Електродвигун в електричних, гібридних і плагін-гібридних автомобілях - стаття ⚡ HEvCars

1. Електродвигуни - особливості експлуатації та принцип роботи
2. Двигуни для електромобілів - різновиди і класифікація
3. Відео як працює електродвигун та інші механізми електромобіля на прикладі Tesla Model S
4. Які електродвигуни використовуються в гібридних і плагін-гібридних автомобілях
5. Крім зазначених підвидів класифікують три типи використання електродвигуна:
6. Відео роботи нової гібридної системи плагін-гібрида Toyota Prius
7. Майбутні перспективи електродвигуна в автомобілях

Наши партнеры ArtmMisto

Екологічні автомобілі , Будь-то «чисті» електромобілі або плагін-гібриди об'єднує наявність електродвигуна, в якості основної рушійної сили. Робота сучасного електричного двигуна заснована на принципі електромагнітної індукції, в основі якого лежить вироблення електрорушійної сили в замкнутому контурі зі зміною магнітного потоку. Технологія не нова, проте сучасні досягнення науки і техніки дозволили розвинути її до неймовірних висот. Чималу роль в цьому зіграла і зросла в десятки разів потужність і ємність акумуляторних батарей, які виконують роль паливного бака в сучасних електричних і гібридних автомобілях.

електромобіль Nissan Leaf в «розрізі»: батарея з електродвигуном

Проте, не можна з 100% упевненістю стверджувати, що всі електродвигуни однакові. Багато хто помилково вважає електродвигун досить простою установкою, проте варто, наприклад, враховувати той факт, що на відміну від ДВС, у електричного двигуна практично 90% ККД виділеної енергії йде на створення крутного моменту. Погодьтеся, що подібну потужність необхідно приборкати і вміти з нею поводитися, а для цього потрібно знати деякі нюанси про роботу і різновидах електричних двигунів.

Електродвигуни - особливості експлуатації та принцип роботи

До головних особливостей електричного двигуна відноситься кілька важливих характеристик:

1. Крутний момент мотора досягає свого максимуму відразу при включенні, таким чином, електромобілі не вимагають наявності характерних для ДВС стартерів і зчеплень.
2. Робота агрегату на великому числі оборотів, дозволяє електромобілю обходитися без коробки перемикання передач. Для зміни сторони обертання двигуна (включення заднього ходу) досить поміняти полярності.

Електродвигун Nissan Leaf

Проте всі розуміють, що стартувати на електромобілі з усього потенціалу крутного моменту, який набагато могутніше багатьох автомобілів з ДВС, ніхто не буде. Щонайменше, це небезпечно, і що важливо це тягне неефективний витрата заряду батарей. Тому традиційно електродвигуни повинні відповідати наступним вимогам:

• мати безпечне і зручне для експлуатації будова;
• володіти гарантією тривалої експлуатації;
• мати компактні габарити.

Як уже згадувалося, робота сучасного електродвигуна заснована на давно відомому принципі електромагнітної індукції. Традиційно агрегат складається з нерухомого елемента - статора, і крутиться - ротора. Статор має ряд обмоток на які надходить електричний струм, що призводить до появи магнітного поля, при якому ротор починає свій рух. Швидкісні показники ротора визначаються частотою, з якою відбувається перемикання струму з однієї обмотки статора на іншу.

Двигуни для електромобілів - різновиди і класифікація

У сучасних автомобілях з електричною тягою серійного виробництва найбільш часто використовують три типи електричних двигунів.

Асинхронні двигуни. Мотори непостійного струму, в яких швидкість обертання ротора відрізняється від потенціалом напруги магнітного поля, створеним джерелом харчування. Розрізняють одно-, дво- і трифазні агрегати асинхронного типу.

Асинхронний трифазний електродвигун змінного струму Tesla Model S

Синхронні двигуни. Електромотор, що працює на змінному струмі, з рухом ротора повністю симетричним електромагнітного поля. Подібні електродвигуни використовують при підвищених потужностях. Розрізняють крокові і вентильні синхронні електродвигуни. Для перших характерно точне розташування ротора з подачею живлення на конкретну обмотку, а щоб змінити становище ротора, напруга між обмотками необхідно перенаправити. Для другого типу агрегатів характерно харчування від напівпровідникових складових.

Синхронний електродвигун з постійним магнітом Mitsubishi i-MiEV

Двигун-колесо. Тип електромотора сила напруги і крутний момент якого розрахований на конкретне колесо. Даний тип електроприводу часто використовується в плагін-гібридних автомобілях в робочому тандемі з двигуном внутрішнього згоряння. Агрегат може встановлюватися безпосередньо в колесо, однак сучасні електромобілі все більше відходять від такого розташування мотора, оскільки це збільшує питому вагу шасі і знижує керованість. Більш раціонально стало використовувати двигун в якості повноцінного приводу для обертання колеса.

Двигун-колесо

Що стосується регулювань управління електродвигуном, то за перетворення постійного струму від акумуляторних батарей в трифазний змінний - відповідає інвертор.Трансміссія - виконує роль зчеплення і коробки передач, часто представлена ​​одноступінчастим зубчастим редуктором.Остальние параметри роботи електродвигуна регулюють електронна система управління, яка індивідуальна для кожної марки електрокара або гібрида.

Відео як працює електродвигун та інші механізми електромобіля на прикладі Tesla Model S

Хотілося б підкреслити, що представлена ​​класифікація і система роботи електродвигунів далеко не фінальна. Стрімкий розвиток галузі еко автомобілів тільки входить в початкову стадію, тому кардинальної зміни принципу роботи, потужності, будови електромоторів можна очікувати вже найближчим часом.

Які електродвигуни використовуються в гібридних і плагін-гібридних автомобілях

Гібридні автомобілі мають власну специфіку використання електродвигунів. Багато в чому електродвигун гібрида виконує роль допоміжного елемента, що підвищує потужність основного двигуна внутрішнього згоряння і знижує рівень споживання палива.

Електродвигуни використовувані в гібридах можна розділити на кілька різновидів:

• Вбудована допомогу мотору. Електродвигун який бере на себе частину зусиль зі створення крутного моменту при русі.
• Вбудований генератор стартера. Електродвигун, який тільки призводить автомобіль в рух.
• Старт / стоп двигун. Електродвигунні система, яка відключає основний ДВС при зупинці і миттєво запускає його при початку руху.

Крім зазначених підвидів класифікують три типи використання електродвигуна:

• Паралельної роботи. В даному типі електродвигун живиться від батарей, а ДВС від паливного бака. Обидві категорії двигунів створюють крутний момент для руху автомобіля.
• Послідовної роботи. Заведений двигун внутрішнього згоряння включає генератор, який або заводить електродвигун або заряджає акумуляторну батарею.
• Паралельно-послідовної роботи. Даний тип гібридного двигуна з'єднує електромотор, генератор, ДВС і колеса редуктором.

Здебільшого в гібридах використовується принцип паралельної роботи електродвигуна і ДВС. Його застосовують також в підключаються гібридах (плагін-гібридах), в яких у міру закінчення заряду акумуляторних батарей підключається ДВС малої потужності, робота якого в направлена ​​на поповнення заряду АКБ.

Відео роботи нової гібридної системи плагін-гібрида Toyota Prius

Переваги і недоліки використання електродвигунів

Як і будь-який двигун, електромотор в електромобілі має свої плюси і мінуси використання. Для розуміння даних особливостей електромоторів наведемо таблицю:

переваги Недоліки

• Невеликі габарити і малу вагу.
• Максимальний крутний момент доступний з моменту включення (при нульових оборотах) двигуна.
• Висока, фактично нічим не обмежена продуктивність.
• Можливість використання рекуперативної енергії.
• Екологічно чиста робота.
• Мінімум деталей, що рухаються вимагають заміни або ремонту.
• Відсутність необхідності в КПП.

• Залежимо від налаштувань програмного забезпечення, харчування та продуктивності акумуляторних батарей.

Майбутні перспективи електродвигуна в автомобілях

Говорити про перспективи, при активному використанні електродвигунів в автомобілях, вже не розумно. Зараз можна говорити тільки про події та прийдешніх поліпшення електромоторів.

Сам електродвигун, це досить досконалий пристрій, апгрейд якого відбувається виключно в залежності від потенціалу використання. Найближчі тенденції щодо поліпшення електродвигуна спрямовані в бік зменшення розмірів і маси, зі збереженням і збільшенням продуктивності.

Набагато більше роботи проводиться щодо поліпшення джерел енергії для електродвигуна, а точніше акумуляторних батарей. Їх також намагаються зробити менше і легше, збільшуючи обсяг, віддачу енергії, але при цьому знижуючи час на підзарядку. Робота над АКБ встановлюваних на електромобілі, зараз найбільш пріоритетна в галузі виробництва електромобілів, гібридних і плагін-гібридних авто.

Автор: hevcars.com.ua

Ще цікаве пишуть по темі

HEVCARS 🔌 Автор

Читайте найцікавіші новини і статті про електрокарах в Telegram і Facebook !