Електрически автомобили: предимства и недостатъци на електрически двигател на автомобил

Както отбелязват много експерти, електрическият автомобил днес не е просто алтернатива, а вече формира пряка конкуренция за обичайния двигател с вътрешно горене.

Разбира се, не говорим за масивното изместване на двигателите с вътрешно горене, но експертите смятат, че това е само въпрос на време. Факт е, че на фона на глобалната екологична и горивна криза електрическите превозни средства имат всички шансове да изтласкат буталните двигатели на заден план.

Освен това, съдейки по броя на проектите и размера на средствата, вложени в развитието на електрическите автомобили, тогава заключението неволно подсказва, че самите производители на автомобили предсказват голямо бъдеще на електрическите автомобили.

В тази статия ще разгледаме устройството и общия принцип на действие на електрическо превозно средство, техните характеристики, предимства и недостатъци. Също така ще се опитаме да разберем кой вариант е за предпочитане, електрическа кола или хибрид, който е по-добре да изберем в този или онзи случай и т.н.

Съдържанието на статията

  • Електрически автомобили: характеристики на електрическите автомобили
  • Схема на устройството на електрическа машина
  •  Видове електрически превозни средства и практическа експлоатация: плюсовете и минусите на електрическите автомобили
  • Какъв е долният ред
  • Електрически автомобили: характеристики на електрическите автомобили

    Електрически автомобили: предимства и недостатъци на електрически двигател на автомобил

    Като начало доскоро автомобилите с хибриден двигател на Toyota и други всъщност бяха едни от най-предпочитаните, търсени и широко разпространени опции по целия свят. Няма нужда да търсим далеч примери, тъй като е достатъчно да си припомним премиум модела Lexus RX450h F Sport или по-скромната и достъпна Toyota Prius и т.н.

    В същото време, дори и днес, настоящата ситуация не се е променила особено, въпреки че наскоро на пазара се появиха голям брой конкуренти, които са в състояние да предложат на потребителите различни версии на така наречените "зелени" автомобили.

    Факт е, че при всичките им предимства автомобилите с хибридни двигатели все още са неразривна симбиоза на електрически двигател и двигател с вътрешно горене. Това означава, че говорим повече за икономия на гориво, докато „нулеви“ емисии в атмосферата и пълно отхвърляне на петролни продукти при използване на такива машини все още не могат да бъдат постигнати.

    Буталният двигател, който не може да бъде изключен от общата схема на хибрида, продължава да изисква гориво, неговата система за смазване изисква двигателно масло и т.н. Поради тази причина хибридната електроцентрала може да се счита за следващия кръг на еволюцията на ICE, но не и като пълноценна алтернатива.

    С оглед на горното става ясно, че днес изоставянето на двигателя с вътрешно горене може да предложи само напълно електрическа кола. Между другото, идеята далеч не е нова, тъй като първите автомобили с електрически мотор се появиха дори преди автомобили с двигател с вътрешно горене.

    Въпреки това, в началния етап създателите на електрически автомобили се сблъскаха с много проблеми (нисък резерв на мощност, голямо тегло, трудности при зареждане на батерии и т.н.), в резултат на което тази опция не можеше да устои на конкуренцията и двигатели на бензин и дизеловото гориво бързо и дълго време замени електрическите автомобили.

    Всичко се промени относително наскоро, по-специално благодарение на развитието на съвременни технологии и създаването на необходимите устройства за натрупване и съхранение на електричество. С прости думи, говорим за енергоемки батерии за електрически превозни средства, както и за решения за бързото им презареждане.

    В резултат на това електрическият автомобил наскоро се превърна в публично достъпен сериен продукт. В наши дни тези автомобили се произвеждат от японски, европейски, американски и китайски производители. Трябва да подчертаем и популярния електрически автомобил Nissan Leaf, добре познатите модели Tesla Model S и Roadster, както и Toyota RAV4EV, BMW Active C и др.

    Схема на устройството на електрическа машина

    Електрически автомобили: предимства и недостатъци на електрически двигател на автомобил

    Като начало дизайнът включва много по-малко движещи се части в сравнение с двигателя с вътрешно горене. С други думи, електрическата кола е по-проста, а простотата винаги означава повишена надеждност.

    Основните структурни елементи са:

    • батерия
    • електрически мотор;
    • опростено предаване;
    • специално зарядно на борда;
    • DC инвертор и преобразувател;
    • разработена електронна система за управление;

    Батерията в електрическите превозни средства е необходима за захранване на електродвигателя. Днес определената тягова батерия е литиево-йонна и се състои от модули (кутии), които са свързани последователно един с друг. По отношение на капацитета има различни опции, налични за различните модели. Като правило батерията е съобразена с автомобила въз основа на мощността на електрическия мотор.

    Тяговият двигател генерира въртящ момент на колелата на автомобила и е трифазен синхронен или асинхронен двигател с променлив ток (асинхронен), произвеждащ средно 20 до 150 kW или повече. Имайте предвид, че ефективността на електрическия мотор е много по-висока от тази на двигателя с вътрешно горене, особено бензиновия. С други думи, загубата на полезна енергия в двигателя с вътрешно горене може да достигне 70%, докато загубата на електродвигателя е само 10%.

    Както вече споменахме, електрическа кола се задвижва от електродвигатели, които може да са няколко. Електродвигателят обикновено се захранва от акумулаторна батерия, като същевременно е възможно да се използват слънчеви панели и т.н. На практика обаче търговските електрически автомобили често са оборудвани само с акумулаторна батерия.

    Такава батерия се нуждае от зареждане, което може да възникне както от външен източник, така и по време на движение на електрическа кола. Във втория случай говорим за възстановяване на спирачната енергия.

    И така, основните предимства на електрическия мотор могат да се считат за наличния максимален въртящ момент при всяка скорост, такъв двигател може да върти колелата напред-назад, без да е необходимо да се инсталират допълнителни решения. Те също така подчертават липсата на необходимост от охлаждане на такъв мотор, електрическият мотор е в състояние да изпълнява функциите на генератор и т.н.

    Като правило, в електрическите автомобили днес се инсталират няколко електродвигателя наведнъж (за всяко колело). В резултат на това тягата е значително подобрена в сравнение със схемата, която предполага оборудване с един електрически двигател.

    Има и решения, когато електрическият мотор действително е монтиран в колелото. От една страна, трансмисията в този случай е максимално опростена, но броят на неподвижните маси се увеличава и цялостната управляемост на машината страда.

    Между другото, самото предаване на електрически автомобили е първоначално просто и често представлява едностепенен редуктор на предавките. Що се отнася до зарядното устройство, решението е разположено на самия автомобил и дава възможност за зареждане на батерията, освен това от обикновен електрически контакт. Има и отделен „изход“ за бързо зареждане на батерията в специални станции.

    Инверторът служи за преобразуване на постояннотоковия ток от батерията в трифазно променливо напрежение. Този ток е необходим за захранване на електродвигателя.

    Също така отбелязваме, че дизайнът на електрическите превозни средства включва и подобие на 12-волтова батерия, която е добре позната на шофьорите. В този случай DC конвертор е отговорен за зареждането на такава допълнителна батерия, а самата батерия е необходима за захранване на различни бордови устройства и системи (електрическо сервоуправление, размери и фарове, климатик, отопляеми прозорци и седалки, аудио система с акустика и др.) …

    Електронната система, която играе ролята на ECM в електрическо превозно средство, има разнообразни функции. Системата отговаря за активната безопасност, следи за работата на електродвигателите, следи за състоянието на тяговата батерия и нивото на зареждане, определя консумацията на енергия и активира енергоспестяващи режими по време на шофиране и т.н.

    Ако говорим за устройството, има блок за управление (подобен на ECU) и голям брой сензори, както и различни изпълнителни механизми. Сензорите записват скоростта на автомобила, степента на натоварване на електродвигателите, както и позицията на педала на спирачния газ и редица други параметри.

    Сигналите от сензорите се изпращат към контролера, след което устройството се стреми да създаде най-добрите условия по отношение на един или друг режим, докато електрическото превозно средство се движи. Също така на таблото, водачът може да наблюдава информация за скоростта на шофиране, разхода на зареждане, остатъчния заряд, колко километра все още могат да бъдат изминати и т.н.

     Видове електрически превозни средства и практическа експлоатация: плюсовете и минусите на електрическите автомобили

    Електрически автомобили: предимства и недостатъци на електрически двигател на автомобил

    Днес глобалните производители на автомобили в тази област се развиват по два начина:

    • създават се напълно нови модели електрически автомобили;
    • има трансформация на автомобилите, които вече са в линията на производителя, в електрическа кола;

    Дори електрическите превозни средства могат да бъдат грубо разделени на няколко вида. Както в случая с двигателите с вътрешно горене, автомобилите отдавна са разделени на градски бегове, спортни автомобили и т.н. Подобна е ситуацията и с електрическите превозни средства.

    1. Има електрически автомобили, които са позиционирани като решения изключително за града. Максималната скорост на такива превозни средства е относително ниска (малко над 100 км / ч), както и относително малък обхват на пътуване (70-80 км) при средни и високи товари.
    2. Трябва също да подчертаете опцията „универсална“. Такива електрически автомобили са в състояние да ускорят до 140-160 км / ч, автономността също се увеличава. Това дава възможност за пътуване по магистралата.
    3. Що се отнася до спортните версии, такива електрически превозни средства имат максимална скорост от около 200 км / ч и повече. Динамиката на овърклок също е доста впечатляваща. Например, днес електрическите автомобили на Tesla могат да достигнат „сто” за по-малко от 3 секунди и максималната скорост на най-бързата електрическа кола в света, която е построена на базата на Chevrolet Corvette от американската компания Genovation, надвишава 300 км / ч по време на тестове през 2017 г. …

    Изглежда, че такива автомобили се доближават много по редица важни показатели до автомобилите с двигатели с вътрешно горене. На пръв поглед електрическите превозни средства вече имат достатъчна автономност и приемлива динамика на ускорението. Можете също така да подчертаете лекотата на експлоатация, ниските разходи за поддръжка и обслужване, което определено трябва да убеди разумните потребители да изберат електрическа кола. На практика обаче всичко изглежда малко по-различно.

    Веднага отбелязваме, че именно характеристиките на експлоатация и редица други фактори все още не позволяват на електрическите автомобили да се превърнат в масово решение. На първо място, цената на такъв транспорт продължава да бъде доста висока на фона на конкурентите с бензинов или дизелов двигател с вътрешно горене.

    Освен това ефективността на съвременните дизелови двигатели позволява на тези агрегати да се конкурират сериозно не само с бензиновите автомобили, но и с електрическите превозни средства. Също така трябва да се подчертае отделно, че батерията на електрическа кола се зарежда дълго време от битов контакт, а станции за бързо презареждане не се срещат често поради лошото развитие на инфраструктурата. Това важи особено за страните от ОНД.

    Що се отнася до автономността, данните, декларирани от производителя, често не са напълно верни. Първо, на практика, особено в студения сезон, батерията се разрежда по-бързо.

    Електрически автомобили: предимства и недостатъци на електрически двигател на автомобил

    Препоръчваме също да прочетете статията за това какво е FSI двигател. В тази статия ще научите за характеристиките, както и за предимствата и недостатъците на този тип двигатели.

    Второ, ако водачът практикува динамично шофиране, пълното зареждане на батерията може да не е достатъчно за 70-80 км. в града, но само 40-50. За да потвърдите тази информация, достатъчно е да прочетете реалните отзиви на собствениците на Nissan Leaf, тъй като тази бюджетна версия на електрически автомобил е една от най-достъпните на цена и е най-често срещаната днес.

    С прости думи, пробегът на електрическо превозно средство без презареждане не е постоянен, а зависи от много фактори, от състоянието и капацитета на акумулатора до стила на шофиране. Ако добавим към това използването на климатик, размери, отопление и други решения, тогава с едно зареждане, дори при идеални пътни условия, пробегът неизбежно ще намалее с 20-30% или повече.

    Ако в същото време стилът на шофиране е активен (постоянно надвишаващ средната скорост от 60 км / ч), тогава е напълно възможно да разчитате на всички 50%. Оказва се, че ако производителят обещае 140-160 км с едно зареждане, тогава този индикатор предполага движение със скорост не повече от 70 км / ч и след това при условие на напълно изправна батерия (без загуба на капацитет на батерията) .

    Ако обаче ускорите електрическата кола, например, до 130 км / ч по магистралата, тогава пробегът без презареждане ще бъде само 70 км. Както можете да видите, ако все още е приемливо за града, тогава използването на електрическа кола за селски пътувания е много трудно.

    Сега няколко думи за батерията. Днес често използваната батерия е литиево-йонна. Производството му изисква високи разходи, което силно влияе върху общите разходи на електрическите автомобили. Освен това експлоатационният живот на такива батерии е ограничен до средно около 5 години.

    Това означава, че въпреки че основните разходи за поддръжка на електрическа кола са няколко пъти по-ниски от аналозите с двигател с вътрешно горене, по-високите първоначални разходи и необходимостта от подмяна на скъпа батерия (средно след 5 години) поставят икономическите предимства и възможността за закупуване на такава кола под въпрос. Към това си струва да се добави и постоянното покачване на цените на електроенергията, което също влияе върху разходите за притежание на електрическо превозно средство.

    Какъв е долният ред

    Вземайки предвид гореизложеното, става ясно, че активното въвеждане на иновативни технологии значително е увеличило автономността на съвременното електрическо превозно средство. Използването на такива технологии обаче силно влияе върху крайната цена на превозното средство, като не позволява да се направи масово решение.

    Що се отнася до по-достъпните версии, батериите, времето за зареждане от домакинска мрежа от около 7-8 часа, както и малкият резерв на мощност продължават да бъдат слабите места на такива електрически превозни средства.

    Електрически автомобили: предимства и недостатъци на електрически двигател на автомобил

    Препоръчваме също да прочетете статията за това какво представлява GDI двигателят. В тази статия ще научите за отличителните дизайнерски характеристики, както и за плюсовете и минусите на този тип захранващ блок.

    Трябва също така да се отбележи, че далеч от всички страни има активно развитие на инфраструктурата под формата на създаване на специални станции за бързо зареждане или подмяна на батерии. Същият е случаят със специализираните служби за ремонт и поддръжка на електрически превозни средства. Въпреки че в Европа и САЩ се обръща голямо внимание на този въпрос, в ОНД, за съжаление, все още е невъзможно да се говори за създаване на приемливи условия за нормалната работа на електрическите автомобили.

    Напълно възможно е ситуацията скоро да се промени, но днес електрическата кола по вътрешните пътища продължава да е рядкост. Обикновено такава кола може да се намери в големите градове. В същото време богатите собственици често купуват електрически автомобили за забавление, а не за практически цели.

    С други думи, за по-голямата част от шофьорите не си струва да се разглежда електрическа кола като основно и постоянно превозно средство, особено ако говорим за държави в ОНД.

    Подобен...