Principiul de funcționare și a dispozitivului
Motorul include un stator și un rotor. Câmpul magnetic rotativ acționează asupra înfășurarea statorică și rotorul induce curentul de inducție în ea, există un cuplu care antrenează rotorul. Energie electrică ajunge la bobinajul motorului este transformată în energie mecanică de rotație.
Prin dezvoltarea motoarelor de tehnologie găsesc aplicare în diferite industrii, cum ar fi industria de automobile. Mai mult, ele pot fi utilizate fie singure, fie în combinație cu un motor cu ardere internă (ICE). Ultima opțiune - automobile hibride.
Motoare electrice, utilizate în industria auto pentru agregat are dimensiuni mici, dar au o putere mai mare. În plus, evoluțiile recente sunt motoare din ce în ce instraineze pentru vehicule din alte dispozitive similare. Caracteristicile electrice nu sunt numai valori de putere, cuplu, dar, de asemenea, viteza, curent și tensiune. Din cauza acestor date depinde de circulația automobilelor și servicii.
Acestea pot fi clasificate în linii mari în funcție de tipul de curent:
- Dispozitiv de curent alternativ;
- Design DC;
- soluții de probă universale (capabile să funcționeze de la AC și DC).
AC sunt împărțite în grupe:
- AC - viteza de rotație a câmpului magnetic stator peste turația rotorului;
- Sincron - frecvența de rotație a câmpului magnetic al statorului și rotorului coincid.
Având în vedere numărul de faze utilizate, dispozitivele de putere sunt împărțite în: unu, doi, trei faze.
În cazul în probe reale de plumb folosit auto cunoscute, apoi un bun exemplu de un tip de mașină asincron trifazat - Volt de la Chevrolet. Este o mașină hibrid. Un exemplu de un motor sincron trifazat - i-MiEV de la Mitsubishi. Și această mașină este în întregime electrică.
Motopropulsor Chevrolet Volt
Trebuie remarcat faptul că diferiți producători sunt motoare diferite, diferite de greutate, capacitate, dimensiuni și alți parametri.
Există o altă clasificare - pentru construcția de unități de perie-colector. Astfel de unități sunt:
- Fără perii. Este un sistem închis, care include: un convertor de coordonate, invertorul și poziția detectorului.
- Colector. asamblare Perie-colector are un rol în această construcție atât detectorul poziției rotorului, și pentru a comuta curent în înfășurările. Practic este utilizat curent de frecvență constantă.
Desenele sunt adesea motoarele electrice sunt utilizate colector, deși există exemple de la alte modele. Ca o opțiune - masina „Sanreyser“, care este stabilit doar un motor fără perii este alimentat de General Motors. Când masa de 3.6 kg eficiența acesteia este de 92%.
Este imposibil să nu mai vorbim de un alt tip de motor, care este utilizat în unele modele moderne de autoturisme. Acest motor de roți. Exemplu - sport auto Volage. În acest aranjament prevede posibilitatea de regenerare a energiei de frânare. În acest scop, motorul de tracțiune Active Wheel. Acesta cântărește doar 7 kg, ceea ce face posibilă realizarea unei roți de greutate acceptabile - 11 kg.
Cea mai comună astăzi este soluția de design alimentat de la un acumulator reîncărcabil. Aceasta trebuie să fie încărcat în mod regulat, sunt în măsură să realizeze din cauza surselor externe, proiectarea generatorului și recuperarea energiei de frânare. Generatorul funcționează pe motorul cu ardere internă, cu toate acestea, o astfel de circuit de lucru nu este legată exclusiv electric. Aceste mașini sunt numite hibrizi.
Avantajele și dezavantajele motorului
Selectăm demnitatea echipamentelor electrice:
- Eficiență ridicată - 95 la sută;
- compactitate, greutate redusă;
- ușurința de utilizare;
- respectarea mediului;
- durabilitate;
- Acesta a creat rata maximă de cuplu la orice semn de viteză;
- răcire cu aer;
- capabilă să funcționeze ca un generator;
- Nu aveți nevoie de o cutie de viteze;
- posibilitatea de recuperare a energiei de frânare.
Ca un exemplu al unui model de dezvoltare cu succes de înaltă performanță poate cauza motorului de la Yasa Motors. inginerii companiei au agregat, care are o greutate de 25 kg este capabil de a produce 650 Nm cuplu.
Motor Yasa Motoare
În ceea ce privește deficiențele motorului direct, ei nu fac. Mai multe întrebări este unitatea de putere, care, de fapt, inhibă proliferarea utilizării pe scară largă a tehnologiei. Prin urmare, la momentul cel mai popular automobil hibrid decât cele electrice. Datorită acestui aranjament, a crescut rezerva de putere, este permisă utilizarea de baterii mai puternice și mai costisitoare.
dispozitiv electric
În comparație cu mașinile electrice care utilizează un motor cu ardere internă, acesta este caracterizat printr-o schemă mai simplă, numărul minim de părți în mișcare. Prin urmare, această soluție este mai fiabilă.
Principalele componente ale unui vehicul electric:
- directă a motorului;
- alimentarea bateriei de capacitate diferită, care este legată de puterea motorului;
- transmisie simplificată;
- invertor;
- încărcător de bord;
- Elemente de proiectare a sistemului de control electronic;
- convertor.
Puterea motorului în acest circuit organizat, desigur, bateria de tracțiune. Adesea activat de tip litiu-ion, care cuprinde o multitudine de module conectate în serie. La ieșirea acumulator 300 este format de tensiune (V) DC. Această valoare este determinată de modelul de masina. Modelele moderne sunt capabile de a crea și de 700 V. Exemplu - masini Lola-Drayson, concepute pentru curse. Acestea sunt echipate cu o baterie de tensiune de 700 (V) și o capacitate de 60 kWh.
Pentru a corecta capacitatea de interacțiune a bateriei este selectată în vederea puterii motorului. Acest indice în majoritatea modele este la 15 la 200 (kW). Dacă vom compara motorul electric cu motor, apoi prima eficienta este de 95%, iar celelalte - 25%. Diferența este semnificativă.
Există exemple în industria de automobile, în cazul în care mai multe unități utilizate în construcții. Ele pot duce la anumite roți. Acest principiu permite organizației să crească mașinile electrice de tracțiune. Motor integrat in roata are multe avantaje, dar motorul de tracțiune, un astfel de dispozitiv este caracterizat prin manevrabilitatea vehiculului. Prin urmare, dezvoltatorii continuă să fie activ în această direcție.
motor electric cu un reductor (vedere de jos)
În ceea ce privește transmisia, apoi masina electrica are o vedere simplificată. Multe modele dispun de o singură reducere. Datorită înaltă tensiune curentului continuu invertor al bateriei este convertit. Datorită prezenței în proiectarea de încărcător de baterie la bord garantată de încărcare de la scopul de utilitate putere.
Furnizarea de baterie suplimentară de încărcare la 12 (B) este angajată în invertor. Această baterie funcționează ca un element de alimentare diferite dispozitive de vehicule:
- sistem audio;
- de control al climei;
- iluminat;
- sistem de încălzire;
- alte elemente.
Sistemul de management organizează aceste procese:
- monitorizare a energiei utilizate;
- controlul de recuperare a energiei de frânare;
- taxa de rating de nivel;
- conducere de control al dinamicii;
- asigurarea regimului necesar de deplasare a vehiculului;
- tracțiune reglabil;
- managementul stresului.
Sistemul integrează unitatea de control, senzori și alte elemente ale altor sisteme ale masinii. Prin senzori de presiune nivelul estimat în sistemul de frânare, baterie descărcată, și selectorul de viteze de stare, pedala de frână și pedală de accelerație. Conform acestor dispozitive este asigurată de mișcarea optimă electrice, având în vedere condițiile actuale. Pe afișajul tabloului de bord sunt în mod tradițional principalii indicatori ai funcționării vehiculului.
Tablou de bord Tesla
Pe plan extern, electric nu este, spre deosebire de masina tradițional, cu un motor cu ardere internă, dar diferențele principale sunt în funcțiune: costul ridicat, nevoia de încărcare continuă, progrese limitate. Prin urmare, dispozitivul electric are anumite diferențe cu compoziția vehiculului tradițional.
Costul ridicat de autoturisme este format în principal din cauza prețului bateriilor, care au, de asemenea, o durată de viață mică - până la 7 ani. Acest lucru obligă profesioniștii să caute noi soluții pentru îmbunătățirea tehnologiei: litiu - baterii polimer, supercapacitors, combustibil și alte componente.
Punctul slab al unui vehicul electric este, de asemenea, un nivel scăzut de autonomie de funcționare cauzate de scurtă de kilometri, fără reîncărcare. Acest parametru este determinat de mai mulți factori:
- Stilul de conducere;
- condițiile și viteza de deplasare;
- Capacitatea bateriilor;
- nivelul de echipamente suplimentare.
De exemplu, la 80 km / distanță h medie deplasarea vehiculului electric aproximativ 140 km. În cazul în care, cu toate acestea, crește viteza la 120 km / h, cu această cifră a scăzut la 80 km. Prin introducerea de gradul de frânare regenerativă de autonomie poate fi crescută la o valoare de 300 de km sau mai mult.
După cum sa menționat, încărcarea bateriei necesită o mulțime de timp, astfel încât această deficiență este rezolvată prin mai multe abordări:
- acumulator de schimb cu o baterie încărcată (servicii pot fi furnizate la stațiile speciale);
- Încărcare rapidă - timp de o jumătate de oră poate fi încărcată la capacitate de 80% din baterie;
- Modul normal - timpul de încărcare poate fi de 8 ore.
Sistemele de aparate și mai ales hibride
Utilizarea vehiculelor hibride nu numai avantajele sale, cum ar fi mediul, dar urmărește, de asemenea, obiectivul de jucători existenți pe piața auto. Companiile intenționează să mențină producția la linia de asamblare bine stabilit motoarelor cu ardere internă. O înăsprire constantă a standardelor de emisii poluante - o altă dovadă.
De fapt, sistemele hibride implică utilizarea motorului ca un membru suplimentar, care ajută la creșterea economiei de energie și combustibil. La urma urmei, aceste mașini încep să se miște, datorită motorului cu ardere internă.
Sistemele hibride pot fi împărțite în subtipuri:
- motor integrat asistență.
- Un generator de starter integrat. Sistemul, ca și cea anterioară, vă permite să începeți mișcarea mașinii, dar în acest caz, un motor mai mic.
- stop / start motor de sistem. Ea vine de pe motorul atunci când nu este utilizat capacitatea sa, și apoi începe imediat, de îndată ce este necesar.
O distincție este, de asemenea, trei tipuri de „hibrizi“:
- Paralel. În acest caz, energia bateriei este transmisă motor și rezervor - combustibil pentru motoarele cu ardere internă. Ambele unități sunt în măsură să creeze condițiile pentru deplasarea vehiculului.
- Serial. motor cu ardere internă se transformă un generator, sau care poate porni motorul, sau pentru a încărca bateriile.
- O serie-paralel. motor cu ardere internă, un motor și un generator cuplat la roțile prin angrenajul planetar.
Cele mai multe mașini hibride existente astăzi sunt paralele. O soluție bună este un vehicul cu bateria. Se deschide noi posibilități operaționale, compensând lipsa de limitări rula. Atunci când epuizarea bateriei în funcționarea motorului cu ardere internă intră în consum redus de energie.
Sistemul hibrid reduce semnificativ nivelul de ieșire al gazelor și eficiența consumului de combustibil crește, ceea ce este relevant în special într-un sat mare. Un sistem de regenerare magazine de energie.
Gestionarea vehicul hibrid similar cu vehicul convențional de control cu o transmisie automată. Numai în acest caz, este asigurată de zgomot redus, un control mai bun și o putere mai mare. Nu trebuie să încărcați în mod specific bateria, acest lucru se întâmplă atunci când vehiculul este operat.
Perspectivele pentru utilizarea în autovehicule
Prin urmare, mari oportunități pentru inginerii din industria. Și există două zone principale - pentru a adapta vehiculele de serie sau conduce la dezvoltarea de noi modele. Desigur, mai puțin costisitoare măsură este îmbunătățirea modelelor existente.
Doar european experți și angajat în îmbunătățirea motorului hibrid prezent, în timp ce compania japoneză angajate în îmbunătățirea motoarelor convenționale. Ei au reușit să crească rata de compresie. Compoziția carburantului a rămas neschimbată.
La rândul său, dezvoltatorii germani au stabilit record absolut. Creat vehicul electric capabil să meargă fără a percepe la fel de mult ca 600 km. Pentru vehiculele cu un motor cu ardere internă nu este un indicator, dar mașinile electrice pot lăuda acum astfel de caracteristici.
Faptul este că, chiar Tesla, un participant lider de piață nu a creat o baterie ușoară care ar putea trage departe. Și în acest caz, dezvoltatorii au reușit să atingă obiectivul de 600 km.
Automobilul parcurs o distanță între cele două orașe germane - München și Berlin. Viteza lui medie de deplasare pe drum a fost de 90 km / h. Stabilirea unei astfel de înregistrări a fost făcută posibilă prin muncă rodnică a întreprinderii DBM Energy, care este în strânsă colaborare cu Lekker Energie a creat o astfel de decizie.
În vehicul instalat capacitatea electrică a bateriei de 115 kW / h. Cu acest vehicul este capabil să crească puterea de 55 kW, ceea ce corespunde aproximativ volumului motorului 1.4L benzină. Eficacitatea unei astfel de instalații se dovedește a bateriei la încărcător, care este capabil de a crește timpul de lucru este de patru ori în comparație cu o acțiune convențională a bateriei. Este această unitate capacitiv a fost instalat la masina german Audi A2.
S-ar putea da impresia că mașina este „gol“, dar nu este. Organizatorii experimentului, a fost echipat cu tot ce este necesar: aer conditionat, servodirectie, sisteme de sonorizare, sisteme de securitate și chiar și scaune încălzite. Prin urmare, consumul de energie, în plus față de călătorie, necesare pentru a efectua alte funcții.
În plus, unul dintre managerii companiei Lekker Energie a raportat că bateria auto second-hand A2 este capabil să furnizeze kilometraj total de 500 de mii de kilometri.
Există o înregistrare în acest domeniu, a pus Japonia Electric Vehicle Club. Cu toate acestea, el vine la experiment pur. Acest lucru înseamnă că, pentru utilizarea de zi cu zi nu este adaptat astfel de vehicul electric. Ca urmare, japonezii au reușit să doboare recordul - 1000 km fără reîncărcare ..
Indiferent de dezvoltare nu au fost realizate în acest domeniu, acestea se reduc la faptul că ei trebuie să sprijine gigantii industriei de automobile. Numai sub puterea lor de a pune în aplicare o inovație demnă de răspândire în jurul lumii, crearea infrastructurii necesare, servicii și alte facilități necesare. Toate acestea sunt costisitoare, astfel încât ideea propusă poate fi pusă în aplicare, în cazul în care calculele pentru punerea sa în aplicare va profituri substanțiale cu adevărat și să stabilească o noi standarde de referință pe piața mondială.
Cu toate acestea, având în vedere starea actuală a lucrurilor, putem presupune cu greu că vehiculele electrice deja foarte rapid ocupă o nișă mare în industria de automobile. Și un factor important pentru a încetini progresul - psihologia umană. Este foarte dificil de a convinge șoferii să se schimbe de la benzină și motorină pentru vehicule electrice. Este deosebit de dificil de a face pe cei implicați în curse de motor și este un iubitor de conducere dinamic.
Electric Tesla Model de S
Dar tendința de a schimba atitudinea față de fenomenul de mașină electrică, este deja evidentă. Astăzi, mai mult și mai multe astfel de mașini nu pot fi văzute doar pe drumurile din Europa, dar și în România. Lasa-i sa fie un pic mai mult, dar acestea sunt completate cu stații de încărcare gratuite în unele țări, permițând distanțe lungi de călătorie. Prin urmare, vehiculele electrice devine un participant naturale în trafic, punând bazele unei noi ere de inginerie.