Ako funguje elektromobil?

Zabudnite na piesty, prevodovky a remene: tie elektromobily nemajú. Tieto autá jazdia oveľa jednoduchšie ako naftové alebo benzínové autá. Automobile-Propre podrobne vysvetľuje ich mechaniku.

Vzhľadovo je elektromobil podobný akémukoľvek inému vozidlu. Aby ste videli rozdiely, musíte sa pozrieť pod kapotu, ale aj pod podlahu. Namiesto spaľovacieho motora využívajúceho teplo ako energiu využíva elektrinu. Aby sme krok za krokom pochopili, ako elektrické auto funguje, vystopujeme cestu elektriny z verejnej siete ku kolesu.

dobíjanie

Všetko to začína nabíjaním. Pre tankovanie musí byť vozidlo zapojené do zásuvky, nástennej skrinky alebo nabíjacej stanice. Pripojenie sa vykonáva pomocou kábla s vhodnými konektormi. Je ich niekoľko, zodpovedajúcich požadovanému režimu nabíjania. Na nabíjanie doma, v práci alebo na malých verejných termináloch zvyčajne používate vlastný kábel typu 2. K rýchlo odnímateľným svorkám je pripojený kábel, ktorý spĺňa dva štandardy: európsky "Combo CCS" a "Chademo". Na prvý pohľad sa to môže zdať skľučujúce, ale v skutočnosti to bude jednoduchšie, keď si na to zvyknete. Neexistuje žiadne riziko chyby: konektory majú rôzne tvary, a preto ich nemožno zasunúť do nesprávneho slotu.

Po pripojení preteká cez kábel, ktorý je pripojený k vozidlu, striedavý elektrický prúd (AC), ktorý cirkuluje v distribučnej sieti. Cez svoj palubný počítač vykoná sériu kontrol. Zabezpečuje najmä dobrú kvalitu prúdu, správne nastavenie a dostatočnú zemnú fázu na zaistenie bezpečného dobíjania. Ak je všetko v poriadku, auto prechádza elektrinou cez prvý palubný prvok: menič, nazývaný aj „palubná nabíjačka“.

Štandardný nabíjací port Renault Zoé Combo CCS.

Konvertor

Toto teleso premieňa striedavý prúd zo siete na jednosmerný prúd (DC). Batérie skutočne uchovávajú energiu iba vo forme jednosmerného prúdu. Aby sa predišlo tomuto kroku a urýchlilo dobíjanie, niektoré terminály samy konvertujú elektrickú energiu na dodávku jednosmerného prúdu priamo do batérie. Ide o takzvané „rýchle“ a „ultrarýchle“ nabíjacie stanice na jednosmerný prúd, podobné tým, ktoré nájdeme na diaľničných staniciach. Tieto veľmi drahé a ťažkopádne terminály nie sú určené na inštaláciu v súkromnom dome.

batérie

V batérii je prúd distribuovaný v jej základných prvkoch. Prichádzajú vo forme malých hromádok alebo vreciek zhromaždených dohromady. Množstvo energie uloženej v batérii sa vyjadruje v kilowatthodinách (kWh), čo zodpovedá „litru“ palivovej nádrže. Tok elektriny alebo výkon sa vyjadruje v kilowattoch "kW". Výrobcovia môžu uviesť „použiteľnú“ kapacitu a/alebo „nominálnu“ kapacitu. Je to celkom jednoduché: Využiteľná kapacita je množstvo energie skutočne spotrebovanej vozidlom. Rozdiel medzi užitočným a nominálnym dáva priestor na predĺženie životnosti batérie.

Príklad na pochopenie: 50 kWh batéria, ktorá sa nabíja 10 kW, sa dá dobiť za približne 5 hodín. Prečo "okolo"? Keďže je nad 80 %, batérie automaticky spomalia rýchlosť nabíjania. Rovnako ako fľaša vody, ktorú plníte z vodovodného kohútika, musíte znížiť prietok, aby ste predišli striekaniu.

Prúd nahromadený v batérii sa potom posiela do jedného alebo viacerých elektromotorov. Otáčanie sa uskutočňuje rotorom motora pod vplyvom magnetického poľa vytvoreného v statore (statická cievka motora). Pred dosiahnutím kolies pohyb zvyčajne prechádza cez prevodovku s pevným pomerom, aby sa optimalizovala rýchlosť otáčania.

Prenos infekcie

Elektromobil teda nemá prevodovku. Nie je to potrebné, pretože elektromotor dokáže bez problémov pracovať rýchlosťou až niekoľko desiatok tisíc otáčok za minútu. Otáča sa priamo, na rozdiel od tepelného motora, ktorý musí premieňať lineárny pohyb piestov na kruhový pohyb cez kľukový hriadeľ. Je logické, že elektromobil má oveľa menej pohyblivých častí ako dieselová lokomotíva. Nepotrebuje motorový olej, nemá rozvodový remeň, a preto vyžaduje oveľa menej údržby.

Regeneračné brzdenie

Ďalšou výhodou vozidiel poháňaných batériami je, že dokážu vyrábať elektrickú energiu. Toto sa nazýva „rekuperačné brzdenie“ alebo „režim B“. Keď sa totiž elektromotor otáča „vo vákuu“ bez dodávania prúdu, vyrába ho. Stáva sa to vždy, keď zložíte nohu z plynového alebo brzdového pedála. Takto sa získaná energia priamo vstrekuje do batérie.

Najnovšie modely EV dokonca ponúkajú režimy na výber výkonu tejto rekuperačnej brzdy. V maximálnom režime auto silne pribrzdí bez zaťaženia kotúčov a doštičiek a zároveň ušetrí niekoľko kilometrov výkonovej rezervy. V dieselových lokomotívach sa táto energia jednoducho míňa a urýchľuje opotrebovanie brzdového systému.

Prístrojová doska elektrického vozidla má často merač, ktorý ukazuje výkon rekuperačného brzdenia.

rozbitie

Menej časté sú preto technické poruchy elektromobilov. Môže sa však stať, že vám po zlom čakaní na vodiča dôjde energia ako v benzínovom či naftovom aute. V takom prípade vozidlo vopred upozorní, že úroveň nabitia batérie je nízka, zvyčajne zostáva 5 až 10 %. Jedna alebo viac správ sa zobrazí na prístrojovej doske alebo na stredovej obrazovke a upozorní používateľa.

V závislosti od modelu môžete k nabíjaciemu bodu prejsť niekoľko desiatok kilometrov navyše. Výkon motora je niekedy obmedzený, aby sa znížila spotreba a tým sa rozšíril dojazd. Navyše sa automaticky aktivuje „režim korytnačky“: auto postupne spomaľuje až do úplného zastavenia. Signály na prístrojovej doske vyzývajú vodiča, aby si našiel miesto na zastavenie počas čakania na odťahovku.

Malá lekcia mechaniky na elektromobile

Aby ste si to uľahčili, povedzte si, že namiesto tepelného motora má vaše auto elektromotor. Tento zdroj energie je v batérii.

Možno ste si všimli, že elektrické vozidlo nemá spojku. Okrem toho musí vodič iba stlačiť plynový pedál, aby získal konštantný prúd. Jednosmerný prúd sa pôsobením meniča mení na striedavý prúd. Je to tiež to, čo vytvára elektromagnetické pole prostredníctvom pohyblivej medenej cievky vášho motora.

Váš motor obsahuje jeden alebo viac pevných magnetov. Svoje magnetické pole stavia proti poľu cievky, čo ich uvádza do pohybu a spúšťa motor.

Informovaní vodiči si mohli všimnúť, že chýba aj prevodovka. V elektrickom vozidle je to náprava motora, ktorá bez sprostredkovateľa zahŕňa nápravy hnacích kolies. Preto auto nepotrebuje piesty.

Nakoniec, aby boli všetky tieto „zariadenia“ navzájom dokonale synchronizované, palubný počítač kontroluje a moduluje vyvinutý výkon. Preto v závislosti od situácie motor vášho auta upravuje svoj výkon v súlade s pomerom otáčok za minútu. To je často menej ako na spaľovacích vozidlách.

Nabíjanie: kde to všetko začína

Aby vaše auto mohlo riadiť vaše auto, musíte ho zapojiť do elektrickej zásuvky alebo nabíjacej stanice. To je možné vykonať pomocou kábla s vhodnými konektormi. Existujú rôzne modely, ktoré vyhovujú rôznym režimom nabíjania. Ak chcete nájsť svoje nové auto doma, v práci alebo na verejných nabíjacích staniciach, budete potrebovať konektor typu 2. Na použitie rýchlosvoriek použite kábel „Combo CCS“ alebo „Chedemo“.

Počas nabíjania preteká káblom striedavý elektrický prúd. Vaše auto prechádza niekoľkými kontrolami:

• Potrebujete kvalitný a dobre vyladený prúd;
• Uzemnenie musí zabezpečiť bezpečné nabíjanie.

Po skontrolovaní týchto dvoch bodov dá auto povolenie na tok elektriny cez menič.

Dôležitá úloha meniča v zásuvnom vozidle

Prevodník „premieňa“ striedavý prúd pretekajúci svorkou na jednosmerný. Tento krok je nevyhnutný, pretože batérie EV dokážu uchovávať iba jednosmerný prúd. Majte však na pamäti, že môžete nájsť terminály, ktoré priamo konvertujú striedavý prúd na jednosmerný prúd. Svoj „produkt“ posielajú priamo do batérie vášho vozidla. Tieto nabíjacie stanice poskytujú rýchle alebo super rýchle nabíjanie v závislosti od modelu. Na druhej strane, ak by ste sa týmito terminálmi mali vybaviť na nabíjanie svojho nového elektromobilu, vedzte, že sú veľmi drahé a pôsobivé, a preto sú v každom prípade momentálne inštalované len na verejných miestach (napr. napríklad rekreačné oblasti na diaľniciach).

Dva typy motorov elektromobilov

Elektrické vozidlo môže byť vybavené dvoma typmi motorov: synchrónnym motorom alebo asynchrónnym motorom.

Asynchrónny motor pri otáčaní generuje magnetické pole. K tomu sa spolieha na stator, ktorý prijíma elektrinu. V tomto prípade sa rotor neustále otáča. Asynchrónny motor je inštalovaný hlavne vo vozidlách, ktoré absolvujú dlhé cesty a pohybujú sa vysokou rýchlosťou.

V indukčnom motore preberá úlohu elektromagnetu samotný rotor. Preto aktívne vytvára magnetické pole. Rýchlosť rotora závisí od frekvencie prúdu prijímaného motorom. Ide o ideálny typ motora pre jazdu v meste, časté zastavovanie a pomalé rozbiehanie.

Batéria, napájanie elektrického vozidla

Batéria neobsahuje pár litrov benzínu, ale kilowatthodiny (kWh). Spotreba, ktorú batéria dokáže poskytnúť, sa vyjadruje v kilowattoch (kW).

Batéria všetkých elektrických vozidiel pozostáva z tisícok článkov. Keď nimi prechádza prúd, rozdeľuje sa medzi tieto tisíce komponentov. Aby ste získali konkrétnejšiu predstavu o týchto bunkách, predstavte si ich ako hromady alebo vrecká, ktoré sú navzájom spojené.

Keď prúd prejde batériami v batérii, pošle sa do elektromotora (motorov) vášho auta. V tomto štádiu stator vidí generované magnetické pole. Práve ten poháňa rotor motora. Na rozdiel od tepelného motora tlačí svoj pohyb na kolesá. V závislosti od modelu auta môže svoj pohyb prenášať na kolesá cez prevodovku. Má iba jednu správu, ktorá zvyšuje rýchlosť otáčania. Je to on, kto nájde najlepší pomer medzi krútiacim momentom a rýchlosťou otáčania. Je dobré vedieť: rýchlosť rotora priamo závisí od frekvencie prúdu pretekajúceho motorom.

Pre informáciu si uvedomte, že nové nabíjateľné batérie používajú lítium. Dojazd elektrického vozidla sa pohybuje v priemere od 150 do 200 km. Nové batérie (lítium-vzduchové, lítium-sírové atď.) v priebehu niekoľkých nasledujúcich rokov výrazne zvýšia kapacitu batérií týchto vozidiel.

Ako zmeniť vzhľad vášho elektromobilu bez prevodovky?

Tento typ vozidla má motor, ktorý dokáže točiť niekoľko desiatok tisíc otáčok za minútu! Na zmenu cestovnej rýchlosti teda nepotrebujete prevodovku.

Motor čisto elektrického vozidla prenáša rotáciu priamo na kolesá.

Čo si zapamätať pri lítium-iónovej batérii?

Ak vážne uvažujete o kúpe elektrického vozidla, tu je niekoľko dôležitých informácií o lítium-iónových batériách.

Jednou z výhod tejto batérie je jej nízke samovybíjanie. Konkrétne to znamená, že ak svoje auto rok nepoužívate, stratí menej ako 10 % svojej nosnosti.

Ďalšia významná výhoda: tento typ batérie je prakticky bezúdržbový. Na druhej strane musí byť systematicky vybavená ochranným a regulačným obvodom, BMS.

Časy nabíjania batérie sa môžu líšiť v závislosti od modelu a značky vášho vozidla. Ak teda chcete zistiť, ako dlho zostane vaše auto pripojené, pozrite si hustotu batérie a režim nabíjania, ktorý si vyberiete. Nabíjanie bude trvať približne 10 hodín. Plánujte dopredu a očakávajte!

Ak nechcete alebo nemáte čas plánovať dopredu, pripojte svoje auto k nabíjacej stanici alebo nástennej skrinke: čas nabíjania sa skráti na polovicu!

Ďalšia alternatíva pre tých, ktorí sa ponáhľajú: rozhodnite sa pre „rýchle nabitie“ pred úplným nabitím: vaše auto bude nabité až na 80 % len za 30 minút!

Užitočné informácie: Vo väčšine prípadov sa autobatérie nachádzajú pod podlahou. Ich výkon sa pohybuje od 15 do 100 kWh.

Úžasná funkcia brzdenia elektrického vozidla

Možno ste to ešte nevedeli, ale jazda na elektromobile vám umožňuje vyrábať elektrinu! Výrobcovia áut vybavili svoje elektrické vozidlá „superschopnosťou“: keď sa vášmu motoru vybije elektrina (napríklad keď zložíte nohu z plynového pedálu alebo keď brzdíte), urobí to! Táto energia ide priamo do vašej batérie.

Všetky moderné elektrické vozidlá majú niekoľko režimov, ktoré umožňujú ich vodičom zvoliť si ten či onen výkon rekuperačného brzdenia.

Ako dobíjate tieto nové zelené autá?

Bývate v malom dome? V tomto prípade si môžete auto nabiť priamo doma.

Nabite si auto doma

Ak chcete nabiť auto doma, vezmite kábel, ktorý bol predaný s autom, a zapojte ho do štandardnej elektrickej zásuvky. Bude stačiť ten, z ktorého ste zvyknutí nabíjať smartfón! Uvedomte si však potenciálne riziko prehriatia. Prúd je často obmedzený na 8 alebo 10 A, aby sa predišlo nehodám. Navyše, ak potrebujete plné nabitie, aby vaše malé EV fungovalo, najlepšie je naplánovať si zapnutie v noci. Dôvodom je, že nižší prúd má za následok dlhší čas nabíjania.

Ďalšie riešenie: nainštalujte nástennú skrinku. Stojí to od 500 do 1200 EUR, ale môžete požiadať o daňový bonus vo výške 30 %. Získate rýchlejšie nabíjanie a vyšší prúd (približne 16A).

Nabite si auto na verejnom termináli

Ak bývate v byte, nemôžete pripojiť auto doma alebo cestujete, môžete svoje auto pripojiť k verejnej nabíjacej stanici. To všetko nájdete v špecializovaných aplikáciách alebo na internete. Vopred si uvedomte, že možno budete potrebovať prístupovú kartu kiosku vydanú značkou alebo komunitou, ktorá daný kiosk nainštalovala.

Prenášaný výkon a tým aj doba nabíjania sa tiež líšia v závislosti od rôznych zariadení.

Môžu elektrické modely zlyhať?

Tieto ekologickejšie vozidlá majú tiež výhodu menšieho rozbitia. Je to logické, keďže majú menej komponentov!

Tieto vozidlá však môžu zaznamenať výpadky prúdu. Vskutku, čo sa týka benzínových či naftových áut, ak nečakáte v „nádrži“ dostatok „paliva“, vaše auto sa nepohne dopredu!

Vaše plne elektrické vozidlo vám pošle varovnú správu, keď bude úroveň nabitia batérie obzvlášť nízka. Vedzte, že vám zostáva 5 až 10 % energie! Výstrahy sa zobrazujú na prístrojovej doske alebo na stredovej obrazovke.

Buďte si istí, že budete (nie nevyhnutne) na okraji opustenej cesty. Tieto čisté vozidlá vás môžu prepraviť kamkoľvek od 20 do 50 km - je čas dostať sa do nabíjacieho bodu.

Po tejto vzdialenosti vaše auto zníži výkon motora a mali by ste pocítiť postupné spomaľovanie. Ak budete pokračovať v jazde, uvidíte ďalšie upozornenia. Potom sa režim Korytnačka aktivuje, keď vášmu autu skutočne dochádza dych. Vaša maximálna rýchlosť nepresiahne desať kilometrov a ak sa vám (naozaj) nechce stáť na okraji osamelej cesty, určite budete musieť zaparkovať alebo dobiť batériu.

Koľko stojí nabíjanie elektromobilu?

Cena dobíjania závisí od viacerých faktorov. Upozorňujeme, že nabíjanie auta doma vás bude stáť menej ako nabíjanie na verejnom termináli. Vezmite si napríklad Renault Zoé. Nabíjanie v Európe bude stáť približne 3,71 eura, teda len 4 centy za kilometer!

Pri verejnom termináli počítajte s približne 6 EUR na prejdenie 100 km.

22 kW terminály nájdete tiež bezplatne na určený čas, kým sa stanú zaplatenými.

Najdrahšie sú nepochybne stanice na rýchle dobíjanie. Je to spôsobené tým, že vyžadujú veľa energie a to si vyžaduje určitú infraštruktúru. Ak budeme pokračovať v našom príklade Renault Zoé, 100 km autonómie vás bude stáť 10,15 €.

Nakoniec vedzte, že celkovo vás elektromobil vyjde lacnejšie ako dieselový rušeň. Prejazd 10 km stojí v priemere 100 eur.