Первый серийный электромобиль. Принцип работы современных электромобилей. Автомобиль на электричестве LADA Ellada
Первые электромобили намного старше своих аналогов, работающих от двигателя внутреннего сгорания. Рождение электрокара официально относят к 1841 году. Однако первый экземпляр, который представлял собой небольшую тележку с водруженным на нее электродвигателем, датируется еще 1828 годом. По размеру и виду конструкции он был больше похож на современный скейтборд с моторчиком, нежели на автомобиль. Тем не менее, невзрачный вид данного агрегата совсем не смущал его изобретателя Аньоса Джедлика из Венгрии.
С этого момента началось развитие машин, передвигающихся под воздействием электрического тока. Первый электроэкипаж реального размера был изобретен в период с 1828 по 1839 года Робертом Андерсоном, проживающим в Шотландии. Примерно в то же время, в 1835 году голландские изобретатели Стратин Гронинген и Кристофер Беккер также создали автомобиль на электрической тяге.
К 1841-1842 годам электромобили стали более совершенными. Роберту Андерсону и Томасу Давенпорту пришла идея о том, чтобы питание поступало к двигателю от неперезаряжающихся батарей. 1847 год стал знаменательным для города Питсбург, потому как здесь заработал локомотив, получающий электрическое питание от рельсов, по которым он двигался.
Ближе к 1880-м годам была разработана концепция того, как можно было продлить время и дальность езды на электрокаре без подзарядки батареи. Это стало заслугой французских изобретателей Камиля Форе и Гастона Платье. Примерно в это же время англичанин Ральф Уорд первым запустил в столице Великобритании целую линию так называемых омнибусов, работающих от электродвигателей. Омнибусы являются предшественниками современных автобусов. Данные события привели к тому, что Англия и Франция стали странами, которые первыми начали активно разрабатывать и выпускать электромобили.
История электромобилей в России
Что же касается России и Америки, то здесь вплоть до конца XIX века об электромобилях упоминалось лишь в публикациях журналистов.
Легковые машины предоставляли возможность регулирования скорости от 1,5 до 35 километров в час с помощью девятиступенчатого контроллера. Романов уделял значительное внимание снижению веса своих электромобилей и их управляемости. Он решил уменьшить толщину пластин в батареях, а сам аккумулятор расположил горизонтально. Его труды принесли свои плоды. В сравнении, например, с популярным французским электрокаром «Жанто», весившим 1440 кг, разработанный Романовым экземпляр обладал массой всего 720 кг.
История электромобилей в США
Американцы же оказались несколько проворней. Начав с изобретения электровагона на шесть пассажиров в 1891 году и электрического велосипеда в 1895 году, они также пришли к осознанию потенциала электродвигателей.
В 1897 году в Нью-Йорке уже действовала целая линия такси из нескольких десятков тысяч электромобилей. А Филадельфия стала известна нововведением в качестве электрического железнодорожного транспорта для перевозки пассажиров.
Наиболее известным изобретателем в США стал Уолтер Бейкер. Его экипажи и автомобили были достаточно удобными, хоть и тяжеловесными. Они могли конкурировать с машинами Паккарда, Форда и Олдеа, которые работали на бензине. Свои электромобили он оснащал мягкой подвеской на четырех рессорах. Благодаря емкому аккумулятору заряда хватало на 6-8 часов езды. К 1901 году электромобили Бейкера выдавали скорость до 30 километров в час, а заряда аккумулятора хватало на расстояние до 80 км.
Электромобиль-рекордсмен
Первый мировой рекорд по скорости передвижения по суше выше 100 км/ч был установлен в 1899 году 1 мая благодаря бельгийцу Камилю Женатце и его электрокару La Jamais Contente, который развил скорость в 68 миль/ч. До этот момента максимальная скорость езды на электрокаре была зафиксирована на отметке 92,78 км/ч.
Достиг ее некий граф де Шаслу-Лоб 4 марта 1899 года. Новый электромобиль-рекордсмен был похож на торпеду, сделанную из сплава алюминия, магния и вольфрама, и имел вес примерно 1000 кг.
На нем было установлено два достаточно мощных электродвигателя, общая мощность которых составила 67 лошадиных сил. Установив данный рекорд, компания Женатце, которая выпускала грузовики и легковые автомобили на электродвигателе, доказала свое лидерство в сфере автомобилестроения и привлекла массу клиентов.
Начало XX века
В начале XX века появилась идея о том, чтобы внедрить электродвигатели в сферу пожаротушения. Таким образом, появились автомобили, которые перемещались своим ходом на ограниченные расстояния. Они были достаточно тяжелыми, однако внесли большой вклад в обеспечение безопасности горожан. Первую линию пожарных машин, работающих от аккумуляторов, выпустила компания «Юстус Кристиан Браун» в Германии в 1901 году.
Наиболее крупными компаниями, которые производили электрокары и электроэкипажи, были «Бейкер Мотор Винкл Компани» (США), «Жанго» (Франция), «Берсей» (Великобритания), «Лорнер» (Австралия).
На американском рынке соотношение производимых автомобилей с двигателем внутреннего сгорания и работающих на электричестве говорила о широкой популяризации последних. Так в первые годы XX века из 2,5 тысяч выпущенных автомашин 1,5 тысячи были оснащены электродвигателем.
Одним из наиболее известных в США и мире стал экипаж Вуда, который свидетельствовал о немалом прорыве в области электродвигателей. Данный транспорт обеспечивал стабильную скорость в 14 миль/ч с запасом до 18 миль/ч. Его оценивали в 2 тыс. долларов США, что в то время было колоссальной суммой для многих американцев. Со временем к 1916 году появился и также прославился автомобиль Вуда, который был настоящим гибридом и мог работать на электродвигателе и двигателе внутреннего сгорания.
Временный закат электроавтомобилестроения и его причины
На стыке XIX и XX веков конкурировали между собой электромобили, а также автомобили, работающие на пару и от двигателя внутреннего сгорания. Паровые авто были достаточно экономичными с точки зрения капиталовложений, однако несли неудобства в зимний период времени. Чтобы завести такую машину в минусовую температуру, требовалось потратить полчаса, а иногда и целый час времени. К тому же, паровые автомобили не могли вмещать достаточный объем топлива, т.е. воды, чтобы конкурировать по дальности езды. В связи с этим наиболее острая конкуренция началась между автомобилестроителями, которые выпускали авто, работающие на электричестве и горючем топливе.
Средняя стоимость электрокара в начале XX века составляла 1000 американских долларов. Однако, спросом среди богачей пользовались и машины, украшенные дорогими и эксклюзивными элементами. Цена такого электромобиля могла достигать 3000 долларов США.
1912 год можно считать наиболее успешным с точки зрения массового выпуска электромобилей. Однако вскоре мода на них иссякла и в 1920-х годах их производство в мире заметно сократилось. Если в начале 1900-х годов доля электромобилей из всего самоходного транспорта составляла около 50 %, то к 1920-м она уменьшилась до 1 %.
Дело в том, что использующиеся на тот момент электрокары были достаточно медлительны.
Другой очень весомой причиной стало давление со стороны владельцев нефтедобывающих установок. Оно стало возможным благодаря открытию нескольких крупных месторождений нефти и резкому падению цен на горючее топливо. К 1912 году Генри Форд, выпускающий линию известных на весь мир автомобилей с двигателем внутреннего сгорания, сосредоточился на их массовом производстве. Это позволило ему значительно понизить цену своих машин. По стоимости электромобили не шли с ними ни в какое сравнение.
В 1916 году компанию Бейкера поглотила «Оуэн Магнетик», которая занималась созданием автомобилей, работающих на бензине. К этому времени по всему миру с компаниями, выпускающими электрокары, наблюдалась та же тенденция. Они продавались и переоборудовались на производство автомобилей с двигателем внутреннего сгорания.
Одна из наиболее известных американских компаний Detroit Electric, которая начала производство электромобилей в 1907 году, в лучшие годы выпускала до 2000 экземпляров в год. Однако, со временем количество заказчиков резко сократилось и к 1940-м годам выпуск данных авто стал символическим. Выпуск был остановлен в 1942 году.
Возрождение электромобилей
1960-е годы стали этапов возрождения сферы машиностроения, основанного на электродвигателях. Первой причиной тому явилась сильная загрязненность городов, которая стала заметна, как только спала озабоченность людей Второй Мировой Войной. Здоровье городского населения сильно подрывалось из-за загазованности.
Затем, цены на нефть резко вырасли, что сказалось на стоимости производства автомобилей с двигателем внутреннего сгорания. Это побудило производителей вновь обратиться к электромобилестоению.
Возрождения данной отрасли началось с выпуска автомобиля Henney Kilowatt, которым занималась компания National Union Electric Company. В 1959-1960 годах этот автомобиль был усовершенствован. Его скорость выросла с 64 до 97 км/ч, а дальность пробега на одном заряде аккумулятора с 64 до 97 километров.
Соединенные Штаты стали главным двигателем прогресса в области производства автомобилей с электродвигателем. В 1960-1970-х годах компании Sebrin-Vanguard и Elcar Corporation занимали лидирующие позиции в данной отрасли. Они специализировались на выпуске небольших двухместных электромобилей для передвижений по городу на расстояние в среднем до 80 км.
В 1970-х годах американская фирма Battronic выпустила 20 единиц городских автобусов, работающих на электротяге.
А в 1975 году American Motor Company продала 350 электроджипов почтовой компании США.
Электромобили 90-х годов
В 1990-х годах отрасль электромобилестроения стала набирать обороты за счет того, что некоторые из стран ввели жесткие ограничения на использование авто, выделяющих выхлопные газы. Штат Калифорния стал первым в США, где вступило в силу постановление об увеличении количества экологически чистых автомобилей до 2 %, а к 2003-му году их количество должно было составлять не менее 10 % от общего числа автотранспорта штата.
В это время был разработан прекрасный спортивный автомобиль с открытым верхом, который завладел сердцами многих. Renaissance Tropica выдавал до 100 км/ч и мог без подзарядки проехать до 130 километров.
Электромобили XXI века
С этого момента известнейшие автостроительные компании направили и ускорили свои разработки в сфере экологически чистого автотранспорта. В частности к этому прибегли концерны Ford, Toyota, General Motors, Honda и другие.
Лидирующую позицию с 1997 года заняла компания Toyota. Ее наиболее популярной моделью стала Prius. На сегодняшний день выпущена не одна сотня этих авто.
Сегодня рынок электромобилей насчитывает несколько десятков моделей различных марок. Лидирующую позицию занимает компания Nissan со своим электромобилем модели Leaf. Этот электрокар имеет долю на общемировом рынке более 25 % и продолжает устанавливать рекорды по продажам в разных странах пятый год подряд.
История создания электромобилей насчитывает уже более сотни лет. Многие не знают, но именно на электрический привод уповали первые создатели самоходных транспортных средств, ведь электромотор был изобретен гораздо раньше двигателя внутреннего сгорания. К тому же, несмотря на довольно равнодушное отношение к окружающей среде 100 с лишним лет назад, уже тогда четко осознавали, что электричество гораздо более чистая энергия и во многом более продуктивная, чем органическое топливо.
Первые попытки создания автомобиля (тогда он назывался немного иначе) начались еще в середине 30-х годов XIX века, причем все задумывалось, как довольно крупный проект с большими перспективами.
Помимо близких к нашему времени новаторов отрасли, нельзя не упомянуть о достижениях изобретателей позапрошлого и прошлого столетия, которые внесли существенный вклад в казалось бы безальтернативно доминирующее положение автомобилей с ДВС.
Именно с этой целью мы решили воссоздать хронологическую линию того, как эволюционировали электромобили, постаравшись указать в таймлайне самые весомые изобретения в отрасли, а также дать некоторую оценку, почему глобальная электрификация автомобилей была отложена почти на сотню лет.
«В 1895 году в Америке был проведен первый автомобильный пробег, победителем которого стал именно электромобиль, а в следующем 1896 году в Америке появился первый автодилер, который продавал исключительно электромобили.»
1900
Знаменитый Фердинанд Порше в 23 года строит свой первый автомобиль, электрический Lohner, который к слову стал первым переднеприводным автомобилем в мире, да к тому же с установленным гидроусилителем руля.
1901
Томас Эдисон оформляет патент железо-никелевой батареи, которая впоследствии станет основой для его будущего электромобиля, а также основным источником энергии для электромобилей других производителей.
1902
Электромобилем Уолтера Бейкера под названием «железнодорожная торпеда» установлен первый официально зарегистрированный рекорд скорости в 167 км/ч, который продержался 64 года. Спустя некоторое время он строит еще более мощный электромобиль, но во время рекордного заезда врезается в толпу людей, убивая двух из них и после этого никогда больше не садится за руль.
1905
1906
Чикагская компания Woods Motor выпускает электрический автомобиль Woods Queen Victoria Electric.
1907
Основание легендарной компании , которая первой в мире наладила массовый выпуск электромобилей, пользовавшихся невероятным успехом у женщин. Автомобили компании для своей жены покупал даже главный автопромышленник эпохи Генри Форд, и это несмотря на выпуск своего главного детища Ford T, который, если выражаться образно «похоронил» или как минимум отсрочил на долгие годы развитие электромобильной отрасли.
Электромобили компании Detroit Electric выпускались и обслуживались с 1907 по 1939 год.1913
Этот год можно считать исторической, но не самой позитивной вехой в истории развития электромобилей. В этом году Генри Форд запускает свою новую сборочную линию (конвейер) для массового производства своего Форда Т, это приводит к тому, что бензиновые автомобили становятся в два, а то и в три раза доступнее электромобилей, производителям которых в свою очередь нечего предложить в ответ на успех Форда. К тому же бензиновые автомобили предлагали фактически неограниченный пробег, в то время как самый большой запас хода электромобиля был 65 километров, а максимальная скорость составляла 32 км/ч. Также, большая популярность электромобилей среди женщин, привела к некой предвзятости к ним со стороны мужчин, которые привыкли доминировать в ту далекую маскулинную эпоху. Таким образом, отрасль на протяжении последующих 50 лет пребывает в упадке.
1947
1956-1961
Возрождение интереса к электромобилям связывают с появлением маленького электромобиля Henney Kilowatt, который мог проезжать порядка 100 километров и имел максимальную скорость в 97 км/ч, но ввиду своей дороговизны был крайне не популярен и не востребован.
1899
Электромобиль Jamais Contente бельгийского пилота и конструктора Камиля Женатци установил рекорд скорости в 100 км/ч. Электромобиль-рекордсмен интересен своей технологией, которая включала два электрических мотора обеспечивающих мощность 68 л.
с., а также тормозной системой которая останавливала автомобиль за счет смены полюсов подключения к источнику энергии.
1899
Создание «Electric Vehicle Company» — промышленного объединения семи крупнейших американских производителей электромобилей с целью монополизировать (тогда это еще разрешалось) рынок США. Появление этой компании наглядная демонстрация того, что на конец XX века электромобили были одними из самых приоритетных персональных транспортных средств, что наглядно демонстрирует и статистика, указывающая, что по состоянию на 1900 год: 38% автомобилей в США используют электричество, 40% ездят на паровом двигателе и 22% используют бензин.
«В 70-х годах XX века в мире разгорелся топливный кризис, причиной которому стали политические конфликты ведущих стран мира. Цены на топливо стали повышаться, что негативно сказывалось на экономике США и как следствие на благосостоянии граждан. Чтобы решить эту проблему Конгресс США в 1976 году принимает, как оказалось впоследствии, революционный закон «о расширении исследований в области электродвигателей, аккумуляторов и других компонентов пригодных для создания электрических или гибридных транспортных средств.»
Принятие закона мгновенно вернуло интерес к отрасли, ведь помимо защиты государства, всем работающим в данной сфере компаниям полагались огромные льготы, преференции и материальная поддержка.
1996
Налажено массовое производство GM Impact EV1 (Electric Vehicle 1), который выпускался вплоть до 2003 года, но был доступен только в качестве арендованного электромобиля.
1997
Мир впервые серьезно заговорил о гибридах. На дорогах Японии, а в последствии США и всего мира появляется знаменитая Toyota Prius, сверхтехнологичное для своей эпохи авто, совмещающее в себе работу ДВС и электродвигателя. Принято считать, что именно этот автомобиль установил новые экологичные стандарты в отрасли и кардинально изменил подход к производству автомобилей.
1990
Крупнейшая автомобильная корпорация в мире General Motors представляет свой концептуальный электромобиль GM Impact. Демонстрация модели стала своеобразным сигналом к тому, что электромобили возвращаются в сферу интересов крупных игроков на автомобильном рынке.
Как и в случае многих других сложных, системных изобретений развитие идеи электромобиля и его конструкции происходило в несколько этапов, поэтому весьма затруднительно сказать, когда был создан первый электромобиль, и выделить изобретателя, внёсшего основной вклад.
Первый патент на электромобиль был выдан уже в 1799 году в Великобритании , но это была только идея, а не работоспособная конструкция, потому что ещё не было создано источника тока и электродвигателя.
Но уже спустя год стараниями итальянского физика Алессандро Вольта появился источник тока – знаменитый «вольтов столб» – первичный химический источник тока, состоявший более чем из сотни медных и цинковых пластин, разделенных сукном, которое было пропитано кислотой. Как и современные батарейки, пластины требовали периодической замены (они растворялись). Именно такие батареи и получили самые первые электромобили.
Принцип преобразования электрической энергии в механическую был показан британским учёным Майклом Фарадеем в 1821 году в опыте со свободно висящим проводом, окунающимся во ртуть. Постоянный магнит был установлен в середине ванны со ртутью. Когда через провод пропускался ток, провод вращался вокруг магнита, показывая, что ток вызывал циклическое магнитное поле вокруг провода. Развитием этого опыта стал униполярный двигатель – колесо Барлоу – демонстрационное устройство, малопригодное для практического применения.
Стремясь создать электрический двигатель для решения практических нужд, конструкторы пытались подражать принципу действия парового двигателя – якорь двигателя совершал возвратно-поступательные движения.
Ученый Борис Якоби (Россия, Пруссия) пошел другим путем, создав в 1834 году первый в мире практически пригодный электродвигатель с вращающимся якорем и опубликовал теоретическую работу «О применении электромагнетизма для приведения в движение машины». С этим изобретением всё было готово для создания электромобиля.
И появление первого в мире электромобиля не заставило себя ждать: в начале тридцатых годов XIX века (точная дата неизвестна) шотландец Роберт Андерсон построил электромобиль-модель, который считается первым в истории. В 1835 году голландский профессор Сибрандус Страгингх и Томас Дэвенпорт из Вермонта (США) сделали еще по электромобилю-модели. В 1842 году шотландец Роберт Дэвидсон и тот же Дэвенпорт построили машины, которых уже не были моделями, а могли возить людей . Электродвигатель в повозке питался от кислотных аккумуляторов (огромные ванны с серной кислотой) . Повозка Дэвидсона обладала крайне малой скоростью, была огромна и неповоротлива, что однако было характерно для большинства дорожных транспортных средств того времени.
Существенным толчком в развитии электромобилей явилось изобретение французом Гастоном Планте свинцово-кислотного аккумулятора в 1859 году. Эксплуатировать электромобили с перезаряжаемыми батареями было существенно удобнее, чем заменять цинковые пластины. Так в 1881 году на дороги Парижа выехал электрический трицикл Шарля Жанто (изобретателя рулевой трапеции), а в 1888 году Рэтклиф Вард пустил по улицам Лондона электрический омнибус, начав коммерческое использование электромобилей. Отметим, что трамвай появился в 1881 году, а троллейбус – в 1882 году.
В 1889 году инженер Ипполит Романов создал первый российский электромобиль . Особенностью двухместного электромобиля Романова была его малая масса. Он весил всего 720 кг, тогда как электромобиль марки «Жанто» – 1440 кг.
1 мая 1899 года в местечке Ашер рядом с Парижем бельгийский гонщик-изобретатель Камилл Жанатци вывел на старт самодельный электромобиль «La Jamais Contente» (фр. «Всегда недовольная»). Он имел форму снаряда, суммарная мощность его двух электромоторов составляла 50 кВт (67 л.
с.), а «обут» он был в пневматические шины «Michelin». Аккумуляторные батареи располагались на шасси внутри кузова и на задней оси. Максимальная сила тока 250 А при напряжении 200 В. Масса в снаряженном состоянии была около 1000 кг. Жанатци создал первый автомобиль, преодолевший 100-километровый рубеж скорости с результатом в 105,9 км/ч. Это не могло не способствовать популяризации электромобилей.
В итоге к 1900 году более половины автомобилей (включая почти все такси), зарегистрированных в США, были электрическими. Однако к 1910 году электромобилей от общего числа было менее 1 %.
Первый серийный электромобиль
В 1907 году компания «Detroit Electric» первой начинает производство и продажу серийных электромобилей. Это был по-настоящему массовый и достаточно доступный по тому времени автомобиль. Он оснащался свинцово-кислотными аккумуляторами, которые обеспечивали ему запас хода в 130 – 140 км (что неплохо и по нынешним временам), а за доплату можно было установить железоникелевые батареи большей ёмкости.
Электромобиль разгонялся до скорости в 32 км/ч, которая была приемлема в городе начала XX века.
Популярность таким электромобилям придавала простота конструкции и эксплуатации в сравнении с автомобилями с ДВС и паровиками. Силовая установка состояла только из свинцово-кислотных аккумуляторов, контролёра (с его помощью устанавливалась требуемая сила тока, а, следовательно, и крутящий момент на валу электродвигателя) и электродвигателя. Вместо руля, педалей и рычага коробки передач у машин «Detroit Electric» было всего лишь две ручки (связанные с контролёром). Первая (более длинная и похожая на кочергу) была расположена напротив водителя и отвечала за направление движения. Вторая, напоминавшая рукоять ручного тормоза, имела шесть положений и регулировала скорость. В первом положении автомобиль двигался вперед со скоростью четыре мили в час, во втором – восемь, в третьем – двенадцать, и т. д. Шестой режим отвечал за задний ход. Кроме того не требовалось крутить рычаг стартёра чтобы завести двигатель или разводить пар.
Всё это способствовало тому, что электромобили пользовались особенной популярностью у прекрасной половины человечества. К тому же цена на бензин во время первой мировой выросла почти в два раза.
Но автомобили с двигателем внутреннего сгорания победили. Производство электромобилей продолжалось до 1939 года, постепенно снижаясь в количестве. Почему?
По тем же самым причинам, по которым современные электромобили пока не вытеснили традиционные:
- Малый запас хода на одной зарядке (100 – 150 км; сейчас не намного больше для доступных по цене моделей).
- Отсутствие зарядной инфраструктуры (в то время не существовало единого стандарта для электрических сетей – ток мог быть переменным или постоянным, напряжение 110 или 220 В и т. д.; в настоящее время сети для экспресс-зарядки электромобилей активно развиваются, в любом случае электрические машины можно зарядить от бытовой сети).
- Скорость зарядки на специальной станции измеряется десятками минут (обычно около получаса), от бытовой сети – часами (как правило, в современных электромобилях это время составляет около 8 часов, чтобы было удобно подзаряжать батарею в ночное время).
Изобретение в 1912 году Чарльзом Кеттерингом электрического стартёра фактически добило электромобили, сделав эксплуатацию автомобилей с двигателем внутреннего сгорания существенно удобнее. Сейчас ситуация меняется: батареи стали более ёмкими, электрические двигатели повысили эффективность, а требования экологии особенно в крупных городах выходят на первый план.
Кажется, будто электрокары – это новый этап в эволюции авто, который заменит неэкологичные бензиновые автомобили. Но мы имеем дело с тем случаем, когда следует вспомнить поговорку «все новое – это хорошо забытое старое»: ведь электрический двигатель был изобретен раньше, чем двигатель внутреннего сгорания, а электромобили появились раньше, чем их бензиновые собратья.
Электромобиль, 1895 год
Первый электрический двигатель был изобретен Майклом Фарадеем в 1821 году, когда великий физик продемонстрировал возможность преобразования электрической энергии в механическую. Казалось бы, электричество массово вошло в жизнь людей только во второй половине 20 века, но при этом первый электрический двигатель был сконструирован намного раньше — всего через 9 лет после Бородинской битвы! Магнетизм и электричество захватили умы ученых по всему миру, что привело к быстрому развитию данной области.
Уже в 1828 году венгерский изобретатель Аньош Йедлик смог внедрить электромотор в игрушечную модель автомобиля и показать, что машина может успешно двигаться. Первая машина на электрическом двигателе с использованием гальванических элементов была создана в 1837 году изобретателем Робертом Дэвидсоном. Кроме автомобилей электродвигатели пытались внедрить и на другой транспорт: например, в 1839 году русским изобретателем Б.С. Якоби была создана лодка, которая успешно могла перевозить 14 человек. Этот случай стал первым применением электродвигателя для общественного транспорта. Правда, в промышленное производство электролодка так и не вышла.
Электрокар из германии, 1904 год |
С изобретением в 1859 году свинцово-кислотных аккумуляторов, поддерживающих перезарядку и позволяющих долгое время сохранять заряд, промышленники стали вкладывать значительные средства в развитие электромобилей. Вскоре европейские и американские города наводнили тестовые образцы электромобилей, которые наравне с конными экипажами гордо ехали по центральным улицам, удивляя зрителей.
В 1890-х годах значительно повысилась емкость аккумуляторов, что сделало автомобили на электродвигателях более привлекательными.
Электрическое такси на улице Вашингтона, США, 1905 год
Золотой век электромобилей наступил в конце 19 века: различные модели поступили в массовое производство, в крупных городах организовывались даже таксопарки из электромобилей. Их скорость обычно не превышала 35 км\ч, а дальность езды на одной зарядке составляла около 70 км. В 1892 году был построен и первый в мире электробус – его создал русский инженер Ипполит Романов. Электробус мог перевозить 17 пассажиров на дальность 60 км и развивал скорость до 40 км\ч.
Электромобиль La Jamais Contente, впервые преодолевший отметку в 100 км/ч на суше, 1899 г.
О популярности электромобилей красноречиво говорит статистика: в начале 20 века в США автомобилей с электродвигателем было в 1,73 раза больше, чем бензиновых.
А как же обстояли дела с двигателем внутреннего сгорания (ДВС)? И хотя идея газового ДВС была известна еще с конца 18 века, и в течение последних десятилетий инженеры успешно внедряли и эксплуатировали работающие на газовом топливе двигатели, бензиновый ДВС был изобретен лишь в 1876 году немецким инженером Отто Николаусом.
Первые автомобили с бензиновыми двигателями начали выпускаться в конце 19 века несколькими независимыми производителями. Первый массовый выпуск бензиновых автомобилей начался в 1888 году Карлом Бенцом – в это время электромобили вовсю рассекали по улицам городов.
В начале 20 века бензиновые двигатели по массовости все еще проигрывали электрическим: сказывалась высокая цена на топливо и сложность в его получении. Запас хода и развиваемая скорость у электрических и бензиновых автомобилей были примерно одинаковыми.
Закат электромобилей произошел вследствие нескольких факторов. Во-первых, получение электроэнергии было дорогим удовольствием: отсутствовали привычные нам сегодня АЭС и «зеленые» источники электроэнергии. Первостепенной задачей стало обеспечение энергией городов вследствие всеобщей электрификации. Себестоимость же добычи нефти снижалась, открывалось все больше месторождений, а бензиновый ДВС претерпевал значительные усовершенствования куда быстрее, чем электрический.
Постепенно человечество в большинстве своем перешло на бензиновые двигатели, а электромобили отошли на задний план, чтобы стать вновь популярными в 21 веке.
Иллюстрация: depositphotos | @ Sonar
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .
Сегодня рынок завоёвывают гибридные автомобили и электрокары, а между тем первый русский электромобиль был создан инженером Ипполитом Романовым в ещё в 1899 году. Автомобиль был достаточно комфортабелен, а его двигатель по мощности превышал мощность существовавших в то время бензиновых аналогов.
Появление первого русского электромобиля связано с занятной историей. В 1896 инженер Яковлев и предприниматель Фрезе впервые в России построили машину, которая должна была заменить все конные пролётки. Но судьбу автомобиля сломали лошади. Оказалось, что они очень пугаются рёва двигателя. Да это и понятно – грохот мотора первого российского автомобиля мог заглушить полковой оркестр на плацу.
Заслышав такие звуки, лошади становились просто неуправляемыми. И однажды в Москве при встрече с автомобилем кони, волокущие за собой конку из ворот Шереметьевской больницы, сорвали её в рельс, смяли торговые ряды у Сухаревой башни, разворотили уличный туалет. После этого и в Москве, и в Петербурге автомобиль запретили.
Вспомнили о проекте только через три года, когда инженер-железнодорожник Ипполит Романов принёс Фрезе чертежи электрического кэба, который работал от аккумуляторов. И хотя идея была не нова, аккумуляторы и были главной особенностью 2-местного электромобиля.
Аккумуляторные батареи, предложенные Романовым, отличались более тонкими пластинами, чем батареи того времени. При этом расположить их предполагалось не вертикально, а горизонтально. К тому же они были гораздо легче более ранних аналогов – их вес был равен 30% от общей массы, а не 66%, как ранее.
Батареи располагались под салоном в специальном отсеке, водительское место находилось над ними. Электричество от аккумулятора поступало на 2 двигателя, которые приводили в движение ведущие колёса.
Конструкцию двигателей придумал сам Романов. Совокупная мощностью двигателей была около 100 л.с., что значительно больше, чем у бензиновых авто того времени. Запас хода электромобиля составлял около 65 км, а заряд батареи держался четверо суток.
Оригинальная подвеска обеспечивала плавность хода. Все колёса при этому были деревянными. Впрочем, в автомобиле до мелочей было продумано всё.
Но внедрение автомобиля оказалось невозможным, поскольку в тележных сараях, где хранились экипажи, не было электричества, а проводить его запрещали пожарные. Так русскому элекромобилю и не пришлось стать массовым транспортом.
Двигатель электрический для электромобиля, прошлое, настоящее и будущее
Где применяется электрический автомобильный двигатель
Содержание статьи
Электродвигатель для автомобиля, в качестве тягового устройства применялся на автомобилях (вернее на их прототипах), еще раньше, чем двигатель внутреннего сгорания. Однако на сегодняшний день автомобильные электрические машины (именно так они правильно называются), применяются на электромобилях, работающих исключительно на аккумуляторах или других накопителях электрической энергии, а также на гибридных автомобилях.
Гибридные автомобили называются так, потому, что в них есть и двигатель внутреннего сгорания (ДВС), и аккумуляторная батарея.
История создания
Первая, можно сказать лабораторная, модель-прототип электромобиля была создана почти 200 лет назад. Известно, что в 1828 году венгерский изобретатель Джедлик продемонстрировал тележку, которая двигалась за счет электрической энергии. Но этот образец только показал принцип электрической тяги. Ведь настоящий электродвигатель постоянного тока, способный работать достаточно долго, был изобретен в 1833 году физиком из Великобритании Уильямом Стёрдженом. В 1835 году в Голландии Кристофер Беккер и Стратин Гронинген построили первый электромобиль. Конечно, он был несовершенен и в серийное производство не пошел.
Первый патент на электрический двигатель был получен в 1837 году Томасом Дэвенпортом, именно с этого времени можно сказать, что началось строительство электромобилей. Проблема электромобилей того времени была в очень небольшом заряде тогдашних аккумуляторов.
Эту проблему пытались решить американец Томас Давенпорт и голландец Роберт Андерсон, которые создали автомобиль, двигающийся за счет электричества от одноразовых гальванических элементов в 1842 году.
Больших успехов в использовании электрической энергии для тяги достигли в 19-том веке железнодорожники. Уже в 1847 году в Питсбурге (США) работал локомотив (можно назвать его первым электровозом), который получал электричество по рельсам. Аккумуляторы были очень ненадежные и с очень небольшим ресурсом, да и энергии они запасали мало. И только улучшение рабочих характеристик аккумуляторных батарей решило проблему использования электромобилей. Нужно отметить, что первый рекорд скорости превышающей 100 км/час был зафиксирован именно электромобилем.
Так в 1899 году бельгиец Камиль Женатци на электромобиле «La Jamais Contente» разогнался до 105,882 км/ч. Как видно на рисунке (слева) этот электромобиль на резиновом ходу (на пневматических шинах), это тоже было новшеством на тот момент.
Немногим раньше в Лондоне было запущено движение электрических омнибусов (тогдашних автобусов) благодаря Ральфу Уорду. В это же время в Нью-Йорке начали работать такси на электротяге, стали выпускаться электровелосипеды и многие другие подвижные единицы на электричестве. В России они (электромобили, точнее омнибусы) появились в 1901 году (фото справа) разработки инженера Романова. Уже в 1902 году заводом «Дукс» в Москве выпускался электромобиль для частного использования (фото слева).
Напомним, что только в 1878 году Николаусом Отто был запущен в серию четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, который можно было устанавливать на автомобиль. Он с некоторыми доработками служит «верой и правдой» автомобилистам и по сей день.
Да, двигатель Отто и резкое падение цен на нефть, из которой получают бензин, вытеснило электромобили почти на 100 лет с рынка, но они вновь завоевывают себе «место под солнцем», тесня классические ДВС. Все это благодаря тому, что электромобили практически бесшумны, экологически безвредны и экономически выгодны в эксплуатации. Нужно напомнить, что КПД электродвигателя высокий и составляет (85…95 %), да и электричество дешевеет. Если его (электричество) получать при помощи солнечных батарей или ветрогенераторов, то эксплуатация электромобиля получается почти бесплатной.
На сегодняшний день доля электромобилей среди всего автопарка составляет около 1%, но это пока. За последние 2 года количество продаж электрокаров увеличилось на 45%. Осталось только подождать, когда бензиновые и дизельные автомобили потихоньку сойдут с рынка.
Принцип работы электромобиля
Классическая схема электромобиля представлена на рисунке справа. Аккумуляторы расположенные здесь вдоль кузова отдают свою энергию через устройство управления (УУ) электродвигателю (ЭД), а он вращает колеса. Но эта компоновка далека от совершенства. Дело в том, что электропривод имеет очень важное преимущество перед любыми другими типами приводов – рекуперация. Рекуперация, это преобразование энергии движения в электрическую. Все мы с вами знаем, что энергия никуда не исчезает, она может только преобразовываться из одного вида в другой. Так вот, энергия движения (кинетическая энергия) при торможении автомобиля преобразуется в тепловую. Мы с вами просто нагреваем тормозные колодки, и это тепло отдаем атмосфере. То есть, по сути дела выбрасываем эту энергию. В электромобилях и в гибридах мы можем большую часть кинетики преобразовать в электричество и опять накопить его в аккумуляторе.
Гибридные автомобили всегда имеют кроме аккумулятора и двигатель внутреннего сгорания. Зачем? Для того чтобы удлинить расстояние езды на электромобиле. Дело в том, что даже современные аккумуляторы могут накопить энергии на 100, ну максимум на 200 километров пробега. Согласитесь, что это совсем немного. При использовании ДВС, в качестве дополнительного источника энергии можно удлинить путь до 800, а иногда и до 1000 километров без подзарядки аккумулятора и без дозаправки бензином или дизельным топливом.
Как правило, на авто такого типа (гибридных автомобилях) нет прямого воздействия двигателя на ведущие колеса. ДВС вращает генератор, который вырабатывает электрическую энергию, и уже эта энергия подается на электродвигатели либо на накопители энергии, если автомобиль едет по инерции или стоит (на светофоре, например). Накопителями энергии могут быть не только аккумуляторы, в последнее время все большей популярностью пользуются суперконденсаторы.
Двигатель на гибридных автомобилях может быть подключен к генератору, который вырабатывает электричество. Электричество это можно использовать для разгона (его обычно не хватает, аккумулятор плохо отдает электроэнергию на старте), или для зарядки аккумулятора, если авто на выбеге или стоянке. Крайне редко ДВС не подключен к генератору. При такой схеме ДВС помогает электродвигателю разгонять автомобиль.Где же экономия? Все дело в том, что при любой схеме подключения ДВС и электродвигателя, двигатель внутреннего сгорания всегда работает в номинальном режиме. В котором достигается максимальная экономия. КПД у ДВС всегда указывается для номинального режима и он колеблется от 36 до 42. Для малых оборотов этот КПД не превышает 7…10%.
Существует и более сложные системы. Вот, например, как взаимодействуют детали в современном гибридном автомобиле «Тойота Приус». Здесь ДВС может работать на генератор, а может и помогать вращать ведущие колеса через планетарный механизм. При торможении, мотор/генератор (MG2) преобразует кинетическую энергию в электрическую, заряжая аккумулятор. В результате чего достигается неплохая экономия. Да это сложно, но это того стоит. Расход у Тойоты-Приус около 3-х литров бензина на 100 километров.
Устройство тягового электродвигателя автомобиля
Устройство электродвигателя автомобиля зависит, от многих факторов. Электродвигатели для электромобилей могут быть как постоянного, так и переменного тока. В последнее время на машину такого типа ставят только двигатель переменного тока (синхронный или асинхронный). Первые электромоторы для автомобилей были, конечно, постоянного тока. Это и логично, потому как аккумулятор выдает постоянный ток, и двигатель электрический также постоянного тока. Их применяют и сейчас, но уже гораздо реже. Однако, все не так просто, как кажется на первый взгляд. Электродвигатели переменного тока гораздо экономичнее и надежнее. Выглядеть они могут точно так же как и электродвигатели постоянного тока. Разные типы электродвигателей имеют различную маркировку. AC – говорит о том, что этот двигатель переменного тока, DC – постоянного.
Принцип работы любого электродвигателя состоит во взаимодействии магнитных полей. Еще Фарадей на заре электричества заметил, что если проводник, по которому течет ток, поместить в постоянное магнитное поле, то этот проводник стремится вырваться из этого поля отклоняясь в ту или иную сторону в зависимости от направления движения тока. Если этих проводников много, и магнитное поле сильное, то и работа такого двигателя постоянного тока будет соответствующей.
В каждом электродвигателе есть ротор (его иногда называют якорь) и статор (его еще называют индуктором). Ротором является вращающееся часть, статором – не вращающееся (стационарная). И ротор и статор имеют обмотки состоящие из отдельных проводников. Для подачи электрического тока на вращающуюся часть двигателя существует коллектор (набор медных пластин собранных в цилиндр). От статора на коллектор ток передается при помощи специальных щеток. Взаимодействие магнитных полей заставляет ротор совершать вращение.
Электродвигатели переменного тока работают несколько по-другому. Статор создает магнитное поле, которое само вращается. Оно (поле) может увлекать за собой стальные предметы, то есть заставлять вращаться ротор. По этой причине на роторе обмотка не нужна. Но в этом случае скорость вращения ротора будет отставать от скорости вращения магнитного поля статора. Такие электродвигатели нарываются асинхронными.
Для того, чтобы точно знать с какой частотой вращается ротор и регулировать эту частоту, необходимо на роторе разместить электрическую обмотку. Такие электродвигатели называются синхронными. Но вновь появляется слабое звено электродвигателя – коллектор. Щетки изнашиваются и их нужно менять. Асинхронные двигатели в обслуживании не нуждаются.
На рисунке представлено два вида синхронных двигателей (с явными и неявными полюсами). Повторимся, что асинхронный двигатель отличается лишь тем, что на якоре нет обмотки.
При работе каждый электродвигатель нагревается. По этой причине тема охлаждения электрических машин очень важна. Система охлаждения может быть автономная и принудительная. На электродвигателях большегрузных автомобилей, например БелАЗ, охлаждение принудительное (воздух для охлаждения подается специальным вентилятором). У машин малого класса и легковых, на самом двигателе есть крыльчатка, которая продувает воздух через двигатель, тем самым охлаждая его.
Характеристики электродвигателей автомобильных
Характеристика электродвигателя, это соотношение его параметров к его цене. Лучше всего это представить в табличной форме. В таблице представлены популярные электродвигатели как постоянного DC, так и переменного AC тока. Напряжение у некоторых двигателей имеет несколько значений, это значит, что они способны работать на всех указанных напряжениях. Мощность N указана номинальная. Вращающий момент M, тоже при номинальном режиме работы. Частота вращения указана как максимально допустимая.
Характеристики электрического двигателя автомобиля невозможно сравнивать спонтанно. Для каждого конкретного случая, для определенного автомобиля, может быть разработан свой, оригинальный электродвигатель. Но электродвигатель переменного тока, а он здесь представлен один, явно отличается в лучшую сторону, от электродвигателей постоянного тока той же мощности, хотя бы по соотношению цены и вырабатываемой мощности (AC – 10.7 $/кВт, DC – 450 $/кВт).
Перспективы развития
Внедрение синхронных и асинхронных двигателей на автомобилях тормозилось медленным развитием электроники способной контролировать процессы в этих самых двигателя. Теперь эти барьеры снимаются, электроника становится надежной и относительно дешевой. По этой причине в скором времени электродвигатели переменного тока на электромобилях скорее всего будут внедряться практически повсеместно.
Изобретение новых конструкционных материалов позволяет повышать надежность и долговечность электродвигателей.
Что касается электромобилей в целом, то за ними большое будущее.
Рекуперативное торможение в электромобилях: что это и как работает
Понять, что такое рекуперативное торможение в электромобилях совсем не сложно, для этого нужно лишь обратить внимание на основные характеристики этого вида транспорта.
В отличие от машин с ДВС, где важным фактором является динамика, большинство электромобилей выбирают по запасу хода.
И вот именно этот показатель и можно увеличить с помощью рекуперативной тормозной системы.
Рис. 1. Схема рекуперации энергии в электромобиле.
Что такое рекуперативная система?
Технологию рекуперативного торможения используют не только электрические машины, но и автомобили с бензиновым или дизельным мотором (гибриды).
Основанием для её разработки стали высокие цены на топливо и стремление снизить расходы.
Автопроизводители искали варианты решения проблемы, одним из которых стало получение энергии из процесса торможения.
Своё название система получила от термина recuperatio (лат. «возвращение» или «компенсация»).
Возвращая часть затраченной на торможение энергии, она расходует полученное электричество на разгон транспортного средства с двигателем внутреннего сгорания.
Рекуперация на электромобиле имеет одно серьёзное отличие – выработанная электроэнергия не тратится сразу, а может аккумулироваться.
Это позволяет подзаряжать аккумулятор, а запас хода увеличивается, хотя и незначительно. В то же время для электрического транспорта, который непросто подзарядить в дороге, даже этот небольшой заряд может оказаться решающим.
Принцип работы
Работу системы рекуперации электрической энергии можно описать следующим образом:
- При торможении электромобиля его силовой агрегат отключается от источника питания (аккумулятора) и переходит в генераторный режим, самостоятельно вырабатывая энергию.
- В таком режиме в обмотках ротора и статора возникают противоположно направленные токи.
- На валу электромотора возникает тормозной момент. Он обеспечивает торможение транспортного средства, снижая скорость.
- Одновременно с этим запасённая машиной кинетическая энергия переходит в электроэнергию и тепло.
- Электрическая энергия поступает в аккумулятор, увеличивая его заряд.
- Чем чаще тормозит автомобиль, тем больше заряжается его аккумуляторная батарея.
Рис. 2. Колесо электромобиля с рекуперативной системой.
Система рекуперативного торможения получила распространение, в первую очередь, при поездках на транспорте, оборудованном электродвигателями постоянного тока.
Следует отметить, что она применяется не для полного торможения состава, масса которого слишком большая, чтобы компенсировать её таким способом, а лишь для небольшого снижения скорости.
Однако тормозной момент создаётся достаточно большой, и экономия в течение года только для одного состава достигает сотен тысяч гривен.
Проблемы небольших электромобилей
В отличие от тяжёлых и перемещающихся на высокой скорости электропоездов, получившие такую систему электромобили не получают таких же преимуществ:
- В городе, особенно при движении в плотном потоке, электромобиль практически не может нормально разогнаться (даже при хороших динамических характеристиках, как у Tesla Model S).
- Рекуперация мало эффективна, так как скорость в начале торможения небольшая (до 60 км/ч), а масса автомобиля не превышает 1-2 т.
- Энергии вырабатывается мало, и запас хода увеличивается незначительно.
- Стоимость установки оборудования, обеспечивающего рекуперацию достаточно большая, а из-за низкой эффективности работы рекуперации она почти не окупается.
Важно: Ситуация немного улучшается при движении с горки и торможениях на высокой скорости. Но так разогнаться электромобили могут только за городом. А большинство доступных по цене электрических моделей не обладает запасом хода для загородных поездок и динамикой для нормального разгона.
Эффективность рекуперативного торможения
Использующую рекуперацию тормозную систему нельзя назвать достаточно эффективной.
Хотя её КПД довольно большой – производители электромобилей и другого электрического транспорта (велосипедов, мопедов и грузовых авто) называют цифру в 60-70% возврата.
При этом первые 10-20% теряются сразу, при захвате кинетической энергии – ещё примерно такое же количество аккумулятор недополучает в процессе преобразования в электроэнергию.
С одной стороны, показатель достаточно большой – 70% кинетической энергии подзаряжают аккумулятор электромобиля.
Запас хода увеличивается, и транспортное средство может проехать дальше на одном заряде.
С другой стороны, кинетической энергии на торможение тратится немного, и цифры нельзя назвать впечатляющими.
Рис. 3. Индикация системы рекуперации модели Volkswagen e-Golf.
Владельцы автомобилей Tesla Model S говорят, что во время поездок по городу пользы от системы рекуперативного торможения практически нет.
Заметить её влияние получается только при поездке по холмистой местности, когда водителю приходится тормозить во время спуска.
Иногда запас хода транспортного средства увеличивается при этом на 15-20%.
Рис. 4. Тормоза премиального электромобиля Tesla Model S.
Перспективы использования рекуперации
Повысить эффективность рекуперативной системы позволяет её использование не только при торможении, но и во время обычной поездки.
Предполагается, что энергия будет возвращаться благодаря инновационной подвеске, которую уже разрабатывают компании Levant Power и ZF.
В будущем такими устройствами могут оснащаться все серийно выпускаемые авто.
Принцип действия системы в подвеске следующий:
- Рекуперативное устройство будет состоять из небольшого электромотора, 4 электрогидравлических насосов и управляющего блока.
- Приспособление будет устанавливаться возле амортизаторов каждого автомобильного колеса.
- При движении входящего в конструкцию штока кинетическая энергия будет переходить в электрическую.
- Полученная электроэнергия будет передаваться к аккумулятору электромобиля. Если устройство будет устанавливаться на машинах с ДВС, энергия поступит в их электрическую сеть.
Совместная работа рекуперативной системы торможения и устройств, аккумулирующих энергию от обычного движения, должна повысить эффективность примерно вдвое. Однако проект пока находится в разработке. До его завершения и, тем более, установки на серийные авто, может пройти несколько лет.
Выводы
Возможность возвращать хотя бы часть потраченной на торможение энергии и дальнейшее развитие технологий в этом направлении позволяет рассчитывать, что электромобили в будущем станут ещё эффективнее.
Запас хода даже бюджетного электрического транспорта увеличится до 150-200 км, и на таком авто можно будет ездить целый день без подзарядки.
В то же время эффективность рекуперации на компактных электрических авто, таких как Chevrolet Bolt, Hyundai Ioniq или Nissan Leaf, всё равно останется небольшой.
Намного заметнее увеличение запаса хода на грузовиках с электромоторами и на тяжёлых электромобилях типа Tesla Model X, вес которого даже без водителя достигает 2,4 т.
Подобається контент? Підтримай Autogeek на Patreon!
Персональный сайт — принцип работы электромобилей
Автомобильное будущее за электричеством. Электромобиль — транспорт будущего . Первые шаги в Электромобилестроении
ЭЛЕКТРОМОБИЛЬ
Имя изобретателя: Пименов Борис Иванович; Пивикова Ирина Борисовна
Имя патентообладателя: Пименов Борис Иванович; Пивикова Ирина Борисовна
Адрес для переписки: 141100, Щелково-3 Московской обл., ул.Институтская, д.16, кв.6, Пименову Б.И.
Дата начала действия патента: 1998.05.05
Изобретение относится к транспортным средствам на электрич. тяге. В предложенном электромобиле тяговые двигатели питаются от конденсаторов, элементы которых составляют участки конструкции кузова в виде металлич. слоев, отделенных друг от друга электроизолирующими материалами. Внешние слои конденсаторов выполнены из электронепроводящего материала, в частности из эпоксидных смол, и армированы нитями из фторопласта. Это позволяет уменьшить вес электромобиля и повысить коррозионную стойкость его кузова.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к транспорту и может применяться в электромобилях.
Известны электромобили, содержащие кузов с обшивкой, тяговые двигатели, трансмиссию и ходовую часть, в которых в качестве источника питания электродвигателей используются конденсаторные батареи (1).
Прототипом предлагаемому электромобилю может служить, как наиболее близкий по технической сущности и достигаемому эффекту, электромобиль, содержащий тяговые двигатели, выполненные в кузове электрические конденсаторы и электропреобразователь, включенный между тяговыми двигателями и электрическими конденсаторами, элементы которых составляют участки конструкции кузова в виде металлических слоев, отделенных друг от друга электроизолирующими материалами и замкнутых внешними металлическими слоями в герметичное пространство с электровыводом от внутренних металлических слоев (2).
Недостатком известного электромобиля является применение металла для изготовления внешних слоев конденсаторов и, как следствие, увеличение его веса. Кроме того, металлические внешние слои подвержены внешним химическим агрессивным воздействиям и могут разрушаться коррозией с выходом из строя конденсаторов.
Задачей изобретения является уменьшение веса электромобиля и повышение коррозионной стойкости его кузова.
Для достижения поставленной цели в известном электромобиле, содержащем тяговые двигатели, выполненные в кузове электрические конденсаторы и электропреобразователь, включенный между тяговыми двигателями и электрическими конденсаторами, элементы которых составляют участки конструкции кузова в виде металлических слоев, отделенных один от другого электроизолирующими материалами и замкнутых внешними слоями в герметичное пространство с электровыводом от внутренних металлических слоев, внешние слои конденсаторов выполнены из электронепроводящего материала, герметично соединены с остальными частями кузова.
Кроме того, внешние слои конденсаторов выполнены из эпоксидных смол.
Кроме того, внешние слои конденсаторов армированы электронепроводящими материалами.
Кроме того, армировка внешних слоев конденсаторов содержит нити из фторопласта.
Сопоставительный анализ предлагаемого изобретения с прототипом показывает, что оно отличается тем, что внешние слои конденсаторов выполнены из электронепроводящего материала, герметично соединены с частями кузова.
Отличием также является то, что внешние слои конденсаторов выполнены из эпоксидных смол.
Кроме того, отличием является то, что внешние слои конденсаторов армированы электронепроводящими материалами.
Отличием также является то, что армировка внешних слоев конденсаторов содержит нити из фторопласта.
Сопоставительный анализ отличий позволяет сделать вывод о новизне предложенной конструкции электромобиля.
Сравнение предложенного изобретения с прототипом и другими аналогами подобного назначения показывает, что с помощью предлагаемого электромобиля можно, выполняя внешние слои конденсаторов, расположенных в кузове, из электронепроводящего материала из армированной эпоксидной смолы, снизить вес кузова и исключить коррозию корпуса конденсатора от внешних химических воздействий.
Перечисленные положительные эффекты не могут быть достигнуты известными средствами, что дает основание утверждать о превышении предложенным изобретением существующего уровня науки и техники.
Изобретение иллюстрируется чертежом, на котором изображен электромобиль в продольном разрезе (вид сбоку). На чертеже изображен электромобиль, содержащий кузов 1 с крышкой 2 и днищем 3. Электромобиль содержит также тяговые двигатели 4, электропреобразователь 5 и выполненные в кузове 1 элементы электрических конденсаторов. На чертеже показаны элементы конденсаторов, выполненные в крыше 2 и днище 3 в виде внутренних металлических слоев 6, разделенных электроизолирующими слоями 7. Внешние слои 8 конденсаторов крыши 2 и днища 3 выполнены из электронепроводящего материала и образуют по отношению к внутренним слоям 6 и 7 замкнутое герметичное пространство с электровыводом 9 от внутренних металлических слоев 6. Внешние слои 8 герметично соединены с остальными частями кузова 1, а внутренние металлические слои 6 соединены с электропреобразователем 5 и электродвигателями 4 проводами 10. Внешние слои 8 выполнены из эпоксидной смолы, армированной электронепроводящими нитями из фторопласта (не показаны). |
ЭЛЕКТРОМОБИЛЬ РАБОТАЕТ СЛЕДУЮЩИМ ОБРАЗОМ
От внешнего зарядного устройства через электровывод 9 заряжают внутренние металлические слои 6 (конденсатор), расположенные в крыше 2 и днище 3 кузова 1. После зарядки конденсатора электромобиль готов к движению.
Внутренние металлические слои 6 через электровывод 9 и через электропреобразователь 5 проводами 10 подключаются к электродвигателям 4. Электромобиль приходит в движение.
По мере движения электромобиля конденсаторы разряжаются и их необходимо вновь подзарядить. Конденсаторы заряжаются в течение 5- 10 минут, и электромобиль вновь готов к движению.
Изготовление внешних слоев из электронепроводящих материалов — эпоксидных армированных смол снижает вес электромобиля, исключает коррозионные повреждения его конденсаторных устройств.
ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
1 Изобретатель и рационализатор. 1991, N 3, с. 6 и 7.
2. Патент РФ N 2060909, B 60 L 11/12, 1992.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Электромобиль, содержащий тяговые двигатели, электрические конденсаторы, выполненные в кузове, и электропреобразователь, включенный между электрическими конденсаторами и тяговыми двигателями, отличающийся тем, что элементы конденсаторов составляют участки конструкции кузова и выполнены в виде металлических слоев, отделенных друг от друга электроизолирующими материалами и замкнутых внешними слоями с образованием герметичного пространства с электровыводом от внутренних металлических слоев, при этом участки конструкции кузова, образующие внешние слои конденсаторов, выполнены из электронепроводящего материала и соединены с остальными частями кузова.
2. Электромобиль по п.1, отличающийся тем, что участки конструкции кузова, образующие внешние слои конденсаторов, выполнены из эпоксидных смол.
3. Электромобиль по п.1 или 2, отличающийся тем, что участки конструкции кузова, образующие внешние слои конденсаторов, армированы электронепроводящими материалами.
4. Электромобиль по п.3, отличающийся тем, что армировка участков кузова, образующих внешние слои конденсаторов, содержит нити из фторопласта.
Страница не найдена »
Архив публикаций
Архив публикаций Выберите месяц Ноябрь 2021 Октябрь 2021 Сентябрь 2021 Август 2021 Июль 2021 Июнь 2021 Май 2021 Апрель 2021 Март 2021 Февраль 2021 Январь 2021 Декабрь 2020 Ноябрь 2020 Октябрь 2020 Сентябрь 2020 Август 2020 Июль 2020 Июнь 2020 Май 2020 Апрель 2020 Март 2020 Февраль 2020 Январь 2020 Декабрь 2019 Ноябрь 2019 Октябрь 2019 Сентябрь 2019 Август 2019 Июль 2019 Июнь 2019 Май 2019 Апрель 2019 Март 2019 Февраль 2019 Январь 2019 Декабрь 2018 Ноябрь 2018 Октябрь 2018 Сентябрь 2018 Август 2018 Июль 2018 Июнь 2018 Май 2018 Апрель 2018 Март 2018 Февраль 2018 Январь 2018 Декабрь 2017 Ноябрь 2017 Октябрь 2017 Сентябрь 2017 Август 2017 Июль 2017 Июнь 2017 Май 2017 Апрель 2017 Март 2017 Февраль 2017 Январь 2017 Декабрь 2016 Ноябрь 2016 Октябрь 2016 Сентябрь 2016 Август 2016 Июль 2016 Июнь 2016 Май 2016 Апрель 2016 Март 2016 Февраль 2016 Январь 2016 Декабрь 2015 Ноябрь 2015 Октябрь 2015 Сентябрь 2015 Август 2015 Июль 2015 Июнь 2015 Май 2015 Апрель 2015 Март 2015 Февраль 2015 Январь 2015 Декабрь 2014 Ноябрь 2014 Октябрь 2014 Сентябрь 2014 Август 2014 Июль 2014 Июнь 2014 Май 2014 Апрель 2014 Март 2014 Февраль 2014 Январь 2014 Декабрь 2013 Ноябрь 2013 Октябрь 2013 Сентябрь 2013 Август 2013 Июль 2013 Июнь 2013 Май 2013 Апрель 2013 Март 2013 Февраль 2013 Январь 2013 Декабрь 2012 Ноябрь 2012 Октябрь 2012 Сентябрь 2012 Август 2012 Июль 2012 Май 2012 Апрель 2012 Март 2012 Февраль 2012 Январь 2012 Декабрь 2011 Ноябрь 2011 Октябрь 2011 Сентябрь 2011 Август 2011 Июнь 2011 Май 2011 Апрель 2011 Март 2011 Февраль 2011 Январь 2011 Декабрь 2010 Ноябрь 2010 Октябрь 2010 Сентябрь 2010 Август 2010 Июль 2010 Июнь 2010 Май 2010 Апрель 2010 Март 2010 Февраль 2010 Январь 2010 Декабрь 2009 Ноябрь 2009 Октябрь 2009 Сентябрь 2009 Август 2009 Июль 2009 Июнь 2009 Май 2009 Апрель 2009 Март 2009 Февраль 2009 Январь 2009Подпишись на новости в Facebook
Наш видеоканал «Про АКБ без Б»
Электродвигатель автомобиля тесла принцип работы. Электромобиль Tesla Model S: особенности эксплуатации
Tesla Model S — новатор в области электромобилестроения, способный целиком ликвидировать бензиновые моторы и вызвать у человека стремление перемещаться на экологически безопасных транспортных средствах. Тесла стал первым авто, сумевшим привести доказательства в пользу электромобиля и заставившим усомниться в незаменимости бензинового двигателя, которому, как оказалось, пора занять своё место в музее.
История
Автомобиль Tesla Model S первый раз увидел мир в 2012 году, будучи выпущенным тогда ещё совсем неизвестной североамериканской фирмой Tesla Motors. Концепт этого электромобиля был показан в 2009 г. в Германии в автомобильном салоне Франкфурта и уже тогда привлек к себе всеобщее внимание.
Особенности авт омобиля
Авто движется благодаря мощному электродвигателю. Стоит отметить, что технические свойства и характеристики автомобиля Тесла Модель S находятся далеко впереди множества пользующихся славой элитных скакунов. Отличные показатели, если брать во внимание то, что это седан семейного типа. Тем более, что его безопасность по результатам проводимых краш-тестов составила пять звёзд. Tesla Model S назвали наиболее безопасной машиной 2013-го.
Технические характеристики автомобиля:
- Вес — 2108 кг.
- Ширина — 1963 мм.
- Длина — 4976 мм.
- Высота — 1435 мм.
- Колёсная база — 2959 мм.
- Объем багажного отсека — 900 л.
Аккумулятор
Аккумулятор Tesla Model S содержит сверхсовременную литий-ионную батарею, ёмкостью от 60 кВт/ч до 85 кВт/ч. Такого заряда аккумулятора достаточно для преодоления 400 км. Таким образом, автомобиль составляет конкуренцию бензиновым авто класса S. Сама батарея содержит 16 узлов и расположена по днищу авто, обеспечивая безопасность. Данное размещение батареи смещает центр тяжести автомобиля на 45 см. При зарядке от бытовой сети 220В за час можно зарядить аккумулятор таким количеством заряда, которого хватит на 50 км. Чтобы зарядить аккумулятор полностью на специальной станции, потребуется полчаса. Нужно заметить, что батарея электромобиля содержит высочайшую уплотненность заряда (такие батареи применяют в ноутбуках). Источник долгого времени работы батареи заключается в применении специального устройства охлаждения жидкостью, способного также охладить и мотор.
Двигатель
Двигатель электромобиля снабжен новейшим трехфазовым мотором переменного тока. Движок создан на базе лаборатории фирмы Tesla Motors и его характеристики не имеют себе равных. Электродвигатель определен в задний мост авто. Мощность мотора составляет — 416 л. с., вращающий период — 600 Нм. Помимо этого, данное авто содержит прочную трансмиссию от фирмы Mercedes-Benz, что позволяет приводить двигатель авто в передвижение благодаря одностадийному редуктору.Абсолютная быстрота: 209 / 201 / 193 км/ч. Сила: 416 / 362 / 302 л. с. Разбег с 0 до 100 км/ч: 4.4 / 5.4 / 5.9 с.
Амортизация и ведущая часть
Амортизация и ведущая часть Tesla Model S пропитана передовыми новинками, это касается и ходовой автомобиля. Пневматические подвески позволят поднять или опустить автомобиль по желанию владельца. Реечное автоуправление рулём содержит электрический предусилитель. Жесткость управления регулируется бортовым компьютером. Имеются разные варианты жесткости управления, начиная от твёрдого для спорта, завершая мягким и удобным для любителей комфорта.
Тормозная концепция
Вытяжные тормозные диски и умное компьютерное управление стояночным тормозом составляют неплохую тормозную систему. Однако главной фишкой данного автомобиля является рекуперативная концепция торможения. Благодаря ей, машина способна замедлять ход при помощи мотора и изменять эту силу в электроэнергию, заряжая при этом батареи. Данная функция весьма комфортная и практичная. Чтобы активизировать рекуперативную концепцию замедления хода, водителю следует попросту медленно освободить рычаг ускорения, и автомобиль тут же примется притормаживать, перерабатывая силу трения в электроэнергию.
Безопасность
Нельзя не вспомнить о том, что электромобиль является весьма уютным и имеет высокий уровень безопасности. Tesla Model S имеет 8 подушек безопасности и специальную защитную систему, отключающую питание в случае аварии, которая контролируется компьютером. В общем, Tesla Model S имеет всё для вашего удобства и безопасности, а главное она является экологически чистой машиной.
Показав осенью свою горячую новинку, родстер Tesla второго поколения, и побудит автомобильную интернет общественность обсуждать произошедшее, Тесла быстро ушла в тень, оставив без ответа главный вопрос, сколько лошадиных сил развивает экстравагантный гиперкар.
Но даже тогда не был дан ответ на самый важный вопрос, о котором изначально молчала Tesla. Какая мощность Тесла Родстер II? Ответ вновь попытался дать инженер из Штатов. Вот что получилось.
Для подсчетов были использованы данные о производительности, предоставленные в свободный доступ самой автокомпании из Пало-Альто, наряду с некоторыми предположительными оценками массы, динамики и других данных которые можно поставить в формулу для подсчёта выходной мощности двигателя. В результате, предполагаемая мощность электрического родстера не разочаровывает, она вполне может соответствовать вилке от 990 до 1.400 «электропони». То есть можно точно сказать, 1 тысяча лошадей в новинке есть.
Илон Маск буквально шокировал автомобильный мир во время презентации двух новинок: Tesla Roadster II и грузовика Semi . 10.000 Нм крутящего момента это нешуточный запас!
Джейсон в своем видео как обычно подробно рассуждает на тему технических нюансов автомобиля. Как оказалось, под 10.000 Нм крутящего момента Тесла, на своем официальном вебсайте, подразумевала не что иное как крутящий момент на колесах. То есть данный крутящий момент не развивается двигателями, а увеличивается передаточным числом КПП. Это дает нам зацепку для вычисления выходной мощности и косвенно говорит о том, что точно не прилетела с другой планеты. Чудес не бывает.
Если использовать схожую методику подсчета крутящего момента, окажется, что у Dodge Challenger SRT Demon более 13.500 Нм крутящего момента на колесах…
На 1.40 минуты видео Фенске доказывает, что представленные Tesla данные фактически бессмысленны, приводя в пример мотор в 1 л.с. зацепленный с несколькими шестеренками, поменьше и побольше, с количеством зубов в 100 и 1.000, соответственно. При таком соотношении выходной крутящий момент на колесах будет соответствовать 13.500 Нм! Единственно, что с такой трансмиссией автомобиль не сможет разогнаться до скорости более 1 км/ч.
На 3 минуте видео по хронометражу рассуждения продолжаются на примере самого быстрого серийного бензинового автомобиля- Dodge Demon.
972 Нм последовательно проходя через шестерни первой передачи КПП и дифференциала увеличиваются приблизительно до 14.000 Нм крутящего момента. На второй передаче показатели на колесах все еще будут составлять более 10 тыс. Нм момента и так далее. От перемены сумм слагаемых, результат не изменится.
Подробности Опубликовано: 03.10.2015 14:28Электромобили массово начали заполнять улицы Нью-Йорка еще 100 лет назад. Но почему они до сих пор не пользуются популярностью во всем мире? Ответ прост – в то время не было достаточно мощных аккумуляторов. С развитием технологий батареи с большой емкостью появились, причем достаточно давно. Десятки лет назад на различных выставках и в новостных сюжетах начали попадаться на глаза прототипы электрических авто, которые были достаточно эффективными и практичными. Каждая из этих новинок имела что-то уникальное и инновационное , некоторые производители даже запускали их в серийное производство и устанавливали доступную для покупателей цену. Но почему же основным средством передвижения до сих пор остаются автомобили с бензиновыми двигателями?
Все потому, на то время не существовало электромобиля, который бы смог совершить революцию. Все электрокары расхваливались в узких кругах гиков, но не находили признания среди простых людей. Были семейные модели, которые могли экономить средства, но не было суперкара, тетради на обложке с которым сметали бы с полок школьники и о котором мальчики мечтали с ранних лет. В мире электромобилей не было своего «Айфона» и своего Стива Джобса, который бы его разработал. Не было электрокара с «вау!» эффектом.
Начало
Сейчас же такой автомобиль-революционер существует. Знакомьтесь — Tesla Model S . Менять мир к лучшему этот полноразмерный пятидверный лифтбек класса люкс начал с 2012 года. Идейным отцом проекта является американский инженер и предприниматель Илон Маск, который еще в 2009 году представил прототип Model S всему миру на Франкфуртском автосалоне. Сегодня уже мало кто вспоминает, сколько проблем предшествовало этой презентации, компания Tesla Motors была даже на грани банкротства. Однако Маск верил в идею серийного электромобиля до конца, вложил все свои сбережения и смог найти инвесторов. И впоследствии его усилия дали свои плоды: первая ограниченная партия в 1 000 экземпляров стоимостью около $100 тысяч каждый разошлась как горячие пирожки!
Такой фантастический успех неудивителен, поскольку до сих пор «Тесла» остается электромобилем с наибольшим запасом пробега без подзарядки, разгоняется до 100 км/ч за, на минуточку, 2,8 секунды!!! (имеется ввиду топовая версия Modes S P85D с режимом Ludicrous), а также имеет в США титул самого безопасного транспортного средства на дорогах. Реальность превзошла все ожидания. Впервые за 10 лет существования Tesla Motors получила прибыль, погасила все долги и увеличила объем производства Model S. К этому времени по всему миру ездит около 50 000 этих электрокаров.
По факту лучший электромобиль в мире, Tesla Model S является сегодня лидером не только в категории электрических авто. Так, например, по итогам 2013 года в США, модель стала самым продаваемым люксовым седаном, опередив, в частности, BMW 7-й серии и Mercedes-Benz S-класса, а в Норвегии, благодаря господдержке электромобилей, Model S вообще стала самым продаваемым авто по итогам сентября 2013, опередив при этом такого не слабого конкурента, как Volkswagen Golf .
Какой электродвигатель у Tesla Model S
Под капотом у «Теслы» располагается не двигатель, а багажник небольшого размера. По законам автомобильной логики, если багажник сконструирован спереди, то сзади — двигатель. Но здесь не все так просто, поскольку в задней части авто тоже отдел для багажа, но уже значительно больше, пространства хватает даже для установки двух дополнительных детских кресел или размещения велосипеда.
Заднеприводные модели
Электродвигатель конструкторы разместили над задней осью, и визуально его «не потрогать». Трехфазная асинхронная электрическая машина с четырьмя полюсами подключена непосредственно к заднему приводу без коробки переключения передач и трансмиссии как таковой. В топовой комплектации ее мощность составляет 310 кВт или 416 лошадиных сил, а максимальный крутящий момент, который может она развить, достигает 600 Н · м. При этом двигатель способен выдавать до 16 000 об/мин, что позволяет автомобилю передвигаться со скоростью до 210 км/ч. Также во время рекуперации энергии он может работать как генератор, когда водитель отпускает педаль акселератора и автомобиль начинает снижать скорость движения. Вообще заднеприводные Model S изначально выпускались в трех комплектациях: 60, 85 и P85. В зависимости от этого мощность двигателя составляла соответственно 225 кВт, 280 кВт, а в версии Performance целых 310 кВт. С апреля 2015 компания прекратила выпуск Model S 60 и заменила базовую модель на Model S 70D.
Полноприводные модели
В октябре 2014 года компания Tesla анонсировала модификации S-ки с полным приводом, которые содержат по два электродвигателя каждая. Один, как и раньше, остался на заднем мосту, другой же приводит в движение отдельно передние колеса. Таким образом в модели P85 появился еще один мотор на передней оси, мощность которого 221 л. с., что в сумме с задним, более мощным двигателем составляет почти 700 л. с. Теперь разгон до 100 км/ч стал возможным за 3,2 с, что быстрее, чем в Porsche Panamera Turbo S! Также возросла максимальная скорость, которая теперь составляет 249,5 км/ч. Другим версиям установили на передние колеса по 188 «лошадок». Все полноприводные модификации получили суффикс «D» и стали именоваться 70D, 85D и P85D. Интересно, что распределение нагрузки на оси был почти равномерным и в ранних моделях, но в новой P85D он стал близким к идеальному — 50:50.
На этом инженеры Тesla не остановились и в июле 2015 компания представила новые версии Model S – 70, 90, 90D и P90D вместе с опциональным «ludicrous mode» («нелепый» режим), позволяющим разогнаться до «сотни» за 2,8 секунды. Теперь P90D сочетает в себе 259 лошадиные силы (193 кВт) передней оси и 503 лошадиные силы (375 кВт) задней оси, дающих общую мощность 762 л.с. (568 кВт). Проапгрейдить авто и установить режим «ludicrous» можно за 10000 долларов.
Какой аккумулятор у электромобиля Tesla
Все Model S далеко не из самых легких, вес каждого авто около 2 тонн. Хотя элементы кузова изготовлены из легкого алюминия, но общую массу автомобиля значительно увеличивает аккумуляторная батарея. Она размещена под полом и включает в себя более 7000 современных литий-ионных элементов производства японской Panasonic. В зависимости от комплектации ее мощность может достигать 70 кВт*ч или 85 кВт*ч. Собственно, отсюда и пошли названия ряда модификаций «Теслы». Менее мощный рассчитан, чтобы преодолеть расстояние в 335 км на одной полной зарядке, на другом можно проехать 426 км.
Размещение такой тяжелой батареи внизу между колесной базой существенно смещает центр тяжести, что делает автомобиль более устойчивым на поворотах. Отдельные литий-ионные модули, размещаются в батарее не равномерно, а уплотняются ближе к середине, что положительно влияет на инерцию S-ки относительно вертикальной оси. Также в батарее есть и другая полезная функция: она укрепляет конструкцию кузова и придает жесткость его каркасу. Разработчики учли печальный опыт нескольких машин из первой партии, когда из-за наезда днищем на жесткие предметы был пробит «бензобак», и установили для защиты батареи от повреждений специальную титановую пластину.
В июле 2015 Tesla Motors представила апгрейд запаса хода, увеличивающим ёмкость аккумуляторов до 90 кВт*ч, которым можно оснастить (за дополнительную плату) топовые версии 85D и P85D. Разработчики объяснили возможность такого улучшения эффективности «оптимизацией химических процессов в ячейке». Новые батареи увеличили протяженность пробега на одном заряде на 6%.
Зарядные станции Tesla Supercharger
Станции быстрой зарядки позволяют пополнять запасы энергии электромобилей Tesla при мощности до 120 кВт, в обход базового 10-киловаттного (или дополнительного — 20 кВт) инвертора. По словам разработчиков Tesla, Supercharger заряжают батарей электромобилей во много раз быстрее, чем зарядные станции других типов. Результат такой экспресс зарядки весьма впечатляет — 50% заряда аккумулятора Model S пополняется всего за 20 минут, и 80% — за 40 минут. 75-минутная полная «заправка» может показаться несколько продолжительной, однако в Тесла уверяют, что остановки при длительных путешествиях обычное дело: люди частенько разминаются, перекусывают или принимают душ.
Сеть Superchargers, которые питаются от солнечных батарей, постоянно растет: на конец 2015 года в Северной Америке их уже 220, а в Европе — 180. Руководство компании заявляет, что заправка для владельцев авто Тесла будет всегда совершенно бесплатной. Так стимулируется использование электромобилей во всем мире. И, естественно, Superchargers работают 24 часа в сутки и 7 дней в неделю.
Как управлять автомобилем Tesla
Водителю сначала будет непривычно за рулем и придется привыкать к особенностям электромобиля. Но эти особенности отличаются в лучшую сторону, поэтому и привыкать можно с удовольствием. Например, Model S не заводится, а включается нажатием на педаль тормоза. Но это не первое, что привлекает внимание, потому что сначала в глаза бросается большой 17-дюймовый дисплей, расположенный справа от руля.
В компании Tesla Motors решили минимизировать количество кнопок и механических элементов управления, взамен поместили все это на один сенсорный экран. Только на руле и рулевой колонке оставили несколько механических кнопок, переключатели поворотов и стеклоочистителей, а также ручку переднего и заднего хода. За рулем расположен еще один экран, на который выводится информация о заряде и температуре батареи, остаток пробега, скорость движения и т.д. Внизу только две педали, в большинстве случаев пользоваться приходится только одной из них — акселератором. Тормоза нужны только в экстренных случаях, так как при отпускании педали газа автомобиль «тормозит двигателем», а сцепление вообще отсутствует.
В отличие от других электромобилей, Tesla Model S подойдет людям, которые собираются передвигаться не только по городу, но и на более дальние путешествия. Также по душе она придется фанатам гаджетов, поскольку контролировать состояние машины можно со своего смартфона. Благодаря своему роскошному дизайну и дорогой стоимости машина пользуется спросом у бизнесменов и людей с высоким доходом, в то же время, за счет высокого уровня безопасности и возможности установки двух дополнительных сидений для детей семейные поездки также будут максимально комфортными. И, наконец, Tesla Model S — это выбор прогрессивных людей, которым не безразличны вопросы окружающей среды и которые готовы к скорейшему переходу к транспорту будущего .
Видео: Tesla Model S P85 тест-драйв
Таблица технических характеристик Tesla Model S
| Краткое описание | Технология | BEV (Battery Electric vehicle) | |
| Прямые поставки в Украину | нет | ||
| Цена в салонах | $75 000 — $105 000 * | ||
| Мощность | /362/416/762 л.с.* | ||
| Тип топлива | Электричество | ||
| Время зарядки | Зарядка от бытовой сети переменного тока: 110В за 1 час восполняет 8 км пути 220В за 1 час восполняет 50 км пути Зарядка на станциях быстрой зарядки Supercharger за 1 час 500 км пути. | ||
| Запас хода | 225/320/426/426 км * (в зависимости от ёмкости аккумулятора) | ||
| Кузов | Тип | Седан | |
| Конструкция | Несущая | ||
| Класс | Спорт седан | ||
| Количество мест | 5 | ||
| Количество дверей | 4 | ||
| Размеры, масса и объемы | Длина | мм | 4976 |
| Ширина | мм | 1963 | |
| Высота | мм | 1435 | |
| Колесная база | мм | 2959 | |
| Колея колес | передних/задних мм | 1661 /1699 | |
| Клиренс | мм | 154.9 | |
| Снаряженная масса | кг | 2108 * | |
| Объем багажника | литр | 900 | |
| Эксплуатационные характеристики | Максимальная скорость | км/ч | 225/249* |
| Разгон 0 -100 км/ч | с | 5,2/4,4/3,2/2,8* | |
| Запас хода | км | до 426* | |
| Двигатель | Тип | Асинхронный (индукционного типа) трехфазный электродвигатель переменного тока | |
| Тип топлива | электричество | ||
| Модель | Используется электродвигатель собственного производства | ||
| Макс. мощность | 259/315/362/503 л.с.* | ||
| Макс. крутящий момент | 420/430/440/600 Нм* | ||
| Тяговая аккумуляторная батарея | Тип | литий-ионная | |
| Ёмкость | кВт-ч | 70/85/90* | |
| Трансмиссия | Тип привода | Задний/Полноприводный | |
| Коробка передач | Одноступенчатый редуктор | ||
| Постоянное передаточное число | 9.73 | ||
| Ходовая часть | Рулевое управление | реечное с электроусилителем | |
| Подвеска | передняя / задняя | зависимая/ независимая | |
| Тормозная система | вентилируемые тормозные диски используются в сочетании с электронным приводом стояночного тормоза и системой рекуперативного торможения | ||
| Шины | -Goodyear Eagle RS-A2 245/45R19 (стандартные 19-дюймовые) -Continental Extreme Contact DW 245/35R21 (дополнительные 21-дюймовые) | ||
| Безопасность | Количество подушек безопасности | 8 | |
| Подушки безопасности | Боковые подушки безопасности водителя и переднего пассажира, боковые шторки безопасности для первого и второго ряда сидений, фронтальные подушки безопасности для головы и колен водителя и переднего пассажира | ||
| Вспомогательные системы торможения | Антиблокировочная система тормозов (ABS) | ||
| Другое | Сенсор отключения батареи при столкновении, иммобилайзер, ремни безопасности, автопилот и т.д. | ||
Никола Тесла – легендарный создатель в области электро- и радиотехнике, создатель переменного тока. В его честь, в 2003 году, была открыта компания по производству автомобилей, которые ездят на электричестве.
Технические характеристики
Основателем автомобильной компании Tesla стали Илон Маск, Джей Би Штробель и Марк Тарпеннинг. Прежде всего, основателям компании необходимо было разработать мощный электродвигатель и батареи, чтобы привести в работу ведущие колёса. Для создания первого прототипа автомобиля потребовалось почти 3 года.
Первый электрокар Tesla Roadster был презентован 19 июля 2006 года. Презентация автомобиля прошла успешно, но спортивный электрический автомобиль имел ряд недостатков. 2009 года была презентована 5-дверная Model S, двигатели которой устанавливаются на транспортные средства по этот день с небольшими доработками.
Технические характеристики силового агрегата электромобиля Tesla:
Обслуживание и эксплуатация
Обслуживание силового агрегата начинается с диагностики работоспособности электромотора, который непосредственно подключён к электронному блоку управления автомобилем. Если обнаружены ошибки, то мастера находят непосредственную причину. Сервисное и техническое обслуживание двигателей Тесла стоит проводить на сертифицированной станции, поскольку только у них имеется необходимое оборудование для всех ремонтно-диагностических и восстановительных операций.
Неисправности и ремонт
Ремонт, как и обслуживание, стоит проводить на специальном оборудовании у специалистов. Основными и частыми неисправностями является быстрая потеря ресурса батареи. Первые модели Тесла имели слишком малый запас энергии, а поэтому была высока вероятность «застрять» на трассе.
Ещё один факт – неисправность в системе автопилота. Эта проблема стала причиной гибели американского гражданина Джошуа Браун в 2016 году. Расследование причин аварии показало, что автопилот не видит поперечно идущий транспорт. Данная неисправность на стадии усовершенствования.
Забавные факты
Чтобы не делал человек, другой человек способен это изменить и модернизировать. Так и с засекреченными автомобильными технологиями. Джейсон Хьюз (Jason Hughes) большой поклонник Tesla и электромобилей компании. Но ему нравится не только кататься на таких электромобилях, но и знать, как они работают. Джейсон — довольно известная личность в сообществе поклонников Tesla. К примеру, именно ему удалось извлечь из обновлённой прошивки автомобиля некоторые данные о новой модели электромобиля. Если точнее, речь идёт про обнаружение записи «P100D» в прошивке Tesla 7.1.
Но сейчас ему удалось гораздо большее. Он смог достать задний привод Tesla Model S, и научился им управлять. Откуда получен привод, Хьюз не говорит, но это не так уж и важно. Гораздо более важно то, что он смог получить полный контроль над всеми функциями этого узла.
Первым шагом, в этом непростом проекте, стала подача питания на привод с одновременным сниффингом CAN-шины на предмет обнаружения отдельных команд управления. На это ушло около 12 часов, но, в конце концов, мотор удалось заставить вращаться. Мастеру пришлось повозиться — мало того, что данные работы движка пришлось расшифровывать, но и для управления его работой Джейсон написал специальное ПО. На этом этапе речь шла только о том, чтобы заставить движок работать. На то, чтобы перехватить и расшифровать команды CAN, у него ушло ещё 3 часа.
После этого дело пошло уже легче — Хьюзу удалось найти полный пакет команд управления. К примеру, он смог подключить систему водяного охлаждения, и приводил её в действие во время работы привода (в определённом режиме работы система заявляла о скорости в 188 километров в час). Двигатель удалось ввести и в режим генерации энергии. Система рекуперации энергии, введённая инженерами Tesla, позволяет во время торможения использовать двигатель машины в качестве генератора. Сейчас Джеймс может по своему усмотрению устанавливать различные параметры питания движка и генерации им энергии.
В итоге ему удалось даже создать собственную плату управления задним приводом. Интересно, что мотор был извлечён из автомобиля с прошивкой 7.1, которая включала ряд схем безопасности, предотвращающих вмешательство в нормальную работу системы. Но Джейсону удалось обойти эти препятствия.
Наиболее сложной задачей было заставить движок слушаться команд самодельного контроллера, но и это, оказалось, по силам умельцу. По его словам, он собрал свою плату буквально из мусора. Для того чтобы обезопасить движок, мастер использовал относительно низкий ампераж. Это не первый случай «хака» движка Tesla Model S. 11 месяцами ранее другому умельцу, Джеку Рикарду, также удалось заставить электромотор слушаться команд контроллера собственного изобретения. Но здесь речь идёт об использовании лишь двигателя и контроллера.
Стоит помнить, что обновлённая модель электромобиля Tesla Model S поставляется с 70 кВт·ч аккумулятором, который на самом деле имеет ёмкость в 75 кВт·ч, но часть батареи, если так можно выразиться, залочена программно. Компания продавала эти авто в течение месяца, и только сейчас об этом стало известно. Как же владелец такой машины может получить 5 дополнительных кВт·ч? Очень просто — доплатить $3250 для «разлочки».
Процесс апгрейда полностью программный, и производится «по воздуху». Работникам компании физический доступ к авто нужен только для того, чтобы сменить бейдж Tesla Model S 70 на бейдж Tesla Model S 75 (делается в сервисном центре). Идея компании проста, хотя и немного странная — позволить покупателям Tesla Model S 70 платить меньше на $3000, чем покупателям Tesla Model S 75. Причём «железо» у обеих моделей абсолютно одинаковое. В компании рассудили, что не всем нужна увеличенная ёмкость батареи, и тем, кому она не нужна, разрешили платить меньше. Разница в расстоянии, которое могут проехать обе модели в автономном режиме — около 35 км.
Кстати, не так давно для той же Tesla Model S было выпущено специальное программное обеспечение, позволяющее водителю управлять машиной при помощи «силы мысли». Мысленными командами можно заставить автомобиль проехать немного вперёд или же включить заднюю передачу. При этом считывание сигналов электрической деятельности мозга производится при помощи специального шлема. Сигналы анализируются специальной программой, после чего они передаются в бортовой компьютер для управления транспортным средством.
Вывод
Двигатель Тесла – представитель электрических автомобильных двигателей, который является самым мощным электромотором в мире. Обслуживание и ремонт проводятся только в условиях автосервиса. Это поможет избежать неприятностей.
В Tesla Model 3 будут использоваться аккумуляторы последней модификации с «Гигафабрики Tesla»
Компания Tesla собирается устанавливать в своих новых электромобилях Tesla Model 3 аккумуляторы, которые производятся сейчас на «Гигафабрике» из Невады. Новые силовые агрегаты, как обещает компания, будут более мощными и эффективными. Преобразователь был разработан с нуля, предыдущие модели, которые работали в той же Tesla Model S, не используются. Новое здесь все, включая полупроводниковые элементы системы. Инженерам компании удалось снизить количество уникальных элементов инвертора примерно на 25%, что позволяет удешевить конструкцию.
Кроме того, Model 3 получила 435-сильный электромотор. Об этом сообщил технический директор Tesla. Это даже больше, чем у BMW M3, где установлен трехлитровый шестицилиндровый твин-турбо двигатель (максимум — 431 л.с.). Благодаря мощному мотору самая медленная модификация модели сможет разгоняться до 96 километров в час всего за 6 секунд. У старшей модели с продвинутым режимом Ludicrous Mode на разгон до этой скорости уйдет всего 4 секунды.
Электронные компоненты инвертора (полевые транзисторы с изолированным затвором)
Инженеры компании уже несколько месяцев работают над созданием нового инвертора Model 3 мощностью 320 КВт. В конструкции инвертора используются биполярные транзисторы TO-247 с изолированным затвором. Эти электронные компоненты использовались в конструкции инвертора для Tesla Model X и Tesla Model S. Производство инверторов уже стартовало, запущены производственные линии и для других компонентов, поскольку компания собирается поставить около 500000 электромобилей к 2018 году.
Без подзарядки новая модель сможет проезжать от 340 до 400 километров, что очень неплохо. Изначально на рынок будет поставляться версия с запасом хода в 340 километров, после чего появится модель с аккумулятором емкостью в 80 КВт·ч. С этим аккумулятором электромобиль сможет пройти и 480 километров. Кроме того, новинка получает автопилот. И хотя он и не превратит электромобиль в робомобиль, помощь автомобилисту будет оказываться довольно серьезная.
Сейчас компания уже проводит тестирование своего нового электромобиля. К примеру, недавно именно такую модель сфотографировали в одном из сервисных центров компании. По внешнему виду она ничем не отличается от демонстрационного образца.
Отгружать Model 3 покупателям начнут не ранее конца 2017 года. Предзаказов на электромобиль поступило в несколько раз больше планируемого — на данный момент более 375 тысяч. Неясно, способна ли Tesla Motors справиться с такой нагрузкой без срыва сроков. Вполне возможно, что будут срывы сроков. По Model X проблемы были еще в первом квартале — вместо 4500 электромобилей компания смогла поставить 2400. Тем не менее Илон Маск обещает постепенно нарастить производственные мощности, чтобы заказчики любых моделей электромобиля получали свои транспортные средства точно в срок.
Электромобили. Прошедшее, настоящее и будущее
С каждым годом ухудшается экологическая обстановка на нашей планете. Это вопрос не какой-то локальной страны, а всех наций и государств в целом взятых. Достаточно опасные последствия для жизни людей могут возникнуть, если не обращать должного внимания и не применять мер по решению сложившейся ситуации вокруг окружающей нас среды. Автоинструкторы расскажут о новых технологиях в мире альтернативного топлива и сегодня речь пойдет об электромобилях.
История создания
Ученые и технологи во всех странах мира предлагают массу решений, направленные и на профилактические мероприятия, и в тоже время на кардинальные действия по реальному снижения вредного воздействия на природу. Самым распространенным и увеличивающимся с каждым днем источником загрязнений является автомобиль, а именно его выхлопные газы. Практически во всех автотранспортных средствах, сегодня, применяется двигатель внутреннего сгорания, который работает на производных нефтяной индустрии. Их отходы очень негативно сказываются, впоследствии, на жизненных функциях человека и природы в целом.
Решение данной проблемы видится в альтернативных видах транспорта, а именно — электромобилях. Это изобретение многие люди считают ультрасовременным средством передвижения, которые весьма неуклюже и применяется только в рекламных компаниях. Но это абсолютное заблуждение. История создания электрокара отсчитывается с 1838 года. Этот период в Англии запомнили как день создания электрической версии автомашины. Ее разработал и сконструировал Роберт Дэвидсон спустя шести летний период после открытия явления электромагнитной индукции ученым Фарадеем. Если проследить историю автотехники, то применение двигателя внутреннего сгорания отнесено к более раннему периоду и считается запоздавшим скачком развития данной индустрии.
Начало развития и полный крах
Машина Дэвидсона представляла собой огромный агрегат с большими ванными, полными серной кислоты. Двигалась она в очень низком скоростном режиме. В последующем поколении, в течении достаточно короткого времени, электрокар обгонял по выпуску обычный, и к началу 1912 года уже насчитывалось порядка 10 тысяч экземпляров. Но в последствии произошел резкий спад производства. Связано это с тем, что стал сильно ощущаться недостаток аккумуляторной емкости. В тот период питание шло от свинцовых элементов с 20 Вт/ч*кг емкостью. Если сказать простым языком, то для хоть какого-то приличного передвижения, нужно было расположить на своем авто батареи весом в тонну. С этим моментом и связано полное падение индустрии электромобилей, которое тут же было восполнено обычными двигателями внутреннего сгорания.
Второе дыхание и современные решения
Итак, об электромобилях человечество забыло пока не проявились серьезные проблемы, связанные с экологией планеты. Парниковый эффект, образующийся, в частности, от выхлопных газов автомобилей, необратимо влияет на климатические изменения. Не менее страшные генные изменения и плохая наследственность, отрицательно сказывающиеся на здоровье наций и иммунитете, также считается одной из причин загрязнения планеты. Умные головы стали искать пути решения данных проблем, причем учитывая комплексные подходы. Одним из направлений разработок стало возрождение электрокаров. Следует заметить, что данная технология является единственной во всем мире, обладающая «нулевым выбросом».
Гигантский концерн General Motors стал первым среди автопроизводителей и приступил к исследованию данной области. В итоге он снова становиться лидером, но теперь уже в выпуске первой массовой партии электромобилей. Ответ в такой быстрой реакции находиться не только в современных направлениях деятельности General Motors, но и в законодательной базе калифорнийского штата. В его правовых документах четко прописано, что производители желающие участвовать на авторынке Калифорнии должны выпускать 2% от всей продукции по технологии «нулевого выброса».
Но сложности построения чисто электрических автомашин проявлялись все равно. Большой объем и вес аккумуляторных батарей, высокая стоимость и малый запас хода, которого хватает практически у всех современных моделей не более чем на 100 км передвижения. Вот три проблемы, которые пытаются решить многие автопроизводители. Однако, современные технологии 21 века стали привносить новые идеи. Так появились топливные элементы, применяемые для питания автомобиля. Данные средства и открыли второе дыхание применению электричества на дорогах. Потому как применение только аккумуляторных технологий потерпело полный разгром, даже, несмотря на новые разработки, будущее осталось за топливными элементами.
В основе топливных элементов лежит, основанное на химических реакциях, получение тока. Но и здесь имеются собственные сложности. Проблема в том, что на получение, например, водорода, необходимо затратить гораздо больше энергии из традиционных источников, чем ее получиться при дальнейшем потреблении водорода в топливных элементах. В результате образуется дефицитное использование подобных технологий. На сегодняшний день существует множество новых инновационных решений, но до промышленного внедрения дело пока еще не дошло.
Мировые лидеры производства автомобилей нашли выход в применении гибридной техники. То есть когда бензиновому двигателю помогает электрический мотор. Самым ярким представителем такого движения признана марка Toyota и ее модель Prius, которая вошла в серийное производство с 1997 года.
Принципы работы гибрида
На основе данной модели рассмотрим методы работы гибридов и электрокаров. В основе гибридного двигателя лежит электронная компьютерная система, подключающая в один момент или попеременно оба источника тяги. Вся процедура основывается на методах вождения и условий автодорожного участка. Также воплощена в электромобиле и идея рекуперации электрической энергии, то есть пополнение емкости аккумуляторных батарей. Это происходит в момент торможения или спуска с возвышенности. Таким образом, электродвигатель превращается в генератор и экономится достаточное количество емкости, как минимум 10% от общего запаса. Во время съезда с горы, стоит просто отпустить педаль газа и технологии сами сделают свою работу. Гибридный автомотор позволяет затрачивать всего лишь 3,2 литра топлива на расстояние в 100 км. Достаточно серьезная экономически выгодная цифра. Но данные положительные стороны работают только при движении в городском режиме. На автостраде электромотор не приходит на помощь бензиновому, так как его энергии хватит не на долго.
Положительные аспекты
Хоть гибриды и используют топливо, но это уже очень серьезный шаг к решению экологических проблем, так как снижается вредный выхлоп на 90%. Вся компоновка, принцип работы и общая структура электрокаров сводит к минимуму их обслуживание. Таким образом, экономится достаточно средств на их технический осмотр и ремонт. Если рассмотреть электродвигатель постоянного тока, то в нем необходимо в течении определенного периода производить замену щеточного аппарата, а в более совершенных и новых трехфазных асинхронных и синхронных электромоторах обслуживание можно совершенно не производить.
Следующий момент — это зарядка аккумуляторных батарей. Вся процедура очень упрощена и заключается только в подключении вилки в бытовую электросеть. Время полного восстановления емкости батарей достигает до 12 часов, а при использовании зарядных аппаратов ускоренного вида — 30 минут или 1 час.
Также упрощено управление электромобилем, если сравнивать с обычным. Педаль сцепления отсутствует, так как ее применение не представляется возможным. Связано это с тем, что у электромоторов используется одноступенчатое регулирование. Поэтому суть вождения очень проста: газ — тормоз.
Итог современного развития и планы на будущее
Видеоматериал о плюсах и минусах электромобилей:
Все плюсы использования электрических автомобилей никак не мог сравниться с их высокой стартовой стоимостью, даже при явной выгоде планового и внепланового обслуживания. Также проигрыш идет и в ходовых характеристиках двигателям внутреннего сгорания, и их популярности и массовом производстве.
Но само начала, первые толчки — это уже огромный шаг к чистому воздуху вдоль трасс.
Британские власти хотят к Олимпиаде 2012 года убрать со своих улиц стандартные автобусы и заменить их на электрических собратьев. Серьезный шаг, учитывая, что управляться они будут не человеком, а полностью автоматизированной компьютерной системой.
Будущее, однозначно, за инновациями и новыми технологиями, направленными на улучшение экологической обстановки мира.
В статье использовано изображение с сайта vladnews.ru
Как работает электромобиль [Инфографика]
Электромобили (электромобили) никуда не денутся.
Продажи электромобилей во всем мире растут, и по мере совершенствования технологий они увеличиваются в ассортименте и производительности, а также в цене.
Но как именно работает электромобиль?
Для многих нетехнических людей идея понять, как движутся эти чистые транспортные средства, является совершенно непреодолимой. Но на самом деле понять, как работает электромобиль, намного проще, чем понять двигатель внутреннего сгорания внутри обычного автомобиля, работающего на ископаемом топливе.
Прежде всего, мы должны отдать дань уважения Николе Тесле, изобретателю, который открыл переменный ток, который в первую очередь позволяет электромобилям существовать.
Большинство электромобилей преобразуют электричество постоянного тока в электричество переменного тока, напрямую используя самое известное изобретение великих мыслителей.
Электричество постоянного тока — это электричество, которое течет в одном направлении, переменный ток означает, что поток электронов меняется или чередуется. У электромобиля есть пять основных аспектов, которые необходимы для выработки энергии, движения вперед и перезарядки.
Источник: Zebra1. Аккумулятор
Пожалуй, самой важной частью автомобиля является аккумулятор. Обычно это до 7000 литий-ионных батарей, вырабатывающих постоянный ток.
Батареи сложены друг с другом, между ними прокачивается охлаждающая жидкость, чтобы они охлаждались и работали эффективно. Аккумуляторы постоянно становятся все более и более эффективными, поэтому если раньше электромобиль мог ездить только на короткие расстояния, у новых автомобилей запас хода составляет несколько сотен миль.
2. Инвертор
Автомобильный инвертор преобразует постоянный ток аккумуляторов в переменный. Инвертор также играет важную роль во время рекуперативного торможения, поскольку он передает энергию обратно батарее.
Инвертор также играет важную роль во время рекуперативного торможения. Кинетическая энергия замедляющегося транспортного средства преобразуется в электрическую энергию через двигатель и отправляется обратно в аккумуляторную батарею для дальнейшего использования.
3. Асинхронный двигатель
В электромобилях используются асинхронные двигатели.В зависимости от модели автомобиля это будет либо электродвигатель с постоянным магнитом, как в Tesla Model 3, либо асинхронный двигатель переменного тока.
В обоих случаях переменный ток создает вращающееся магнитное поле, которое заставляет его вращаться. Разница между этими двумя типами заключается в том, что двигателю с постоянными магнитами не требуется электричество, чтобы заставить двигатель вращаться, поскольку редкоземельные металлы всегда включены.
4. Трансмиссия
Двигатель с одной трансмиссией передает эту мощность от двигателя на колеса автомобиля и, таким образом, перемещает ее вперед.
5. Зарядка
Наконец, зарядка автомобиля работает, когда вы подключаете его к внешнему источнику питания.
Электромобили можно заряжать тремя способами.
Первый — дома с использованием стандартного источника питания для зарядки вашего автомобиля, этот метод требует около 3-8 километров в час для зарядки. Второй метод — на общественной зарядной станции с использованием цепи 220/240 вольт, которая сокращает время зарядки до 16-25 километров в час.
Последний способ — со станцией быстрой зарядки постоянного тока на специализированной зарядной станции.Они совместимы только с некоторыми автомобилями, но могут обеспечить 80% заряда всего за 30 минут.
Как работают электромобили | Электромобили
Аккумулятор для электромобилей
Ключевые компоненты аккумуляторного электромобиля:
- Электродвигатель
- Инвертор
- Аккумулятор
- Зарядное устройство
- Контроллер
- Зарядный кабель
Электродвигатель
Вы найдете электродвигатели во всем: от соковыжималок и зубных щеток, стиральных машин и сушилок до роботов.Они привычные, надежные и очень прочные. Двигатели электромобилей используют переменный ток.
Инвертор
Инвертор — это устройство, которое преобразует мощность постоянного тока в мощность переменного тока, используемую в двигателе электромобиля. Инвертор может изменять скорость вращения двигателя, регулируя частоту переменного тока. Он также может увеличивать или уменьшать мощность или крутящий момент двигателя, регулируя амплитуду сигнала.
Аккумулятор
В электромобиле используется аккумулятор для хранения готовой к использованию электроэнергии.Аккумуляторная батарея состоит из нескольких ячеек, сгруппированных в модули. Как только аккумулятор накопит достаточно энергии, автомобиль готов к работе.
Аккумуляторные технологии значительно улучшились за последние годы. Современные аккумуляторы для электромобилей сделаны на литиевой основе. У них очень низкая скорость разряда. Это означает, что электромобиль не должен терять заряд, если его не водят несколько дней или даже недель.
Зарядное устройство
Зарядное устройство для аккумулятора преобразует мощность переменного тока, имеющуюся в нашей электросети, в мощность постоянного тока, хранящуюся в аккумуляторе.Он контролирует уровень напряжения элементов батареи, регулируя скорость заряда. Он также будет контролировать температуру элементов и контролировать заряд, чтобы поддерживать работоспособность батареи.
Контроллер
Контроллер похож на мозг транспортного средства, управляющий всеми его параметрами. Он контролирует скорость заряда, используя информацию от аккумулятора. Он также передает давление на педаль акселератора для регулировки скорости в инверторе двигателя.
Зарядный кабель
Зарядный кабель для стандартной зарядки входит в комплект поставки автомобиля и хранится в нем.Он используется для зарядки дома или в стандартных общественных точках зарядки. У точки быстрой зарядки будет собственный кабель.
Как работает электромобиль
Первоначально опубликовано на EVANNEX.
Тесла штурмом захватила автомобильный мир по многим причинам. Конечно, одна из главных причин заключается в том, что Илон Маск решил сделать свою автомобильную компанию компанией , производящей электромобили . И у электромобилей есть неотъемлемые преимущества перед своими аналогами с двигателями внутреннего сгорания (ДВС).
| Взгляните на невероятно быструю Tesla Model S P100D (Изображение через Tesla ) |
Электромобили не только создают меньше загрязнения, чем автомобили, работающие на газе, но и часто превосходят автомобили с ДВС вне очереди. Например, Tesla Model S P100DL разгоняется от 0 до 60 миль в час за 2,28 секунды, что, возможно, является самым быстрым серийным автомобилем, доступным на сегодняшний день.
Тем не менее, знаете ли вы основы работы электромобиля? Если нет, не волнуйтесь — Zebra поможет вам.Эксперты по автострахованию изучили, как работают электромобили, и отметили: «Когда Никола Тесла изобрел двигатель переменного тока в 1887 году, он проложил путь к [появлению] электромобилей более века спустя».
Зебра
Перенесемся вперед, и электромобили могут сделать автомобили с бензиновыми и дизельными двигателями устаревшими к 2025 году, «фактически положив конец господству двигателей внутреннего сгорания». Набирает обороты, «внедрение электромобилей в автомобильную культуру уже началось: Tesla Model S выиграла титул« Автомобиль года Motor Trend »в 2013 году.Затем, в 2017 году, полностью электрический Chevy Bolt стал победителем конкурса Motor Trend Car of the Year.
Кроме того, «Понять, как работает электромобиль, на самом деле намного проще, чем понять, как работает автомобиль с бензиновым или дизельным двигателем». От изучения разницы между переменным и постоянным током до понимания рекуперативного торможения — эта анимированная инфографика может стать удобным инструментом для понимания того, как работает электромобиль…
Цените оригинальность CleanTechnica? Подумайте о том, чтобы стать участником, сторонником, техническим специалистом или представителем CleanTechnica — или покровителем Patreon.Реклама
У вас есть совет для CleanTechnica, вы хотите разместить рекламу или предложить гостя для нашего подкаста CleanTech Talk? Свяжитесь с нами здесь.
Есть ли у электромобилей двигатели?
У электромобиля меньше движущихся частей, чем у автомобиля с двигателем внутреннего сгорания. У него есть одна движущаяся часть, двигатель, тогда как у автомобиля с бензиновым двигателем есть сотни движущихся частей.Это важные компоненты электромобиля, а именно: аккумулятор, порт зарядки, преобразователь постоянного тока в постоянный, тяговый электродвигатель, бортовое зарядное устройство, контроллер силовой электроники, тепловая система, блок тяговых аккумуляторных батарей и трансмиссия.
Меньшее количество движущихся частей в электромобиле приводит к еще одному важному отличию. Электромобиль требует меньше периодического обслуживания и более надежен. Автомобиль с бензиновым двигателем требует широкого спектра обслуживания, от частой замены масла, замены фильтров, периодических настроек и ремонта выхлопной системы до менее частой замены компонентов, таких как водяной насос, топливный насос, генератор и т. Д.
АККУМУЛЯТОР
Он дает электричество для питания всего транспортного средства, сохраняя электроэнергию, необходимую для работы вашего электромобиля. Чем выше мощность батареи, тем выше диапазон.
ПОРТ ЗАРЯДКИ
Он позволяет автомобилю подключаться к внешнему источнику питания и заряжать аккумулятор.
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Он преобразует мощность постоянного тока высокого напряжения от тягового аккумуляторного блока в мощность постоянного тока более низкого напряжения, которая необходима для работы транспортного средства и подзарядки аккумулятора.
ТЯГОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ
Он приводит в движение колеса вашего автомобиля, используя энергию аккумуляторной батареи электромобиля.
БОРТОВОЕ ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО
Устройство, встроенное в автомобиль, которое преобразует мощность переменного тока от зарядного устройства в мощность постоянного тока и сохраняет ее в аккумуляторной батарее. Он также проверяет характеристики батареи, такие как температура, ток и напряжение.
КОНТРОЛЛЕР ЭЛЕКТРОНИКИ ПИТАНИЯ
Он контролирует поток электроэнергии от аккумуляторной батареи электромобиля.Он контролирует скорость электродвигателя и крутящий момент.
ТЕПЛОВАЯ СИСТЕМА (ОХЛАЖДЕНИЕ)
Он поддерживает надлежащий температурный диапазон двигателя, силовой электроники, электродвигателя и других компонентов.
ТЯГОВАЯ АККУМУЛЯТОРНАЯ БАТАРЕЯ
Он накапливает электроэнергию для использования тяговым электродвигателем.
ТРАНСМИССИЯ
Он передает механическую энергию от тягового электродвигателя для приведения в движение колес.
Часто задаваемые вопросы об электромобилях: ответы на все ваши вопросы об электромобилях
GettyЭлектромобили состоят из гораздо меньшего количества деталей, чем автомобили с двигателем внутреннего сгорания, что является одной из причин, по которой они дешевле в эксплуатации. Но сложность этой новой технологии сбивает с толку потенциальных покупателей. Здесь мы отвечаем на некоторые из наиболее часто задаваемых вопросов: чем отличаются электромобили, насколько реально опасения по поводу дальности полета, какое зарядное устройство лучше, стоят ли электромобили дороже в эксплуатации и лучше или хуже для окружающей среды.
Основы
Сколько существует видов электромобилей?
Есть три вида электрифицированных автомобилей плюс экзотический вариант.
Гибрид. Гибрид имеет небольшую батарею емкостью от 1 до 2 киловатт-часов (кВтч), которая может проехать от нее милю или две (многие думают о Toyota Prius). В основном аккумулятор обеспечивает питание небольшого электродвигателя для дополнительного ускорения, что позволяет использовать меньший бензиновый двигатель, и восстанавливает энергию при замедлении или спуске с холма.Это делает возможными 50 миль на галлон в небольших автомобилях. Они не получают налоговой льготы и больше не имеют права передвигаться по полосам для транспортных средств с высокой загруженностью (HOV), по крайней мере, с 2010 года.
Подключаемый гибридный электромобиль. Подключаемый к электросети электромобиль, или PHEV, имеет аккумулятор от 5 до 20 кВтч. Они могут проехать до 50 миль от аккумулятора, а затем переключиться на обычный газо-электрический гибридный режим в более длительных поездках. Электродвигатель добавляет мощности при разгоне, как и гибрид. Ограниченный полностью электрический диапазон PHEV делает их более эффективными в коротких поездках, но на многих километрах электродвигатель значительно улучшает топливную экономичность и увеличивает запас хода, уменьшая количество остановок на насосе.PHEV могут быть решением для покупателей, которые хотят попробовать электрические технологии, но они также эффективны для увеличения мощности и крутящего момента, поэтому их можно использовать для повышения производительности или проходимости по бездорожью.
Электромобиль. Электромобиль, или электромобиль, имеет аккумулятор, который в 5-10 раз превышает размер аккумулятора на PHEV (электромобиль достигает 100 кВтч, больше для пикапов). Это будущее, которое было уже десять лет, как заявляют поклонники Tesla. Ассортимент и производительность увеличиваются с каждым годом.Цены снижаются. Именно аккумуляторный электромобиль рассматривается большинством производителей и потребителей как будущее автомобилей.
Электромобиль на топливных элементах. У горстки автопроизводителей есть электромобили на водородных топливных элементах, или FCEV. Резервуар с водородом под давлением соединяется с кислородом воздуха, образуя воду и большое количество электронов, приводящих в движение электродвигатель. Он имеет хорошие возможности для грузовиков дальнего следования, а также для более крупных легковых автомобилей или внедорожников.Безопасность? Бак с водородом пуленепробиваемый. При разрыве бака водород выходит вверх там, где лужа бензина на земле.
Подробнее об электромобилях, подключаемых модулях, зарядке, налоговых льготах, переходе на электричество:
Объясните, пожалуйста, термины EV и их сравнение с мощностью, милями на галлон и т. Д.
Мощность в лошадиных силах в зависимости от киловатт. Автомобильные двигатели в США оцениваются в лошадиных сил, — более или менее работа, которую может выполнить одна лошадь. Электродвигатели в электромобилях, а также в двигателях внутреннего сгорания в большинстве стран мира оцениваются в киловатт, или тысячи ватт.Один киловатт на треть мощнее одной лошадиной силы. Мотор мощностью 100 киловатт примерно такой же, как бензиновый двигатель мощностью 134 лошадиные силы. Точнее, умножьте мощность на 1,3410, чтобы получить киловатты. Умножьте киловатты на 0,7355, чтобы получить механическую мощность.
Киловатт-часов. Аккумуляторы рассчитаны на киловатт-часов, , или кВтч, то есть мощность за определенный период времени. Киловатт — это примерно то, сколько расходует работающий фен или тостер. Запустите любой из них в течение часа, и вы израсходовали один киловатт-час электроэнергии на сумму около 14 центов по тарифам летом 2021 года в США.S., заправив большую батарею электромобиля примерно на 10 долларов (делается дома) по сравнению с 30-50 долларами за заправку бензобака. Емкость аккумуляторов электромобилей сегодня обычно составляет от 40 до 100 киловатт-часов.
MPG в сравнении с MPGe. Эффективность движения бензиновых двигателей оценивается в милях на галлон в США или в литрах на 100 километров пробега в других странах. Запас хода для автомобилей с бензиновым двигателем и электромобилей измеряется одинаково: в милях (или километрах). Эффективность электромобиля измеряется в MPGe , или в эквиваленте миль на галлон.Сжигание одного галлона бензина дает 115 000 БТЕ. Чтобы произвести такое количество тепла из электроэнергии, потребуется 33,7 кВтч электроэнергии. Если электромобиль потребляет 33,7 кВтч для проезда 100 миль (4,72 доллара США при текущих затратах на домашнюю зарядку), он будет оценен в 100 миль на галлон. И это вполне достижимая цифра. Tesla Model 3 рассчитана на 142 MPGe в целом. Обратите внимание, что MPGe не говорит вам о стоимости вождения, а только об эффективности.
Подключаемые гибриды, такие как Toyota RAV4 Prime, являются хорошими мостовыми автомобилями для людей, которые хотят почувствовать вкус электрического вождения, но беспокоятся о запасе хода.RAV4 Prime рассчитан на 42 мили без подзарядки, это больше, чем в среднем в США при поездках туда и обратно, а после разрядки аккумулятора он проходит почти на 600 миль дальше. ToyotaДиапазон беспокойства
Реальна ли тревога дальности?
Может быть. Большинство людей каждый день ездят в пределах досягаемости своего электромобиля и имеют доступ к зарядке либо каждую ночь, либо как только аккумулятор заряжается наполовину. Норма для новых электромобилей составляет порядка 260 миль, что является огромным улучшением по сравнению с ранними моделями, предлагавшими менее 100 миль (когда Nissan Leaf дебютировал в 2010 году, у него был запас хода всего 74 мили).Новый Ford Mustang Mach-E может преодолевать 300 миль при выборе опции с большей батареей, а большинство вариантов Tesla Model 3, Y, X и S преодолевают 300 миль.
Но эти диапазоны являются оценочными и не отражают реальных переменных, влияющих на диапазон. Например, скорость потребляет энергию, поэтому чем быстрее движется электромобиль, тем больше вероятность, что он немного потеряет запас хода. Поддержание средней скорости 60 миль в час на автостраде может быть хорошим, но езжайте быстрее, и диапазон может упасть от нескольких процентных пунктов до 10%.Значительные грузовые и пассажирские грузы, а также холмистая или гористая местность также могут сократить дальность действия, оцененную Агентством по охране окружающей среды.
Люди, которые покупают электромобили, в основном проживают в прибрежных штатах Тихого океана или на северо-востоке США, а также в крупных центральных городах, особенно в Атланте, Чикаго, Денвере, Далласе, Хьюстоне, Сан-Антонио и Фениксе, и у них есть множество общественных зарядных станций, что делает это возможным. для езды по пересеченной местности по крупным автомагистралям.
Ой, да ладно, ни у кого нет беспокойства по поводу дальности? Действительно?
Люди постоянно испытывают беспокойство по поводу дальности, и это небезосновательно.Помимо скорости, веса и местности, на дальность могут влиять другие факторы. Если у вас электромобиль, рассчитанный на 300 миль пробега, на всякий случай лучше думать о нем как о 250-мильном электромобиле. Некоторые производители электромобилей предупреждают, что не следует заряжать более 90% (чтобы продлить срок службы батареи), за исключением длительной поездки, которая снижает его до 225. В холодную погоду вы можете потерять до 40% диапазона, оставив вам 135 миль. Это особенно верно, если у вас 1) нет теплового насоса для обогрева кабины (устройство, которое улавливает отходящее тепло от системы привода и перекачивает его в кабину, чтобы избежать использования обычного обогревателя), 2) если у вас нет предварительно подготовьте (прогрейте) автомобиль, пока он подключен к сети и 3) если вы используете обогреватели сидений.И наоборот, AAA утверждает, что действительно теплая погода (95 градусов) может сократить дальность полета на 17%, в результате чего у вас останется около 187 миль.
Во многих гарантиях говорится, что батарея, сохраняющая 70% первоначальной емкости, все еще находится в пределах спецификации (то есть потеря дальности 90 миль из 300 приемлема). Таким образом, ваш стареющий электромобиль с большим количеством циклов зарядки в действительно холодную или жаркую погоду может проехать до 150 миль. (В сторону оптимизма: очень немногие электромобили испытают такую потерю емкости аккумулятора.) И тогда в дороге шансы не 100%, что на зарядной станции есть свободное место для зарядки или что зарядные устройства действительно работают.(Кроме того, плата, которую вы платите, может сделать эту заправку почти такой же, как стоимость бензина.) При ежедневном вождении меньше вероятность того, что вы будете испытывать беспокойство по поводу запаса хода, но автомобильные поездки создают другие проблемы.
Многие электромобили построены на платформе в стиле «скейтборд», с батареей, установленной под полом и между передними и задними колесами, как на этом рендере шасси Tesla Model X. Это предотвращает попадание рюкзака в пространство кабины, а также обеспечивает низкий центр тяжести, что облегчает управление. TeslaЗарядка
Как мне узнать, какое зарядное устройство купить для домашней зарядки?
«Не покупайте самое мощное зарядное устройство с максимальной емкостью», — говорит Том Молоуни, участник проекта Forbes Wheels и авторитетный специалист по зарядным устройствам.Почему нет? Практически каждое домашнее зарядное устройство уровня 2, которое работает от 240 вольт, зарядит ваши батареи электромобиля за ночь и обычно всего за пару часов. Это потому, что большинство владельцев никогда не позволяют батареям опуститься ниже половины. Лучшее место — это зарядное устройство на 42 А, в котором используется стандартная настенная розетка под названием NEMA 14-50. Зарядное устройство на 48 ампер работает быстрее, но для него требуется более толстый и дорогой кабель, а зарядное устройство должно быть подключено к розетке жестко, поэтому затраты на установку намного выше.
См. Наши рекомендации в разделе «Лучшие домашние зарядные устройства для электромобилей на 2021 год». Лучшими в целом являются ChargePoint Home Flex (но более 1000 долларов) и основной Enel X JuiceBox 40. Для Teslas это настенный соединитель Tesla.
Кому тогда нужно зарядное устройство побольше?
Некоторые версии высокопроизводительных электромобилей, такие как Tesla, Porsche Taycan или Audi e-tron GT, могут иметь 11-киловаттные бортовые зарядные устройства, которые могут работать с зарядным устройством на 50 ампер. Бортовое зарядное устройство? Давайте сделаем шаг назад: то, что все называют зарядным устройством или настенным зарядным устройством, на самом деле является EVSE или оборудованием для питания электромобилей.Он управляет зарядкой, запускает и останавливает ток, обеспечивает безопасность и часто разговаривает с вашим смартфоном. Фактическое зарядное устройство находится внутри автомобиля, и некоторые зарядные устройства могут принимать больше тока, чем другие, и завершать зарядку раньше.
Как быстро заряжается зарядное устройство?
Зарядка 100-киловаттного аккумулятора электромобиля занимает от менее часа до более суток. Зарядные кабели, которые поставляются с электромобилем, заряжаются на 120 вольт (уровень 1) и часто 240 вольт (уровень 2). При напряжении 120 вольт и потребляемой мощности 12 ампер (типично для домашнего гаража) диапазон заряда батареи увеличивается всего на 2-5 миль в час, поэтому 12 часов зарядки добавят от 25 до 60 миль запаса хода, что достаточно для подключения к сети. в гибриде, а не в полупустом электромобиле.Поставляемые автомобильные зарядные кабели, работающие от 240 В при 16 А, заряжают примерно в три раза быстрее, до 15 миль в час или до 180 миль за 12 часов. Настенное зарядное устройство на 240 В и 32 А снова удвоит скорость зарядки. Коммерческие станции быстрой зарядки — Supercharger для Tesla и DC Fast Charging для всех остальных — способны полностью зарядить большинство новых электромобилей менее чем за 50 минут, а 30 минут — это ближайшая цель.
Как продлить срок службы батареи?
Заряжайте аккумулятор медленно, а не быстро (заряжайте больше дома, меньше — на высоковольтных зарядных устройствах общего пользования; он также стоит меньше.) Не заряжайте аккумулятор полностью, если завтра вам не предстоит долгая поездка; остановитесь на 80% или 90%. Не позволяйте батарее разрядиться слишком сильно.
Интересный факт: мотоциклы, такие как Zero, также имеют право на налоговую скидку на электромобиль с возвратом 10% (от ваших налогов) до кредита в размере 2500 долларов США. Zero MotorcyclesОбсуждение электромобилей за обеденным столом
Действительно ли электромобили лучше для окружающей среды, от добычи сырья до производства и перевозки на металлолом?
Все чаще ученые и исследователи — в отличие от громких голосов в социальных сетях — говорят, что у электромобилей есть преимущество.Международный совет по чистому транспорту (ICCT; они помогли разоблачить VW Dieselgate) провел оценку жизненного цикла транспортных средств (LCA), включая добычу материалов и производство. упаковка и транспортировка, использование и окончание срока службы. Их вывод из июльского отчета: «Результаты показывают, что даже для автомобилей, зарегистрированных сегодня, электромобили с аккумулятором имеют самый низкий уровень выбросов парниковых газов в течение всего жизненного цикла». Дополнительные исследования электромобилей по сравнению с автомобилями с двигателями внутреннего сгорания см. В нашей статье «Долгая перспектива: электромобили чище, чем бензиновые».Период.
Существуют ли мотоциклы электромобилей?
Да больше десятка. Harley-Davidson — самая известная торговая марка, но не многие потребители знают, что она производит электрические мотоциклы, такие как LiveWire за 30 000 долларов. Zero Motorcycles — самая известная марка электронных мотоциклов, выпускающая несколько моделей. Всего существует более десятка производителей электрических мотоциклов. Лучше всего то, что они имеют право на получение федеральной налоговой льготы. Покупатели получают налоговый кредит в размере 10% от покупной цены, до 2500 долларов США обратно на велосипед за 25000 долларов, плюс налоговый кредит в размере 30% на покупку и установку зарядного устройства для электромобиля (максимальный кредит, 1000 долларов США).Чтобы получить право на получение федерального кредита по факсу для электронного мотоцикла, байк должен развивать скорость не менее 45 миль в час.
Ожидаются ли улучшения батареи?
Твердотельные элементы должны появиться на рынке примерно через пять лет; твердый материал заменит липкий электролит, обычно используемый в литий-ионных батареях. Преимущества: большая плотность энергии (такое же количество энергии занимает меньше места), меньший риск возгорания и меньшие затраты. GM заявляет, что батареи следующего поколения могут занимать половину (при аналогичной мощности) современных батарей.
Возгораются ли электромобили? Это делает их небезопасными?
Редко и нет. Любой инцидент с новой техникой привлекает внимание. Это включает в себя электромобили. Батареи электромобилей содержат много потенциальной энергии, и если они загорятся, потребуется больше работы, чтобы их погасить. По некоторым оценкам, для тушения пожара в автомобиле с газовым двигателем может потребоваться 300 галлонов. Для полного тушения пожара электромобиля может потребоваться 20 000 галлонов. Пожарная машина (насосная машина) перевозит от 500 до 1500 галлонов воды. Но это , если загорится электромобиль.
По данным Национальной ассоциации противопожарной защиты, пожары в автомобилях с двигателями внутреннего сгорания примерно в 100 раз чаще, чем в электромобилях: 0,07% автомобилей с двигателями внутреннего сгорания в год по сравнению с 0,006% электромобилей (6 из каждых 100 000 электромобилей). Tesla заявила, что о пожарах электромобилей говорят в новостях. Это и тот факт, что пожары электромобилей труднее тушить и не допускать.
Аккумуляторная батарея электромобиля и электрические кабели. GettyНасколько быстро должны расти продажи электромобилей, чтобы достичь цели администрации Байдена в отношении США.Будет 100% EV к 2035 году?
В период с 2022 по 2035 год продажиэлектромобилей должны увеличиваться на 5% в год (по сравнению с процентом продаж электромобилей в предыдущем году). В настоящее время объем продаж электрифицированных автомобилей (одна пятая из них — гибриды) немного превышает 3%, но это примерно на 50% больше, чем к 2020 году. Некоторые европейские страны хотят достичь 100% к 2030 году. Если бы США сделали это, это потребовало бы 8% совокупного роста в течение девяти лет. Если США отложат до 2024 года, это потребует роста продаж на 3,75%.
Действительно ли американцы будут покупать электромобили?
Да.Опрос YouGov для Forbes Wheels показывает, что значительная часть людей, намеревающихся купить новый или подержанный автомобиль, станут экологичными. На вопрос, какие типы транспортных средств они бы выбрали, 23% указали электрические, 27% гибридные и 45% бензиновые. Это намерение рассмотреть вопрос о покупке электромобилей более чем в семь раз превышает объем закупок электромобилей в 2021 году. На вопрос, представляют ли электромобили будущее, 65% ответили, что они склонны согласиться или определенно согласны.
Почему акции Tesla стоят больше, чем акции любого другого автопроизводителя?
Инвесторы, желающие получить чистую прибыль от электромобилей, в течение многих лет покупали будущее с TSLA.Они игнорируют смешанное качество строительства, которое можно исправить, наняв кого-нибудь из Toyota или Hyundai (и послушав их). У Tesla сейчас лучшая технология аккумуляторов и лучшее управление. (Уточнение: управление батареями.) Сеть Supercharger обширна, машина направляет вас к ближайшему объекту, когда заряд падает, и есть вероятность, что зарядное устройство работает, чего нельзя сказать о лоскутных сетях, доступных не Teslas. Владельцы Tesla — фанатичные послы бренда. Однако: конкуренция усиливается, и 2022 год станет годом компании Germany Inc.становится серьезным; они всегда были мастерами сложных технологий, и это то, что такое электромобиль, даже если у него меньше деталей. Внедорожник BMW iX 2022 размером X5 может стать новым эталоном роскоши среднего размера, дизайна кабины и производительности, достаточного, чтобы заставить вас не обращать внимания на интересный экстерьер. В заключение об акциях Tesla: в течение десяти лет умные аналитики не видели, чтобы Tesla стоила своей текущей рыночной цены, и все же она росла. В настоящее время TSLA продает менее чем за половину цены акций на начало 2021 года, и, тем не менее, стоимость компании составляет 770 миллиардов долларов.
Какая самая безопасная ставка, если я не уверен насчет электромобиля в 2022 году?
- Купите подключаемый гибрид, промочите ноги и посмотрите, сколько вы сможете водить в будние дни от одной батареи. Затем посмотрите, насколько хороши электромобили через три-пять лет.
- Купите электромобиль в качестве второй машины. Для отпуска вам понадобится всего одна машина.
- Возьмите электромобиль в аренду в качестве первого автомобиля. Для поездок на отдых возьмите в аренду газомоторный автомобиль на неделю. Если договор аренды не получится, то через три года это уже чьи-то проблемы.Вы не получите налоговую льготу в размере 7500 долларов — как это делает покупатель автомобиля, — но лизинговая компания обычно переводит большую часть суммы на более низкую арендную ставку. Если они вернут вам полные 7500 долларов, аренда будет на 208 долларов дешевле в месяц (36 месяцев).
Как лучше всего использовать электромобиль на топливных элементах?
Скорее всего: 18-колесные вездеходы и большие внедорожники с местом для больших баков. Вес водородных баков, заполненных самым легким элементом в периодической таблице, намного меньше, чем 10 000 фунтов с лишним аккумуляторов, которые мог бы нести большой грузовик, чтобы соответствовать диапазону больших дизельных топливных баков.(Большинство грузовиков ограничено до 80 000 фунтов: грузовик, прицеп, груз, двигатель или мотор, топливо или аккумулятор.)
В чем плохие электромобили?
- Долгие поездки в отдаленные районы, если у вас нет места для отпуска с зарядным устройством. Некоторые автопроизводители добавляют зарядные устройства рядом с популярными зонами бездорожья.
- Буксировка. Многие могут буксировать груз, но запас хода может сократиться вдвое. Ford F-150 Lightning станет одним из первых электромобилей массового производства, который попытается продемонстрировать возможности буксировки.
- Полный ассортимент в холодную и очень жаркую погоду.
Все это с каждым годом становится лучше. Вскоре мы узнаем, не будет ли у грядущих электрических пикапов и больших внедорожников, лучше подходящих для больших лодок и трейлеров, такое снижение дальности полета.
Стоит ли покупать подержанный электромобиль вместо автомобиля с газовым двигателем?
Почему нет? Тревожных моментов меньше. Самый большой — это аккумулятор. Механик должен полностью зарядить его, а затем проверить процентную долю емкости аккумулятора в сравнении с емкостью нового аккумулятора.То, что кажется щедрой гарантией на аккумулятор, восемь лет и 100000 миль, требуется федеральным правительством и может передаваться при смене владельца автомобиля.
Некоторые автопроизводители увеличивают срок до 10 лет. Некоторые автопроизводители заменяют аккумулятор, если емкость заряда падает ниже 70% или 60%; некоторые заменят только в случае полного отказа батареи. Если емкость аккумулятора, на которую не распространяется гарантия, упала до 50%, пришло время установить новую батарею или новый автомобиль: ваш 200-мильный электромобиль опустился до 100.Проверка реальности: многие, многие батареи показывают минимальную потерю емкости даже на 100 000 миль. Однако в Интернете вы увидите, как люди неоднократно говорят, что с ними обращались несправедливо. Люди, довольные своими батареями, не чувствуют необходимости публиковать сообщения.
Почему в зарубежных странах наблюдается высокий уровень внедрения электромобилей?
Энергия стоит дороже во многих других странах, особенно в Европе, и электромобили потребляют меньше энергии. Вот почему их поощряют, а автомобили с двигателями внутреннего сгорания наказывают. В Европе государственная политика многих стран субсидирует электромобили и большие налоги на автомобили с двигателями внутреннего сгорания.(Раньше он субсидировал дизельное топливо вместо бензиновых автомобилей, но эта субсидия давно исчезла.)
Дистанции движения в Европе также короткие. Все больше городов размещают зарядные устройства на уличных фонарях. Десять лет назад в Норвегии уровень внедрения был нулевым, а сейчас он превышает 60%. Почти вся электроэнергия в Норвегии вырабатывается из дешевой гидроэлектроэнергии, в то время как бензин или дизельное топливо облагаются высокими налогами, а новые автомобили облагаются налогом НДС в размере 25%, налогом на выбросы углерода в размере 20%, налогом на закись азота (выбросы), сбором на основе веса и налогом на выбросы. плата за утилизацию.
Этот простой график показывает нам все, как работает электромобиль
Visualization делает очень простым для понимания.
Когда Никола Тесла изобрел двигатель переменного тока в 1887 году, он проложил путь к изобретению электромобиля более века спустя. Электромобили могут сделать автомобили с бензиновыми и дизельными двигателями устаревшими к 2025 году, что положит конец господству двигателей внутреннего сгорания.Внедрение электромобилей в автомобильную культуру уже началось: в 2013 году Tesla Model S была удостоена награды Motor Trend Car of the Year.
Понять, как работает электромобиль, на самом деле намного проще, чем понять, как работает автомобиль с бензиновым или дизельным двигателем. Вот почему компания The Zebra создала приведенную ниже инфографику — чтобы помочь читателям понять основы электромобилей и то, как они способствуют изменению окружающей среды к лучшему.
Электромобили практически во всех отношениях более эффективны по сравнению с нашими стандартными бензиновыми и дизельными двигателями.Ниже мы выделили некоторые из основных причин, по которым электромобили лучше:
- Высокая производительность — электромобили имеют мгновенное ускорение, что позволяет им развивать невероятные скорости за секунды. Tesla Model S — второй по скорости серийный автомобиль со временем разгона от 0 до 60 миль в час за 2,28 секунды.
- Без шума — Без двигателя внутреннего сгорания электромобили значительно тише, чем автомобили с бензиновым или дизельным двигателем.
- Отсутствие загрязнения — Согласно EPA, автомобили в совокупности вызывают 75 процентов загрязнения угарным газом в США.S. Электромобили не загрязняют окружающую среду на уровне транспортных средств.
- Снижение затрат на техническое обслуживание и вождение. Благодаря меньшему количеству механических деталей и более простой конструкции электромобили не подвержены тем же механическим проблемам, что и автомобили с бензиновым и дизельным двигателем.
Источник: Зебра
Как работают электромобили?
Их высокотехнологичный характер не означает, что электромобили более сложны по своему механическому устройству, чем автомобили с двигателями внутреннего сгорания.
Намного легче принять как должное, что современный автомобиль двигает нами, чем понять, как он работает.
Вот уже почти 150 лет двигатель внутреннего сгорания используется в качестве двигателя по умолчанию, несмотря на чрезвычайно сложное расположение движущихся частей.
Все мы знаем, что автомобиль требует заправки легковоспламеняющимся топливом, которое взрывается где-то в двигателе, чтобы вращать вещи, от которых вращаются колеса.
Кроме этого, может потребоваться степень в области естественных наук, физики или инженерии — или годы обучения на механика — чтобы полностью понять, как две тонны металла, пластика, стекла и резины могут заставить вас работать и возвращаться каждый день. .
Электромобили, популярность и распространенность которых растет, могут показаться более сложными машинами, потому что они настолько новы и потому, что автопроизводители наполняют свои веб-сайты жаргоном и используют другой набор цифр для параметров производительности.
Но дело в том, что автомобили с батарейным питанием по своей механической конструкции намного проще, чем автомобили с двигателем внутреннего сгорания.
В своей основе электромобиль использует тот же базовый принцип, что и любой другой автомобиль.Он использует источник накопленной энергии для создания движения, питая двигатель, который производит достаточный крутящий момент для поворота карданного вала, соединенного с вращающимися колесами. Простой.
В любом случае водитель определяет, сколько энергии подается на двигатель, нажимая педаль акселератора — точно так же, как поток воды при открытии крана — для выработки большей или меньшей мощности по мере необходимости.
Однако, хотя принцип, действие и результаты одинаковы, части и процесс совершенно разные.
Так как же работает электромобиль?
Аккумулятор
Во-первых, электромобиль заменяет бензин на электроны в качестве источника энергии, которые хранятся в аккумуляторной батарее, а не в бензобаке.
Аккумуляторы для электромобилей почти исключительно изготавливаются из набора литий-ионных элементов, которые очень эффективно рассеивают энергию (хороший расход) и являются перезаряжаемыми (то есть их можно «заправлять») в течение продолжительных периодов времени.
Они также имеют высокую плотность энергии (количество электричества, которое они могут хранить в занимаемом ими пространстве) и низкую скорость статического разряда (они не теряют мощность, когда они не используются).
Как и в бензобаке, количество хранимой электроэнергии зависит от размера батареи, но емкость измеряется в киловатт-часах (кВтч), а не в объеме (литрах).
Батарея, очевидно, разряжается, когда из нее забирается энергия для питания электродвигателя, и ее можно восполнить, подключив ее к источнику питания, либо дома, через бытовую розетку, через настенную коробку с более высоким напряжением, либо через растущую сеть. высокоскоростных общественных зарядных станций.
Существенным преимуществом вождения электромобиля является способность улавливать кинетическую энергию во время замедления автомобиля и подавать эту энергию обратно в аккумулятор, по существу производя бесплатное топливо, что невозможно для автомобилей с бензиновым двигателем.
Он может сделать это, изменив направление вращения электродвигателя при замедлении, которое производит, а не потребляет энергию, а затем передается обратно в аккумулятор.
Электродвигатель
Электромобиль приводится в движение — очевидно — электродвигателем.Но, как и в случае с двигателями внутреннего сгорания, существует ряд различных типов, каждый со своими уникальными характеристиками, которые подходят для различных областей применения.
Электродвигатели (или тяговые двигатели) могут быть спроектированы для работы от источников питания постоянного (постоянного тока) или переменного (переменного тока), причем последний является наиболее распространенным применением в электромобилях из-за их способности рекуперативного торможения, а также более надежен и требует меньшего обслуживания.
Тяговый двигатель получает питание от батареи через инвертор (который преобразует ток из постоянного в переменный), который затем вращает выходной вал, который передает крутящий момент на трансмиссию.
Из-за того, что электродвигатели физически меньше двигателей внутреннего сгорания и не требуют дополнительных систем охлаждения и радиаторов, они могут быть размещены либо спереди, либо сзади автомобиля, либо в двухмоторной конфигурации.
Кроме того, поскольку они обеспечивают максимальный крутящий момент с нулевых оборотов с мгновенным откликом, подачу мощности можно точно контролировать для обеспечения максимального сцепления и устойчивости.
Электродвигатели не производят никаких выбросов напрямую.
Трансмиссия
Последний зубец (каламбур) в машине — это способность передавать вращательную энергию от электродвигателя к колесам, для чего требуется трансмиссия.
Однако, в отличие от двигателя внутреннего сгорания, который вырабатывает максимальную мощность только в относительно небольшом диапазоне оборотов и ограничен по скорости, поэтому для эффективного движения на разных скоростях требуется трансмиссия с рядом передаточных чисел, электродвигатель может вращать свободно до 20 000 об / мин при одинаковой мощности.
Следовательно, большинство электромобилей просто оснащены односкоростной коробкой передач и открытым дифференциалом с ведущими валами к колесам.