следовательно, не требуют замены масла (или любого другого обслуживания, связанного с двигателями внутреннего сгорания, в этом отношении). Еще один потенциал? Тормоза на электромобиле обычно не изнашиваются так же быстро, как на обычном автомобиле, что означает еще большую экономию для вас.

4. Они очень тихие.

Если вы живете рядом с оживленной дорогой или просто ехали в час пик, вы знаете, насколько шумными могут быть обычные автомобили, даже если это всего лишь гул небольших двигателей.С другой стороны, электромобили практически бесшумны. На самом деле они настолько тихие, что многие законодатели в США предложили установить устройства, производящие шум, чтобы предупредить пешеходов, что они находятся поблизости.

5. Вы получите налоговые скидки.

Если вы являетесь первоначальным владельцем электромобиля, вы, вероятно, получите налоговый кредит только за то, что помогаете снизить воздействие на окружающую среду, управляя автомобилем с нулевым уровнем выбросов. Этот налоговый кредит может достигать 7500 долларов в зависимости от марки и модели.Когда речь заходит о налоговых льготах EV, на них, как и следовало ожидать, есть мелкий шрифт, поэтому обязательно задавайте вопросы специалисту по налогам.

6. Они могут сократить ваше время в пути.

Вождение EV означает, что у вас есть привилегия использовать полосу движения HOV (так называемую полосу «carpool») в любое время дня, даже если вы едете в одиночку. Если вы живете в районе с интенсивным движением, это не только сэкономит вам и времени, но и обеспечит приличный запас здоровья. Разговор о беспроигрышном.

Фото: Shutterstock

5 недостатков электромобилей

Конечно, нет ничего идеального, и электромобили не являются исключением.Есть несколько важных факторов, которые необходимо учесть, прежде чем подписать пунктир в автосалоне.

1. Большинство электромобилей имеют довольно короткие дистанции.

Несмотря на то, что диапазон EV постоянно совершенствуется, он все еще остается одной из основных проблем для потребителей, выбирающих между электрическим и обычным. При полной зарядке большинство электрических моделей ограничены диапазоном от 60 до 100 миль, но небольшое меньшинство моделей может проехать от 200 до 300 миль за одну зарядку.

2. Зарядка может занять некоторое время.

По сравнению с несколькими минутами, которые требуются для заправки обычного автомобиля на заправке, подзарядка электромобиля является гораздо более значительным вложением времени. В то время как большинству двигателей электромобилей требуется около четырех часов для полной зарядки, некоторым требуются колоссальные от 15 до 20 часов. Однако имеются доступные комплекты, которые, по сообщениям, сокращают время зарядки в два раза.

3. Это большие начальные инвестиции.

Если вы никогда не покупали EV раньше, вы можете испытать небольшой шок от наклейки при начале исследования.Даже более доступные модели электромобилей начинаются в диапазоне от 30 000 до 40 000 долл., В то время как роскошные модели достигают 80 000 долл. И выше. До тех пор, пока технология не будет развиваться и не станет менее дорогой в производстве, потребители могут ожидать, что будут платить от 10 000 до 50 000 долларов за электромобиль.

4. Наличие зарядной станции несовместимо.

Возможно, вы живете в районе, где электромобили относительно распространены, и поэтому для вашего удобства имеется широкий выбор станций для зарядки электромобилей.Но, скажем, вы находитесь в дорожной поездке или навещаете семью в более пригородном или отдаленном районе - что произойдет, если вам нужно зарядиться? К счастью, по мере роста популярности электромобилей, также требуются зарядные станции, в которых они нуждаются. Но на данный момент отсутствие доступности является еще одной серьезной жалобой для потребителей.

5. Есть меньше вариантов.

Нет никаких сомнений в том, что существует больше разнообразных электромобилей, чем когда-либо прежде, и нет никаких признаков того, что они также прекратят расти. Но факт остается фактом - просто не так много, чтобы выбрать, когда речь заходит об эстетике вашего EV, особенно по сравнению с тем, сколько вы можете настроить обычные автомобили.С другой стороны, это определенно изменится, так как распространенность EV продолжает расти.

Стефани Браун (Stephanie Braun) является директором Auto Product Management в Esurance , где она отвечает за разработку линейки автоматических продуктов компании и управление телематическими программами, такими как DriveSense Mobile. Стефани имеет 11-летний опыт работы в отрасли, ориентированной в первую очередь на дизайн и запуск продукта, цены и инновации продукта.

Feature image любезно предоставлено Shutterstock

,

Смотрите также


avtovalik.ru © 2013-2020
Карта сайта, XML.