Автомобили на электродвигателе – Что собой представляет двигатель для электромобиля, каким может быть и сколько стоит

Содержание

Десять самых экономичных гибридных и электрических автомобилей

10 машин, которые эффективны, как авто Toyota Prius.

 

Автомобили Toyota Prius стали для многих, кто захотел максимально больше сэкономить на топливе, этаким эталоном и стандартом качества на современном авторынке. Конечно, эта модель не отличается особо хорошей мощностью, своей отличной динамикой и идеальным управлением, но благодаря революционной комбинации сегодняшних технологий, своей феноменальной экономичности и безупречной надежности, все это позволило Японскому автомобилю стать самым популярным среди всех гибридных (и в т.ч. электрических) автотранспортных средств, которые выпускаются в наши дни. На сегодняшнем авторынке трудно уже найти более экономичный, качественный и практичный автомобиль, чем представленный нами Приус. Тем не менее, конкуренты все же остались и они постепенно сокращают отставание от знаменитой Тойоты. Хотя о них рано еще говорить.

 

В ближайшие время большинство автомобильных компаний вряд ли смогут догнать в этом плане автомобиль Тойота Prius, как по своей популярности, так и по экономичности. А все потому, что Японская компания тоже не сидит «сложа руки» и продолжает внедрять свои новейшие технологии в автопроизводство. Так, за последние годы данная автокомпания расширила количество модификаций гибридного автомобиля Prius. Теперь ее модельный ряд пополнился компактной модификацией авто (С-вариант), также, просторной V-моделью и еще одной, полностью электрической версией. Хотя есть ряд известных электрических и гибридных автомобилей, которые не на столько уж уступают первенство этой популярной Тойоте Приус. Примечательно, что многие автомобили-конкуренты даже экономичней самого Японского автомобиля.

 

10) Toyota Prius - гибрид

 

Прежде чем перейти к основным автомобилям-конкурентам, которые посягают на популярность японской марки и пытаются потеснить авто Prius, мы хотим отметить, что гибридная версия автомобиля Тойота потребляет 4,7 литра бензина на 100 км пути. На фоне всех электрических машин это нам кажется много, хотя эта гибридная модель авто продолжает конкурировать с полностью электрическими автотранспортными средствами, благодаря своим унмверсальным параметрам,- качеству, технологиям и надежности.

 

Здесь сразу стоит отметить, что электрическая версия авто Prius EV в совокупности характеристик, полностью переигрывает всех своих конкурентов по многим параметрам, как в цене, так и по качеству. Поэтому говорить о том, что в скором времени Тойоту Приус потеснят ее конкуренты, пока преждевременно.

 

 

9) Tesla Model S, 2,5 л на 100 км

 

Автомобиль седан Tesla Model S является доказательством того, что роскошь и экономичность сегодня совместимы, вопреки распространённому мнению многих обывателей. Этот большой четырехдверный седан может вместить в себя до 7 человек. Машина заднеприводная, крутящий момент передается от электродвигателя с помощью односкоростной коробки передач. Благодаря своему алюминиевому кузову автомобиль с места до 100 километров разгоняется всего за 4,2 секунды. При стандартной 60 Квтч аккумуляторной батареи он может проехать без зарядки до 330 километров.

 

Так, как эта машина не имеет традиционного двигателя внутреннего сгорания, а для нашего рейтинга мы по любому должны были рассчитать ее экономичность, чтобы сравненить с другими автоконкурентами, мы рассчитали тот самый эквивалент потраченных денег на электричество, которое необходимо для полной зарядки аккумулятора машины, чтобы проехать на ней 300 километров. Далее потраченные деньги мы пересчитали и перевели их в 1 литр бензина, для того, чтобы высчитать примерный расход топлива в нашем традиционном понимании.

 

8) Ford Focus Electric, 2,2 л на 100 км

 

Полностью электро автомобиль - это конкурент электрической Toyota Prius. Автомобиль Ford Focus EV  является электрическим хэтчбеком, в переводе потраченных денег на электроэнергию на 1 литр топлива, он расходует 2,2 литра на 100 км пути.

 

Машина оснащена 23 кВтч литий-ионной аккумуляторной батареей с жидкостным охлаждением. В зависимости от режима эксплуатации автомобиля максимальный запас хода на полной зарядке аккумулятора составляет 130 км. Максимальная скорость- 135 км/ч.

 

7) Smart Fortwo ED

 

Многие из нас считают, что авто Smart Fortwo - это автомобильная удачная шутка. Хорошей и экономичной машиной этот автомобиль выглядит всего лишь на бумаге, где указаны его технические характеристики. В реальности же эта бензиновая версия мини-машины потребляет с таким типом кузова слишком уж много топлива.

 

Но все станет значительно лучше, когда вы приобретете электрическую версию автомобиля Смарт, в которой отсутствует ужасный бензиновый мотор и плохая механическая коробка передач. 

Электрический силовой агрегат превращает этот автомобиль не только в супер экономичную машину, но и делает эту модель динамичной, и все благодаря не плохому крутящему моменту. 

При переводе в бензин всех денежных затрат требуемых для подзарядки аккумулятора получается, что для проезда 100 километров пути потребуется денежных средств на сумму эквивалентную 2,2 литрам топлива.

 

 

6) Mitsubishi I-MiEV

 

Инновационный автомобиль Mitsubishi получил для себя странное имя - I-MiEV.

 

Этот крошечный электро-автомобиль, чтобы проехать на нем 100 километров  вы потратите довольно небольшую сумму, на которую можно купить 2,1 литра бензина. Крутящий момент в авто производиться магнитным электромотором мощностью в 66 л.с. Силовой агрегат питается от 16 кВтч литий-ионного аккумулятора, которого хватает на 100 км пути.

 

 

5) Nissan Leaf

 

Более лучшие показателя экономичности предлагает всем новая модель автомобиля Nissan Leaf, которая для 100 километров пути потребует у вас еще меньших денежных средств, чем вы затратили бы на предыдущем автомобиле, их хватит, чтобы купить 2,06 литра топлива. Машина оснащается 80кВт электрическим двигателем мощностью в 107 л.с., который питается от 24кВт батареи.

 

Максимальная дальность поездки на полной зарядке- 135 километров. Естественно, что пробег автомобиля будет зависеть непосредственно только от Вашего стиля вождения и от дорожных условий. При движении в пробке вы не сможете проехать и такой километраж пути.

Главная проблема автомобиля Nissan Leaf и других его электрических конкурентов, это достаточно приличный вес, который составляет 1496 кг, что, согласитесь с нами, для таких параметров машины слишком много.

 

 

4) Fiat 500e

 

Представляем наш следующий автомобиль, который судя по характеристикам, расходует меньше ваших денежных средств, чем тот же автомобиль Nissan Leaf.  Это электрический авто Fiat 500е. Под поликом у автомобиля располагается 24 кВт литий-ионный аккумулятор, сделано это для того, чтобы снизить центр тяжести машины для ее более динамичной езды.

 

Батарея питает 111-и сильный электродвигатель. 

Для того, чтобы проехать на данном автомобиле 100 километров пути вам потребуется потратить на электричество (для зарядки аккумулятора) денежных средств, которых хватит чтоб приобрести (купить) 2,03 литра бензина.

Жаль, что эта модель авто продается не во всех странах мира. Этот показатель в денежном эквиваленте для мощного электроавтомобиля является просто отличным результатом.

 

 

3) Honda Fit EV

 

Более лучшей из выше перечисленных машин по экономичности, является электрическая Honda Fit EV. Этот хэтчбек в переводе на расход бензина, потребляет всего 1,99 литра на 100 км.

 

То есть, за 100 километров пути вы потратите на электричество для зарядки аккумулятора, денежных средств, которых хватит на покупку 2 литров бензина.

Электродвигатель автомобиля имеет мощность в 132 л.с., который работает от 30 кВт батареи. В режиме экономии (ECON) мощность машины естественно снижается. Средний запас хода на полной зарядке составляет 130 километров.

 

 

2) Chevrolet Spark EV

 

Данная модель авто оснащена электродвигателем мощностью в 140 л.с. Но удивляет не мощность, а другое, его крутящий момент, который составляет 443 Нм. Это просто сумасшедшие показатели для такого маленького автомобиля.

 

Модель автомобиля оснащена 18 кВт литио-ионным аккумулятором, который позволяет проехать машине до 130 км. Чтобы проехать эти 100 километров пути необходимо, как вы все знаете, зарядить аккумулятор. В результате чего вам придется потратить на электроэнергию, определенную сумму денежных средств, которых хватило бы на покупку (приобретение) 1,98 литров топлива. В традиционном понимании экономичности автомобиля это будет означать, что машина имеет расход топлива около 2,0 литров на 100 км пути.

 

 

1) BMW i3

 

Самым главным соперником у авто Toyota Prius является автомобиль BMW i3. Этот странный по внешнему виду автомобиль, чтобы проехать на нем 100 километров для зарядки батареи вам понадобится небольшое количество денежных средств, которых бы хватило для приобретения 1,9 литров бензина.

 

Управление этим автомобилем одно из лучших среди всех представленных  машин в нашем рейтинге. Мощность авто i3 составляет 170 л.с. Максимальный крутящий момент 250 Нм. Этого вполне достаточно, чтобы разогнаться с 0 до 100 км/ч всего за 7,2 секунды. 

Стоит сразу отметить, что данная модель авто также доступна для приобретения таковой и в гибридном варианте, где помимо электромотора установлен еще и двухцилиндровый бензиновый силовой агрегат. 

 

 

Вне рейтинга – гибриды, конкуренты Toyota Prius 

Все автомобили представленные нами выше согласно подобранного рейтинга, являются полностью электрическими. Поэтому в наш рейтинг не попали многие другие гибридные и не менее популярные машины. Но не всех потребителей полностью устраивают электрические автотранспортные средства, так как многие из нас часто ездят на дальние и приличные расстояния, что невозможно сделать на этих электрокарах. 

 

Наше интернет издание посчитало правильным, вне основного рейтинга, выделить несколько хороших гибридных автомашин, которые могут быть полезны многим нашим автолюбителям.

Например, -автомобиль Honda Accord Hybrid расходует почти столько же топлива (в смешанном цикле), как и гибридный авто Toyota Prius. Автомобиль модели Аккорд потребляет в комбинированном режиме всего 5 литров топлива на 100 км пути. 

 

Еще один интересный гибрид, это автомобиль Honda Civic, которая в своем смешанном цикле потребляет всего 5,23 литра бензина на 100 км пути.

 

Ну и наконец еще один, последний автомобиль, который нам хотелось бы здесь отметить. Это авто Volkswagen Jetta Hybrid, в смешанном цикле он потребляет, как и автомобиль Хонда Цивик, всего 5,23 литра топлива на 100 километров пути.

www.1gai.ru

Автомобили с электрическим двигателем: плюсы и минусы электромобиля

Как отмечают многие эксперты, электрический автомобиль сегодня является не просто альтернативой, а уже составляет прямую конкуренцию для привычного двигателя внутреннего сгорания.

Конечно, о массовом вытеснении ДВС речь пока не идет, однако специалисты полагают, что это всего лишь вопрос времени. Дело в том, что на фоне глобального экологического и топливного кризиса у электромобилей появились все шансы  отодвинуть поршневые моторы на задний план.

Более того, если судить по количеству проектов и объемам вложенных в разработку электрокаров средств, тогда невольно напрашивается вывод о том, что и сами автопроизводители прочат электромобилям большое будущее.

В этой статье мы рассмотрим устройство и общий принцип работы ТС на электротяге, их особенности, преимущества и недостатки. Также мы попробуем разобраться, какой вариант предпочтительнее, электромобиль или гибрид, что лучше выбрать в том или ином случае и т.д.

Читайте в этой статье

Электромобили: особенности электрических авто

Начнем с того, что до недавнего времени автомобили с гибридным двигателем марки Toyota и других фактически являлись одним из наиболее предпочтительных, востребованных и распространенных  вариантов  по всему миру. За примерами не нужно далеко ходить, так как достаточно вспомнить премиальную модель Lexus RX450h F Sport или более скромный и доступный Toyota Prius и т.д.

При этом даже сегодня сложившаяся ситуация не сильно поменялась, хотя за последнее время на рынке появилось большое количество конкурентов, которые способны предложить потребителю различные версии так называемых «зеленых» авто.

Дело в том, что при всех своих плюсах автомобили с гибридными двигателями все же представляют собой неразрывный симбиоз электромотора и ДВС. Это значит, что речь больше идет об экономии топлива, при этом «нулевых» выбросов в атмосферу и полного отказа от нефтепродуктов при использовании таких машин добиться все равно не получается.

Поршневой двигатель, который нельзя исключить из общей схемы гибрида,  продолжает нуждаться в горючем, его система смазки требует моторного масла и т.д. По этой причине гибридная силовая установка может скорее считаться очередным витком эволюции ДВС, но никак не полноценным альтернативным вариантом.

С учетом вышесказанного становится понятно, что на сегодняшний день отказ от ДВС способен предложить только полностью электрический автомобиль. Кстати, идея далеко не новая, так как первые машины с электромотором  появились даже раньше транспортных средств с двигателем внутреннего сгорания.

Однако на начальном этапе создатели электрических авто столкнулись с массой проблем (малый запас хода, большой вес, сложность зарядки батарей и т.д.), в результате чего такой вариант не выдержал конкуренции, а моторы на бензине и солярке быстро и надолго вытеснили электрокары.

Все изменилось относительно недавно, в частности благодаря развитию современных технологий и созданию необходимых устройств для накопления и хранения электроэнергии. Простыми словами, речь идет об энергоемких батареях для электромобилей, а также о решениях для их быстрой подзарядки.

В результате электрокар совсем недавно стал общедоступным серийным продуктом. Такие автомобили в наши дни производятся японскими, европейскими, американскими, а также китайскими производителями. Отдельно стоит выделить популярный электрокар Nissan Leaf, хорошо известные модели Tesla Model S и Roadster, а также Toyota RAV4EV, BMW Active C и т.д.

Схема устройства электрической машины

Начнем с того, что конструкция предполагает намного меньше подвижных деталей по сравнению с ДВС. Другими словами, электромобиль устроен проще, а простота всегда означает повышенную надежность.

Основными конструктивными элементами являются:

  • аккумулятор
  • электромотор;
  • упрощенная трансмиссия;
  • специальное зарядное устройство на борту;
  • инвертор и преобразователь постоянного тока;
  • развитая система электронного управления;

Батарея в электромобилях нужна для питания электродвигателя. Указанная тяговая аккумуляторная батарея сегодня литий-ионная и состоит из модулей (банок), которые последовательно соединяются между собой. Что касается емкости, на разных моделях доступны различные варианты. Как правило, батарея подбирается к автомобилю исходя из мощности электромотора.

Тяговый электродвигатель создает крутящий момент на колесах автомобиля и является трехфазным синхронным или асинхронным двигателем переменного тока  (асинхронные), выдавая, в среднем,  от 20 до 150 кВт и более. Отметим, что КПД у электромотора намного выше двигателя внутреннего сгорания, особенно бензинового.  Другими словами, потери полезной энергии в ДВС могут доходить до 70%, тогда как у электродвигателя теряется только 10%.

Как уже было сказано, электрический автомобиль приводится в движение от электромоторов, которых при этом может быть несколько. Питание электромотора обычно реализовано от  аккумуляторной батареи, при этом также возможно использование солнечных батарей и т.п. Однако на практике серийные электрокары зачастую оснащаются только аккумуляторной батареей.

Такая батарея нуждается в зарядке, которая может происходить как от внешнего источника, так и во время движения электрического авто. Во втором случае речь идет о рекуперации энергии торможения.

Итак, основными преимуществами электродвигателя можно считать доступный максимум крутящего момента на любой скорости, такой двигатель может крутить колеса назад и вперед без необходимости устанавливать дополнительные решения. Также выделяют отсутствие необходимости охлаждать такой мотор, электродвигатель способен выполнять функции генератора и т.д.

Как правило, в электрокарах сегодня установлены сразу несколько электродвигателей (на каждое колесо). В результате тяга значительно улучшается сравнительно со схемой, которая предполагает оснащение одним электромотором.

Также встречаются решения, когда электродвигатель фактически установлен в колесе. С одной стороны, трансмиссия в этом случае максимально упрощается, однако увеличивается количество неподрессоренных масс и страдает общая управляемость машины.

Кстати, трансмиссия электрокаров сама по себе изначально простая и зачастую представляет одноступенчатый зубчатый редуктор. Что касается зарядного устройства, решение располагается на самом авто и дает возможность заряжать батарею, причем от обычной электророзетки. Также существует отдельный «выход» для быстрой зарядки батареи на специальных станциях.

Инвертор служит для того, чтобы реализовать преобразование постоянного тока от батареи в трехфазное напряжение переменного тока. Именно такой ток нужен для питания электромотора.

Еще отметим, что в конструкцию электромобилей включено и подобие хорошо знакомой автомобилистам АКБ на 12 Вольт. За зарядку такого дополнительного аккумулятора в этом случае отвечает преобразователь постоянного тока, а сама батарея нужна для питания различных бортовых устройств и систем (электроусилитель руля, габариты и свет фар, климатическая установка, подогрев стекол и сидений, аудиосистема с акустикой и т.д.).

Электронная система, которая играет роль ЭСУД в электромобиле, имеет целый набор функций. Система отвечает за активную безопасность, контролирует работу электромоторов, следит за состоянием тяговой батареи и  уровнем заряда, определяет расход энергии и задействует режимы энергосбережения при езде и т.д.

Если говорить об устройстве, имеется блок управления (аналогично ЭБУ) и большое количество датчиков, а также различные исполнительные устройства. Датчики фиксируют скорость автомобиля, степень нагрузки на электромоторы, а также положение педали газа тормоза и ряд других параметров.

Сигналы от датчиков поступают в контроллер, после чего блок стремится создать наилучшие условия применительно к тому или иному режиму во время движения электрокара. Также на панели приборов водитель может наблюдать информацию о скорости движения, потреблении заряда, остаточном заряде, сколько километров еще можно проехать и т.д.

 Виды электромобилей и практическая эксплуатация: плюсы и минусы электрокаров

Мировые автопроизводители в этой области сегодня идут двумя путями:

  • создаются абсолютно новые модели электрических авто;
  • происходит трансформация уже имеющихся в линейке производителя автомобилей в электрокар;

Еще электромобили можно условно разделить на несколько типов. Как и в случае с ДВС, машины давно принято делить на городские малолитражки, спорткары и т.п. С электромобилями ситуация похожая.

  1. Существуют электрические авто, которые позиционируются в качестве решений исключительно для города. Максимальная скорость у таких ТС относительно низкая (чуть более 100 км/ч), а также сравнительно небольшой запас хода (70-80 км.) в режимах средних и высоких нагрузок.
  2. Также следует выделить «универсальный» вариант. Такие электрические авто способны разгоняться до 140-160 км/ч, автономность также увеличена. Это позволяет совершать поездки по трассе.
  3. Что касается спортивных версий, такие электромобили  имеют «максималку» около 200 км/ч и выше. Разгонная динамика также весьма впечатляет. Например, сегодня электрокары фирмы Тесла способны набрать «сотню» меньше чем за 3 сек., а максимальная скорость самого быстрого электромобиля в мире, который был построен на базе Chevrolet Corvette американской компанией Genovation, во время испытаний в 2017 году перевалила за 300 км/ч.

Казалось бы, такие машины вплотную приблизились по ряду важнейших показателей к автомобилям с ДВС. На первый взгляд, у электромобилей появилась  достаточная автономность и приемлемая динамика разгона. Также можно выделить простоту эксплуатации, низкие расходы на содержание и обслуживание, что обязательно должно склонить разумных потребителей к выбору именно электрического авто. Однако на практике все выглядит несколько иначе.

Сразу отметим, именно особенности эксплуатации и ряд других факторов до сих пор не позволяют электрокарам стать массовым решением. Прежде всего, стоимость такого транспорта продолжает оставаться достаточно высокой на фоне конкурентов с бензиновым или дизельным ДВС.

Более того, экономичность современных дизельных моторов позволяет этим агрегатам серьезно конкурировать не только с бензиновыми авто, но и с электромобилями. Еще следует отдельно выделить то, что от бытовой розетки аккумулятор электрокара заряжается долго, а станции для быстрой подзарядки встречаются не часто по причине слабого развития инфраструктуры. Особенно это актуально для стран СНГ.

Что касается автономности, те данные, которые заявлены производителем, часто не совсем соответствуют действительности. Первое, на практике, особенно в холодное время года, батарея разряжается быстрее.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое двигатель FSI. Из этой статьи вы узнаете об особенностях, а также о преимуществах и недостатках данного типа моторов.

Второе, если водитель практикует динамичную езду, тогда  полного заряда батареи может хватать не на 70-80 км. по городу, а всего лишь на 40-50. Для подтверждения этой информации достаточно ознакомиться с реальными отзывами владельцев Nissan Leaf, так как эта бюджетная версия электромобиля по цене является одной из самых доступных и сегодня наиболее распространена.

Простыми словами, пробег электромобиля без подзарядки не постоянен, а зависит от многочисленных факторов, начиная от состояния и емкости батареи и заканчивая стилем вождения. Если к этому добавить использование кондиционера, габаритов, подогревов и других решений, тогда на одном заряде даже при идеальных дорожных условиях пробег неизбежно сократится на 20-30% и более.

Если же при этом стиль вождения активный (постоянно превышает среднюю скорость 60 км./ч), тогда вполне можно рассчитывать и на все 50%. Получается, если производитель обещает 140-160 км на одном заряде, то данный показатель предполагает езду со скоростью не более 70 км/ч, и то при условии полностью исправной батареи (без потери емкости аккумулятора).

Однако если разгонять электрокар, например, до 130 км/ч  по трассе, тогда пробег без подзарядки составит всего 70 км. Как видно, если для города это еще приемлемо, то использовать электромобиль для загородных поездок весьма затруднительно.

Теперь несколько слов о батарее. Аккумулятор, который сегодня повсеместно используется, литий-ионный. Для его производства необходимы большие затраты, что сильно влияет и на общую стоимость электрических авто. При этом срок службы таких батарей ограничен средней отметкой около 5 лет.

Это значит, что хотя базовые расходы на содержание электрического автомобиля в несколько раз ниже аналогов с ДВС, более высокая начальная стоимость и необходимость замены  дорогостоящей батареи (в среднем, через 5 лет) ставят экономические преимущества и целесообразность покупки такого авто под большое сомнение. Еще к этому стоит добавить и постоянный рост цен на электроэнергию, то также отражается на стоимости владения электромобилем.

Что в итоге

С учетом вышесказанного становится понятно, что активное внедрение инновационных технологий позволило значительно увеличить автономность современного электромобиля. Однако применение таких технологий сильно влияет на конечную стоимость транспортного средства, не позволяя сделать его массовым решением.

Что касается более доступных по цене версий, аккумуляторы, время зарядки от бытовой сети около 7-8 часов, а также небольшой запас хода продолжают оставаться слабыми местами таких электромобилей.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое двигатель GDI. Из этой статьи вы узнаете об отличительных особенностях конструкции, а также о плюсах и минусах силовых агрегатов данного типа.

Еще следует отметить то, что далеко не во всех странах наблюдается активное развитие инфраструктуры в виде создания специальных станций для быстрой зарядки или замены батарей. Также обстоят дела и со специализированными сервисами по ремонту и обслуживанию электромобилей. Если в Европе и США этому вопросу уделяется большое внимание, на территории СНГ, к сожалению,  все еще нельзя говорить о создании приемлемых условиях для  нормальной эксплуатации электрокаров.

Вполне возможно, что в скором времени ситуация изменится, однако сегодня электромобиль на отечественных дорогах продолжает оставаться большой редкостью. Обычно такую машину можно встретить в крупных городах. При этом обеспеченные владельцы зачастую приобретают электрические автомобили скорее для развлечения, нежели в практических целях.

Другими словами, для подавляющего большинства водителей не стоит рассматривать электромобиль в качестве основного и постоянного транспортного средства, особенно если говорить о странах на территории СНГ.

Читайте также

krutimotor.ru

Двигатель: электрокардиограмма — журнал За рулем

Общую концепцию будущего электромобиля мы сформировали в прошлом номере. Переходим к более подробной проработке отдельных агрегатов и систем.

Синхронный трехфазный электродвигатель переменного тока «Ниссана-Лиф», соединенный с редуктором и дифференциалом. Заявленные параметры мотора: мощность 80 кВт/109 л.с., максимальный крутящий момент 280 Н.м.

Синхронный трехфазный электродвигатель переменного тока «Ниссана-Лиф», соединенный с редуктором и дифференциалом. Заявленные параметры мотора: мощность 80 кВт/109 л.с., максимальный крутящий момент 280 Н.м.

Синхронный трехфазный электродвигатель переменного тока «Ниссана-Лиф», соединенный с редуктором и дифференциалом. Заявленные параметры мотора: мощность 80 кВт/109 л.с., максимальный крутящий момент 280 Н.м.

Вдоль, поперек или по диагонали

В споре за место под капотом электромоторы легко заткнут двигатели внутреннего сгорания за пояс. Судите сами. Ездовые характеристики более удобные — максимальный крутящий момент доступен уже с начальных оборотов. Коэффициент полезного действия выше в разы — у некоторых электродвигателей он доходит до 95%. Лучшие показатели удельной мощности — при одинаковых киловаттах и ньютон-метрах электромоторы легче и компактнее, что очень удобно при компоновке автомобиля. Кроме того, электромотору не нужны многие дополнительные агрегаты вроде стартера или генератора, а широкий рабочий диапазон позволяет ему обходиться без коробки передач. И вот что еще немаловажно — дополнительные узлы и агрегаты (блоки управления, зарядки, инверторы) проще раскидать по всей платформе, ведь между ними не механическая, а электрическая связь.

А когда руки у конструкторов развязаны, появляются оригинальные и всплывают почти уже забытые решения. Например, двигатель расположен в корме и приводит в движение задние колеса. Такая схема реализована на платформе, которую делят Mitsubishi i-MiEV, Peugeot iOn и Citroen С-Zero. Аналогичную компоновку выбрали и разработчики электрического Smart. Не стоит, однако, забывать, что базой для всех этих машин послужили заднемоторные модели с ДВС.

Но как бы ни был привлекателен подход некоторых конкурентов, мы решили придерживаться доминирующей на современных автомобилях переднеприводной схемы. В первую очередь, чтобы максимально освободить место в хвостовой части для багажа и запасного колеса. Большинство вспомогательных агрегатов разместим под капотом — за развесовку можно не волноваться, батареи помогут восстановить требуемый баланс.

От мотор-колес решили отказаться, еще когда обсуждали общую концепцию (см. ЗР, 2011, № 3). Но это не означает, что у каждого колеса не будет собственного электромотора.

У полноприводного электрокара Mercedes-Benz SLS каждое колесо приводит в движение собственный электромотор. Реализуем такую же схему, только в варианте с двумя ведущими. От двух компактных электромоторов идут приводы к колесам.

У полноприводного электрокара «Мерседес-Бенц SLS» каждое колесо приводит в движение собственный электромотор. Реализуем такую же схему, только в варианте с двумя ведущими. От двух компактных электромоторов идут приводы к колесам.

1 — блоки управления мощностью;

2 — электродвигатели;

3 — трансмиссия;

4 — колеса с энергосберегающими шинами.

Два компактных агрегата по

www.zr.ru

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

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

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.

Электродвигатель Nissan Leaf

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 Mitsubishi i MiEV

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

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 🔌

HEVCARS 🔌 Автор

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

hevcars.com.ua

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *