В настоящее время широкой популярностью пользуются двигатели, работающие от электроэнергии
Содержание
- 1 Об электродвигателе
- 1.1 Принцип работы
- 1.2 Виды двигателей
- 2 Выбор двигателя
Об электродвигателе
Двигатели для электромобилей подразделяются на:
- синхронные;
- асинхронные.
Практически сила авто – несложная установка, которая в процессе функционирования оправдывает себя. При работе на нейтрале аккумулятор заряжается. КПД составляет почти 90%. Это значит, что объем выделяемой энергии полностью направлен на создание движения. Получается преобразование электрической энергии в механическую с излучением тепла.
Принцип работы
Имеется несколько особенностей двигателя:
- Перед непосредственным запуском крутящий момент максимальный.
На основании этого показателя не следует производить зацепление за стартер либо за сцепление. - Работа происходит в большом спектре оборотов. Поэтому установка коробки для переключения передач необязательна. Чтобы изменить направление вращения, следует переставить местами полярности, вследствие этого на задней передаче можно получить выигрыш.
На основании этого показателя не следует производить зацепление за стартер либо за сцепление.О достоинствах конструкции:
- удобство и безопасность;
- гарантийные обязательства прочностных характеристик;
- компактность;
- простота в управлении;
- современность конструкции;
- доступность.
Для работы разных типов электродвигателей в основе лежит магнитная индукция. Как правило, такие конструкции состоят из ротора и статора. Элементарные познания электротехники указывают, что ротор – это крутящийся элемент, а статор – неподвижный. На катушки, размещенные на статоре, периодически поступает постоянный ток, а такое явление обеспечивает создание магнитного поля.
В конструкции двигателя стоит элемент, необходимый для управления. Он производит отключение тока с одной катушки на другую. На основании этого процесса происходит вращение ротора. Его скоростной режим определяется частотой переключения создаваемых оборотов напряжения с первой катушки на вторую. Роторы для двигателя подразделяются на следующие виды:
- накоротко замкнутый;
- фазный, используемый при вращении для снижения скорости тока при запуске и для контроля крутящих скоростей. Подобные двигатели применяются в крановых системах, а забор энергии происходит от природы.
Для маломощных конструкций используется магнитный индуктор. Якорь – это элемент, обеспечивающий вращение двигателя. Такой тип имеет активацию обмотки и индуктора. Различие определяется лишь по качеству обмотки. На постоянном токе отсутствует сопротивление.
Виды двигателей
Электродвигатели, зависящие от природной энергии, делятся на группы, согласно заданным критериям. По моменту вращения:
- Гистерезисные.
- Магнитоэлектрические. Их применение довольно актуально в производстве и потребительской сфере. К такой группе относятся конструкции переменного и постоянного показателей токов.
Электродвигатель для электромобиля постоянного тока представляет собой мотор, работающий на постоянном токе, а двигатель, функционирующий на переменном токе, называется двигателем непостоянного тока. Лишь только в скорости включения гармоники можно найти их отличия. В первом случае такая скорость приравнивается к количеству частоты оборотов. Во втором – эти скоростные характеристики имеют отличительные черты.
Электродвигатель на электромобиль неизменного тока состоит:
- из якоря;
- на нем устанавливается сердечник для полюса;
- на полюсе производится обмотка;
- из статора;
- вентиляционной установки;
- установленных щеток;
- коллектора для накапливания электрических зарядов.
Двигатели постоянного тока подразделяются на:
- Электродвигатель на электромобиль синхронного типа.Он напоминает мотор, функционирующий на переменном токе. Обеспечивает движение в такт с напряжением магнита. Такой тип больше подходит на электромобили с характеристиками мощности 100 и выше кВт. Одним из видов этих движков являются шаговые моторы, характеризующиеся угловым движением ротора. Питание подается на специально предназначенную обмотку. Для того чтобы обеспечить изменение положения ротора из одного места в иное, достаточно произвести перенаправление между линиями напряжений установленных обмоток.Вентильный двигатель – это одна из разновидностей синхронных. Его питание осуществляется через полупроводники.
- Асинхронный двигатель на электромобиле.Это мотор непостоянного тока, и скорость вращения ротора отличается от показателя магнитной индукции, которая, в свою очередь, создается напряжением. Именно эти движки обладают повышенным спросом.
Согласно узлу коллектора, различают:
- бесколлекторные;
- коллекторные.
В зависимости от вида активации:
- моторы, работающие от электрических или постоянных магнитов;
- самовозбуждающиеся от природных условий подвижные механизмы.
Разновидность двигателей также различается, от какой фазы он работает. Как правило, они бывают одно-, двух-, трех- и многофазными.
Новые разработки подобных механизмов можно приобрести в розничной продаже, а можно сконструировать самим.
Выбор двигателя
Новейшая технология производства позволяет выбрать нужный механизм для задания движения транспорту.
Критерии выбора:
- длительность рабочего цикла;
- мощность;
- потребление энергии;
- режимы работы;
- стоимость.
При непосредственном выборе двигателя немаловажно обратить внимание на ресурс работы и обслуживание, в том числе профилактические мероприятия.
Сегодня они имеются как отечественного, так и зарубежного производства. Для выбора наиболее подходящей модели стоит получить консультацию специалиста.
‘; blockSettingArray[0][«setting_type»] = 6; blockSettingArray[0][«elementPlace»] = 2; blockSettingArray[1] = []; blockSettingArray[1][«minSymbols»] = 0; blockSettingArray[1][«minHeaders»] = 0; blockSettingArray[1][«text»] = ‘
‘; blockSettingArray[1][«setting_type»] = 6; blockSettingArray[1][«elementPlace»] = 0; blockSettingArray[3] = []; blockSettingArray[3][«minSymbols»] = 1000; blockSettingArray[3][«minHeaders»] = 0; blockSettingArray[3][«text»] = ‘
| № | Номер детали | Наименование детаели |
| — | 260023.00.00 | Электродвигатель тяговый 3. 6/7.5/14-01 |
| 1 | 26002.9.50.00 | Статор |
| 2 | [Винт I М6х30 БДС1359-83/5.6] | Винт I М6х30 БДС1359-83/5.6 |
| 3 | [Болт I М8х16 БДС2551-71] | Болт I М8х16 БДС2551-71 |
| 4 | [Шайба 2 8Н БДС833-82] | Шайба 2 8Н БДС833-82 |
| 5 | 3Н.123-35 | Шайба АМ8 |
| 6 | 62012-2.506122.022.80 | Прокладка |
| 7 | 62012-2.506338.006.80 | Основание |
| 8 | 62012-2.405741.006.81 | Втулка |
| 9 | 62012-2. 403162.070.85 |
Корпус |
| 10 | Шайба 2 10H БДС833-82 | |
| 11 | [Болт I M10х25 БДС2551-71/5.6] | Болт I M10х25 БДС2551-71/5.6 |
| 12 | [Винт I M6х16 БДС1353-72] | Винт I M6х16 БДС1353-72 |
| 13 | [Шайба 2 6Н БДС33-82] | Шайба 2 6Н БДС33-82 |
| 14 | 2630241200 | Кабельный зажим |
| 15 | 260023.51.00 | Провод выводной А1 |
| 16 | 260028.52.00 | Провод выводной А2 |
| 17 | 26058. 5800 |
Катушки |
| 18 | 26058.57.00 | Полюс |
| 19 | 260028.10.00 | Щит со щеткодержателями |
| 20 | [Заклепка БДС32-30] | Заклепка БДС32-30 |
| 21 | 298302202 | Щеткодержатель |
| 22 | 2600171001 | Щетка M50 |
| 23 | 260580800 | Провод соединительный |
| 24 | 62012-2.40354-045.36 | Щит задний |
| 25 | 62012-2.409331.070.86 | Кольцо |
| 26 | 152012-2. 408651.002.62 |
Гайка |
| 27 | 62012-2.505475.001.85 | Пояс защитный |
| 28 | [Шайба 2 5Н БДС633-82] | Шайба 2 5Н БДС633-82 |
| 29 | [Винт I М5х22 БДС1359-85] | Винт I М5х22 БДС1359-85 |
| 30 | 29830.1306 | Кожух |
| 31 | [Болт I М5х10 БДС1230-85] | Болт I М5х10 БДС1230-85 |
| 32 | [Болт I М8х20 БДС2551-71/5.6] | Болт I М8х20 БДС2551-71/5.6 |
| 33 | [Шайба 5Н БДС206-78] | Шайба 5Н БДС206-78 |
| 34 | [Болт I М5х30 БДС1230-72/8. 8] |
Болт I М5х30 БДС1230-72/8.8 |
| 35 | 62012-2.502421.013.85 | Крышка клеммного щита |
| 36 | 62012-2.401161.073.86 | Труба |
| 37 | 62012-2.409381.100.84 | Скоба |
| 38 | 62012-2.409815.005.86 | Гайка 18х1,5-6Н |
| 39 | 162012-2.409898.093.86 | шайба предохранительная |
| 40 | 162012-2.409691.046.82 | Шайба |
| 41 | [Уплотнение Б35х80х10 БДС9954-63] | Уплотнение Б35х80х10 БДС9954-63 |
| 42 | 62012-2. 509215.003.85 |
Предохранительное кольцо |
| 43 | 62012-2.409891.068.85 | Шайба |
| 44 | [Шарикоподшипник 6307 БДС4684-85] | Шарикоподшипник 6307 БДС4684-85 |
| 45 | [Винт I М8х25 БДС1359-75/5.6] | Винт I М8х25 БДС1359-75/5.6 |
| 46 | 62012-2.403948.053.85 | Щит передний |
| 47 | 62012-2.506629.002.77 | Шпонка сегментная |
| 48 | 268028.3000 | Ротор |
| 49 | 162012-2.403144.13.80 | Крышка подшипника внутренняя |
| 50 | [Шарикоподшипник 0306 БДС4884-72] | Шарикоподшипник 0306 БДС4884-72 |
| 51 | 62012-2. 403142.011.80 |
Крышка подшипника внешняя |
| 52 | [Болт I М8х30 БДС2551-71/5.6] | Болт I М8х30 БДС2551-71/5.6 |
| 53 | 26058.0400 | Вентилятор |
| 54 | 162012-2.409698.020.81 | Шайба |
| 55 | 62012-2.409856.019.81 | Шайба предохранительная |
Об электромобилях
Электрический автомобиль или электромобиль — это транспортное средство, которое приводится в движение одним или несколькими электрическими двигателями. При этом питание электромотора осуществляется от аккумуляторной батареи.
Трансмиссия
Это устройство, которое передает крутящий момент от электрического двигателя к колесам автомобиля.
Сюда входит коробка передач, механизмы поворота и так далее
Электронная система управления
Система управления контролирует процессы зарядки, мощности, распределения крутящего момента и целый ряд иных параметров
Бортовое зарядное устройство
БЗС предназначенно для возможности зарядки автомобиля от обычной электрической сети или быстрозарядных станций.
Корпус, сиденья и другие элементы
Такие же как и у обычных автомобилей
Электрический двигатель
Существует большое количество разных разработок электрических моторов, которые отличаются между собой по множеству параметров. Иногда эти отличия весьма разительны.
Есть разделение по принципу работы:
По типу тока – переменный, постоянный или гибридный. Они, в свою очередь, могут разделяться на такие типы:
-синхронный;
-асинхронный;
-коллекторный и безколлекторный.
-мотор-колесо (встроенный непосредственно в ступицу колеса).
Каждый из этих приводов имеет свои особенности, которые определяют область применения.
Но все они обладают следующими преимуществами перед ДВС:
— Экологичность,
— Экономичность,
— Максимальный крутящий момент при любых скоростях.
— Высокое КПД, у электродвигателя он составляет 90% против 25% у ДВС.
— Простота агрегата, легкость в обслуживании и ремонте.
— Функционирование в режиме генератора.
— Низкий уровень шума.
— Долговечность
Аккумулятор
Это источник энергии, благодаря которому приводится в движение двигатель. Именно от него зависит, какое расстояние сможет проехать автомобиль. Сегодня аккумулятора выпускаются в следующих исполнениях:
1) никель-кадмиевые;
2) натрий никель-хлоридные;
3) литий-ионные;
4) свинцово-кислотные
Электромобиль под капотом вместо ДВС имеет электрическую установку, которая получает энергию от аккумуляторов. Это своего рода «топливный бак». Для равномерной подачи электрического тока в сеть, расположенную между батареей и двигателем используется блок управления. При помощи переменных резисторов контроллер получает информацию об объеме требуемой энергии.
При остановке автомобиля устройство прекращает свое действие, при нажатии на акселератор электроэнергия вновь подается на электродвигатель. Чтобы повысить безопасность, в педали акселератора имеется два потенциометра. Они отправляют импульсы на контроллер, и на их основании производит регулировку выдаваемой мощности от движка. Входные датчики также направляют сигналы в блок управления о положении селектора переключения передач, педали тормоза, заряда аккумулятора и так далее. Двигатель же работает по принципу электромагнитной индукции. Так он преобразует электрическую энергию в механическую, направляя вращающий момент на колеса автомобиля. В результате это заставляет двигаться машину с необходимой скоростью
ПРЕИМУЩЕСТВА ЭЛЕКТРОМОБИЛЯ
Экологичность
Электромобиль не загрязняет воздух, которым мы дышим, так как не сжигает топлива и не имеет выхлопных газов, не выделят СО2 в атмосферу и не создает парниковый эффект. В связи с отсутствием ДВС, у него не протекает масло и несгоревшее топливо
1
Энергонезависимость
В нашей стране практически нет месторождений нефти и газа, поэтому мы полностью зависим от импорта и того и другого.
При этом нефть и природный газ не возобновляемые ресурсы, то есть рано или поздно закончатся.
А электричество мы вырабатываем сами, при чем экологичным и возобновляемым способом — посредством гидроэлектростанций. Гидроэнергетический потенциал Кыргызстана использован только на 10%, то есть у нас еще огромный резерв по выработке электроэнергии. А кроме этого, есть еще солнце и ветер, силу которых тоже можно преобразовать в электроэнергию.
Таким образом пересев на электромобили, мы перестаем полностью зависеть от импорта углеводородов
2
Экономичность
Одним из основных элементов электромобиля является электродвигатель, который служит для создания необходимого для движения крутящего момента. В сравнении с ДВС электродвигатель имеет высокую эффективность и меньшие потери энергии. КПД электродвигателя составляет 90% против 25% у ДВС.
В среднем расход на 100 км. у автомобилей следующий:
— авто с бензиновым двигателем потребляет на 100 км.
10 л бензина * 50 с = 500 с
— авто с дизельным двигателем потребляет на 100 км. 8 л дизтоплива * 47 с =376 с
— наиболее массовый электромобиль Nissan Leaf потребляет на 100 км:
20 кВт * 0.77 с =15.4 сом если заряжаться дома
и 20 кВт * 2,56 с =51.2 сом если заряжаться на работе или других общественных местах относящихся к промпотребителям.
Либо при смешанном режиме зарядки 50% дома/50% вне дома – 33.3 сом
Конструкция электромобиля намного проще чем авто с ДВС, в связи с этим обслуживание электромобиля намного дешевле.
В электромобиле двигатель электрический, поэтому там нет:
коленвала, поршней, камер сгорания, клапанов и нагара, масла и масляного фильтра, воздушного фильтра и свечей зажигания, нет дросселя, ремня или цепи ГРМ, турбины, выхлопной трубы, катализатора, регулировки фаз газораспределения и много чего еще, что есть в двигателях внутреннего сгорания, а также нет коробки передач, карданного вала и тд.
Современные электромоторы лишены токопроводящих щеток и трущихся деталей, поэтому очень надежны.
Председатель производственного совета BMW Манфред Шох разъясняет ситуацию на очень впечатляющем примере: «Восьмицилиндровый двигатель внутреннего сгорания состоит
из 1200 деталей, которые нужно соединить между собой, а у электромотора их всего 17». Аналогичным образом дела обстоят и с трансмиссией, содержащей меньше деталей, и с полностью отсутствующей у электрокаров системой отвода выхлопных газов – а где деталей меньше, там меньше и вероятность поломок
КО ВСЕМУ ЭТОМУ В КЫРГЫЗСТАНЕ НУЛЕВАЯ ПОШЛИНА НА ВВОЗ ЭЛЕКТРОМОБИЛЕЙ
3
Безопасность
Электромобили проходят те же краш-тесты, что и авто с ДВС. В Европе это испытания EuroNCAP, в США — тесты Страхового института дорожной безопасности (IIHS). Так же, как и авто с ДВС, различные модели электрокаров показывают разные результаты. Однако в основном их уровень безопасности достаточно высок.
Для примера: результаты первого в Северной Америке краш-теста электромобилей от 2011 Chevrolet Volt и Nissan Leaf получили наивысшую оценку безопасности после фронтального и бокового столкновений, при ударе сзади и в испытании, имитирующем переворот.
2013 году их успех повторила Tesla Model S: Национальная администрация безопасности дорожного движения США (NHTSA) присудила этому авто высочайшие 5 звезд во всех категориях тестирования. Тогда же Euro NCAP испытала среди других и электромобиль BMW i3, и тот набрал за защиту взрослых пассажиров и детей 86% и 81% соответственно.
Конструкция электромобиля способствует большей безопасности при столкновении. Литий-ионные батареи расположены под днищем автомобиля, в пределах колесной базы. Поэтому, по сравнению с авто с ДВС, центр тяжести электрокара расположен ниже. А соответственно, электромобилю гораздо труднее перевернуться в случае столкновения. Конструкторы традиционных авто намеренно «колдуют» с чертежами, чтобы снизить центр тяжести.
В электромобиле нет большого бака с топливом, поэтому отсутствует возможность возгорания при утечке топлива.
Электродвигатели диаметром около 30 сантиметров не превращается в «смертельное железное ядро», которое дробит кости людей при столкновении и сплющивании кузова.
Нет выхлопа и от него нельзя задохнуться.
Не нуждается в вентиляции в таких местах как гараж, подземная парковка или тоннель.
Современные электромобили мировых производителей имеют несколько степеней защиты от проникновения влаги в ключевые соединения своей системы и не ударяют током водителей и окружающих даже если они по крышу погружены в воду. Они проходят жесткие испытания и сертификацию прежде чем поступают продажу
4
Комфорт и простота эксплуатации.
Менее шумная силовая установка.
Электромотор + инвертор + редуктор значительно тише, чем ДВС + трансмиссия.
Силовая установка не создаёт вибраций.
Отклик на педаль ускорения.В EV он мгновенный. Т.е. он не просто молниеносно быстрый, а именно мгновенный. Задержки нет. Это невозможно объяснить или понять, пока сам не прокатишься.
Ровный график разгона.
Одноступенчатая трансмиссия и высокий крутящий момент.
Нет необходимости заводить и глушить двигатель.
На самом деле это очень комфортно. Никогда не нужно думать заглушить ли двигатель на парковке, светофоре стоянке или нет. Не нужна специальная система Start Stop.
Нет необходимости проводить обкатку
Новый EV не нуждается в щадящем режиме работы первое время.
Нет необходимости прогревать двигатель
Холодный электромотор можно использовать на экстремальных режимах без повышенного износа.Нет проблем со стартом при низких температурах.
Как и нет самого понятия старт. Для многих жителей северных регионов — это спасение. Можно будет забыть про «унёс аккумулятор домой», «отбуксировал на автомойку, чтобы прогреть», «нужна паяльная лампа», «вызываю службу прогрева», «выкрутить и подогреть свечи», «не глушить всю ночь», «заводить каждые несколько часов, чтобы не встала колом» и т.д.
Нет проблем на высокогорье.
ДВС теряет свою мощность с уменьшением кислорода. «Задыхается».
Нет проблем с качеством топлива и недоливом.
Электричество не имеет октанового числа.
Нет не качественного электричества. Нельзя обмануть недолив пару кВт.Нет необходимости в инфраструктуре заправочных станций
Большинство владельцев EV заряжают их на собственных «АЗС» — т.е. от домашней электросети. Зарядки по пути могут быть в самых разных местах — чаще всего просто на парковках и не требуют много места
5
Это не самый полный перечень преимуществ электромобилей
Конечно же электромобили имеют и свои минус, но они все решаемые и временные.
Запас хода.
Запас хода большинства электромобилей на полной «зарядке» пока еще меньше запаса хода авто с ДВС на полном баке.
Но прогресс не стоит на месте и емкость аккумуляторов увеличивается, а вес уменьшается, также развиваются новые способы хранения энергии и скоро по запасу хода электромобиль сравняется, а в перспективе обойдет авто с ДВС.
-Нехватка инфраструктуры зарядных станций.
-Пока еще не везде можно зарядить электромобиль.
Но это только вопрос времени, причем не далекого. Зарядные станции не требуют таких огромных вложений и специальных территорий большой площади как традиционные АЗС.
Зарядные станции можно ставить практически везде и за короткое время они и будут стоят практически везде.
Медленная заправка/зарядка по сравнению с традиционными АЗС.
Пока еще полная зарядка электромобиля занимает от 40 мин до 8 часов в зависимости от модели авто и типа зарядной станции.
Но опять же прогресс не стоит на месте и уже появились скоростные зарядные станции способные полностью зарядить электромобиль за 20 минут и это не предел. И их широкое распространение вопрос нескольких лет.
EV Motors: объяснение
Из апрельского выпуска журнала Car and Driver за 2022 год.
Любители автомобилей так долго были погружены в язык двигателей внутреннего сгорания, что неумолимый переход на электрификацию требует настройки нашей базы знаний.
Многие из нас знакомы с ритмом всасывания-сжимания-выдоха четырехтактного двигателя, который приводит в действие большинство сегодняшних водителей, в то время как снегоходы и любители подвесных моторов среди нас, вероятно, могут объяснить внутреннюю работу двухтактного двигателя. Некоторые ботаники могут даже иметь представление о эпитрохоидальных махинациях роторного двигателя Ванкеля, но опыт обычного редуктора с электродвигателями может начаться и закончиться с последним отказом стартера.
Все типы двигателей электромобилей состоят из двух основных частей. Статор — это стационарная внешняя оболочка двигателя, корпус которой крепится к шасси наподобие блока цилиндров. Ротор представляет собой единственный вращающийся элемент и аналогичен коленчатому валу в том, что он передает крутящий момент через трансмиссию на дифференциал.
В большинстве электромобилей используется блок с прямым приводом (с одним передаточным числом), который снижает скорость вращения между двигателем и колесами.
Как и двигатели внутреннего сгорания, электродвигатели наиболее эффективны при низких оборотах и более высоких нагрузках. В то время как электромобиль может иметь приемлемый запас хода на одной передаче, более тяжелые пикапы и внедорожники, предназначенные для буксировки прицепов, увеличат запас хода благодаря многоступенчатой трансмиссии на скорости шоссе. Сегодня только Audi e-tron GT и Porsche Taycan используют двухступенчатую коробку передач. Многоступенчатые потери и затраты на разработку являются причинами редкости электромобилей с более чем одной передачей, но мы прогнозируем, что это изменится.
Унификация электродвигателей EV
Все три основных типа электродвигателей используют трехфазный переменный ток для создания вращающегося магнитного поля (RMF), частота и мощность которого контролируются силовой электроникой, реагирующей на нажатие педали акселератора. Статоры содержат многочисленные параллельные пазы, заполненные соединенными между собой петлями медных обмоток.
Это могут быть громоздкие пучки медной проволоки круглого сечения или аккуратные медные вставки в виде шпилек квадратного сечения, увеличивающие как плотность заполнения, так и прямой контакт между жилами внутри канавок. Более плотные витки улучшают способность к крутящему моменту, а более аккуратное переплетение на концах приводит к меньшему объему и меньшему общему корпусу.
Аккумуляторы — это устройства постоянного тока, поэтому силовая электроника электромобиля включает инвертор постоянного тока в переменный, который обеспечивает статор переменным током, необходимым для создания важнейшей переменной RMF. Но стоит отметить, что эти электродвигатели также являются генераторами, а это означает, что колеса будут вращать ротор в статоре в обратном направлении, чтобы индуцировать RMF в другом направлении, которое возвращает мощность обратно через преобразователь переменного тока в постоянный, чтобы отправить мощность в батарея. Этот процесс, известный как рекуперативное торможение, создает сопротивление, замедляющее автомобиль.
Регенерация не только играет центральную роль в расширении запаса хода электромобиля, это в значительной степени целый шарик воска, когда речь идет о высокоэффективных гибридах, потому что большое количество регенерации улучшает показатели экономии топлива EPA. Но в реальном мире рекуперация менее эффективна, чем выбег, что позволяет избежать потерь каждый раз, когда энергия проходит через двигатель и преобразователь при сборе кинетической энергии.
Три типа электродвигателей
Типы двигателей можно разделить по фундаментальным различиям роторов, которые представляют собой совершенно разные способы преобразования RMF статора в фактическое вращательное движение. Эти различия на самом деле достаточно разительны, чтобы отдать должное нашей первоначальной аналогии с четырьмя циклами, двумя циклами и Ванкеля. В асинхронной категории у нас есть асинхронные двигатели, в то время как синхронная группа включает двигатели с постоянными магнитами и двигатели с токовым возбуждением.
Асинхронные двигатели существуют с 19 века. Здесь ротор содержит продольные пластины или стержни из проводящего материала, чаще всего из меди, но иногда из алюминия. RMF статора индуцирует ток в этих пластинах, который, в свою очередь, создает электромагнитное поле (ЭДС), которое начинает вращаться внутри RMF статора. Асинхронные двигатели известны как асинхронные двигатели, потому что ЭДС индукции и связанный с ней вращающий момент могут существовать только тогда, когда скорость ротора отстает от RMF. Такие двигатели распространены, потому что им не нужны редкоземельные магниты и они относительно дешевы в производстве, но их сложнее охлаждать при длительных высоких нагрузках и они по своей природе менее эффективны на низких скоростях.
Как следует из названия, роторы двигателей с постоянными магнитами обладают собственным магнетизмом. Для создания магнитного поля ротора не требуется энергии, что делает их гораздо более эффективными на низкой скорости.
Такие роторы также вращаются синхронно с RMF статора, что делает их синхронными. А вот с простой обмоткой ротора магнитами поверхностного монтажа возникают проблемы. Например, для этого требуются более крупные магниты, а удерживать ротор на высокой скорости становится все труднее по мере того, как все становится тяжелее. Но более серьезной проблемой является так называемая «обратная ЭДС» на высоких скоростях, при которой обратное электромагнитное магнитное поле добавляет сопротивление, которое ограничивает максимальную мощность и создает избыточное тепло, которое может повредить магниты.
Чтобы справиться с этим, большинство двигателей EV с постоянными магнитами оснащены внутренними постоянными магнитами (IPM), которые вставляются попарно в продольные V-образные пазы, расположенные в виде нескольких лепестков прямо под поверхностью железного сердечника ротора. Прорези обеспечивают безопасность IPM на высокой скорости, но преднамеренно сформированные области между магнитами создают противодействующий крутящий момент.
Магниты либо притягиваются, либо отталкиваются от других магнитов, но обычное сопротивление, сила, которая приклеивает магнит к ящику с инструментами, притягивает лепестки железного ротора к RMF. IPM выполняют работу на более низких скоростях, а реактивный крутящий момент берет верх на высоких скоростях. Чтобы вы не думали, что это новинка, Prius использует их.
Окончательный тип двигателя не существовал в электромобилях до недавнего времени, потому что общепринятое мнение гласило, что бесколлекторные двигатели, которые описаны выше, были единственным жизнеспособным вариантом для электромобиля. BMW недавно изменила эту тенденцию, установив щеточные синхронные двигатели переменного тока с токовым возбуждением на новые модели i4 и iX. Ротор этого типа взаимодействует с RMF статора точно так же, как ротор с постоянными магнитами, но в роторе отсутствуют постоянные магниты. Вместо этого он имеет шесть широких медных лепестков, питающихся от батареи постоянного тока для создания необходимой ЭДС.
Для этого требуются контактные кольца и подпружиненные щетки на валу ротора, что заставило других отказаться от этого подхода из-за опасений по поводу износа щеток и связанной с ним пыли. Не будет ли здесь проблемой износ щеток? Это еще предстоит выяснить, но мы в этом сомневаемся. Массив щеток изолирован в изолированном отсеке со съемной крышкой, обеспечивающей легкий доступ. Отсутствие постоянных магнитов позволяет избежать проблем, связанных с ростом стоимости редкоземельных металлов и воздействием добычи полезных ископаемых на окружающую среду. Эта схема также позволяет варьировать силу магнитного поля ротора, что обеспечивает дальнейшую оптимизацию. Тем не менее, для питания этого ротора требуется мощность, что делает эти двигатели менее эффективными, особенно на низких скоростях, когда энергия, необходимая для создания поля, составляет больший процент от общего потребления.
Появление синхронного двигателя переменного тока с возбуждением током произошло настолько недавно в короткой истории электромобилей, что это показывает, насколько рано мы находимся на кривой развития.
Есть много места для свежих идей, и уже были сделаны важные повороты, не в последнюю очередь включая отход Теслы от концепции асинхронного двигателя, которая является основой для его собственного бренда и логотипа, к синхронным двигателям с постоянными магнитами. И нам едва исполнилось десятилетие в современной эре электромобилей — мы только начинаем.
Автомобиль и водитель
Этот контент импортирован из OpenWeb. Вы можете найти тот же контент в другом формате или найти дополнительную информацию на их веб-сайте.
Каковы лучшие двигатели для электромобилей в 2022 году – Rx Mechanic
Электромобили уникальны тем, что в них не используются те же двигатели, что и в бензиновых и дизельных автомобилях. Производители электромобилей включают компонент, известный как «электродвигатель», в полностью электрические автомобили, и этот компонент работает так же, как обычный двигатель в бензиновых автомобилях.
Однако двигатели электромобилей не проходят через процесс внутреннего сгорания, потому что они не используют топливо.
Электромобили также не имеют компонентов, поддерживающих процесс внутреннего сгорания в автомобилях с бензиновым двигателем, например, топливных баков, топливных насосов и т. д.
Знание лучших двигателей для электромобилей поможет вам выбрать лучший электромобиль, когда вам нужно его купить. В следующем разделе представлены лучшие электродвигатели для электромобилей в автомобильной промышленности.
Лучшие двигатели для электромобилей
Электродвигатели играют жизненно важную роль в полностью электрических транспортных средствах. Точно так же, как двигатель внутреннего сгорания для бензинового автомобиля, электродвигатель для всех электромобилей. Определение лучших электродвигателей поможет вам сделать осознанный выбор, когда вам нужно заменить старый или неисправный электродвигатель. Некоторые из лучших электродвигателей включают в себя;
Серия двигателей постоянного тока (DC)
Двигатель постоянного тока (DC) представляет собой вращающийся электродвигатель, который помогает преобразовывать постоянный электрический ток в механическую энергию, полагаясь на силы, создаваемые магнитными полями.
Следовательно, вы можете иногда называть их двигателями постоянного тока с постоянными магнитами.
Двигатели постоянного тока имеют высокий пусковой крутящий момент, что идеально подходит для автомобилей, которым требуется быстрое ускорение. Однако магниты в двигателях постоянного тока могут быть очень дорогими, а щетки требуют регулярной замены, что отпугивает владельцев электромобилей от их использования.
Бесщеточные двигатели постоянного тока (BLDC)
Бесщеточные двигатели постоянного тока (BLDC) не требуют регулярной замены щеток, поскольку они бесщеточные. Двигатель имеет обмотки на статоре, что позволяет легко рассеивать тепло.
Двигатели постоянного тока BLDC имеют меньшие размеры и малый вес. Несмотря на свои размеры, они очень эффективны с большим диапазоном скоростей.
Трехфазные асинхронные двигатели переменного тока (AC)
Трехфазные асинхронные двигатели переменного тока (AC) не требуют технического обслуживания и относительно дешевле, чем двигатели постоянного тока и бесконтактные двигатели постоянного тока.
Асинхронный двигатель переменного тока имеет высокий пусковой крутящий момент, что помогает гарантировать быстрое ускорение, и они превосходно справляются с самыми сложными экологическими проблемами. Однако им нужен сложный инвертор и схема для управления скоростью.
Среди трех рассмотренных выше электродвигателей трехфазный асинхронный двигатель переменного тока кажется наиболее экономичным без ущерба для высокой производительности и эффективности.
Между тем, двигатели BLDC также не требуют регулярного обслуживания и замены щеток, как двигатель постоянного тока. Следовательно, он также относительно более экономичен, чем двигатели постоянного тока (DC).
Часто задаваемые вопросы
В: Какой двигатель лучше всего подходит для электромобилей?
Асинхронный двигатель переменного тока является лучшим двигателем для электромобилей. Асинхронный двигатель может выдерживать различные сложные условия окружающей среды и масштабироваться.
Помимо способности выдерживать тяжелые дорожные условия, асинхронные двигатели переменного тока относительно дешевы по сравнению с другими двигателями для электромобилей, независимо от их производительности и эффективности.
Большинство владельцев транспортных средств с двигателями постоянного тока заменяют свои двигатели асинхронными двигателями переменного тока из-за их работы в самых сложных условиях окружающей среды и низкой стоимости. Если вам нужно заменить двигатель вашего электромобиля, подумайте о покупке асинхронного двигателя.
В: Какой самый мощный двигатель электромобиля?
Rimac Nivera — самый быстрый электромобиль с самым мощным двигателем, работающим от аккумуляторной батареи на 120 кВтч. Он использует 4 электродвигателя, по одному на каждое из четырех колес.
Каждый двигатель Nivera обеспечивает невероятную мощность 1,4 МВт, а мощность двигателя для быстрого ускорения и скорости достигает 1914 л.с.
Одна невероятная особенность двигателя Nivera заключается в том, что он может разогнаться до 60 миль в час из резервной точки за 1,85 секунды.
Автомобиль, несомненно, оснащен одним из самых мощных электродвигателей и контроллеров.
Такой скорости никогда не было на рынке электромобилей. Если вы ищете одни из лучших электромобилей 2022 года, Nivera, безусловно, входит в список.
В: Кто производит лучшие электродвигатели?
В отрасли производства двигателей для электромобилей есть несколько ключевых игроков, каждый из которых предлагает продукты, поддерживающие рыночную конкуренцию на высшем уровне.
В условиях жесткой конкуренции среди производителей электродвигателей одной из ведущих компаний, производящих лучшие электродвигатели, является Siemens.
Siemens была основана в 1847 году, уже более 150 лет. С тех пор компания производит одно из лучших средств автоматизации, диагностических систем и электродвигателей для производителей автомобилей.
Другими ключевыми производителями двигателей для электромобилей являются Toshiba, ABB, Nidec Motor, Rockwell Automation, Ametek, Regal Beloit, Johnson Electric и т.
д.
В: Какие двигатели используются в электромобилях?
Двигатели, используемые в электромобилях; Асинхронный двигатель переменного тока, щеточный двигатель постоянного тока и BLDC (бесщеточный двигатель постоянного тока).
Электромобили, также известные как аккумуляторные электромобили, не работают с двигателями внутреннего сгорания, такими как бензиновые или дизельные автомобили. Они разработаны с электродвигателями, которые играют роль двигателя в автомобилях с бензиновым и дизельным топливом.
Электродвигатели автомобилей не выпускают выхлопные газы через выхлопные трубы, так как они не работают на топливе или дизельном топливе. У них также нет компонентов транспортных средств, работающих на топливе, таких как топливные баки, топливные насосы и т. д.
В: Какие электродвигатели использует Tesla?
Tesla использует двигатели переменного тока — асинхронные двигатели переменного тока в модели S. В то время как они разрабатывают модель 3 с двигателями постоянного тока с постоянными магнитами, известными как двигатели постоянного тока.
Tesla производит одни из лучших электромобилей на рынке электромобилей. Там вы можете быть уверены, что все компоненты, которые Tesla использует при создании своих электромобилей, являются мощными и надежными.
Асинхронные двигатели переменного тока и двигатели постоянного тока являются одними из самых мощных двигателей, используемых в большинстве электромобилей, включая электромобили Tesla.
В: В электромобилях используются двигатели постоянного или переменного тока?
Конечно, в электромобилях используются двигатели постоянного тока (DC) или переменного тока (AC). Электромобили с двигателем постоянного тока обычно работают от 96 до 192 вольт. Двигатели постоянного тока (DC) используются в производстве электрических вилочных погрузчиков.
Двигатели переменного тока (AC) и двигатели постоянного тока (DC) являются одними из лучших двигателей для электромобилей. Оба они говорят о высокой производительности, надежности, долговечности и эффективности.
Тем не менее, асинхронные двигатели переменного тока могут выдерживать самые сложные условия окружающей среды, и они относительно дешевле, чем двигатели постоянного тока.
В: Какой электромобиль имеет самый большой запас хода?
Пробег, который может проехать электромобиль до того, как аккумулятор потребует подзарядки, является решающим фактором, который большинство людей учитывает перед его покупкой. Конечно, вы не хотели бы покупать электромобиль с низким запасом хода, который, вероятно, может застать вас врасплох, прежде чем вы это узнаете.
Таким образом, некоторые из самых мощных электромобилей с самым большим запасом хода до необходимости подзарядки включают:
- Tesla Model S – 405 миль.
- Tesla Model X – 360 миль.
- Tesla Model 3 – 353 мили.
- Tesla Model Y – 326 миль.
- Ford Mustang Mach-E – 305 миль.
- Фольксваген ID.4. Pro – 260 миль.
- Chevrolet Bolt EV — 259 миль.
- Hyundai Kona Electric – 258 миль.
- Chevrolet Bolt EUV – 247 миль.
- Kia Niro EV – 239 миль.
Заключительные слова
В этой статье я рассказал о некоторых из лучших двигателей для электромобилей. Я также объяснил двигатели электромобилей в отношении их производительности, эффективности и экономических последствий с точки зрения обслуживания и замены.
Критически рассмотрите все факторы, связанные с каждым из двигателей электромобиля, прежде чем принимать окончательное решение о покупке электромобиля.
Это также подходящее руководство, чтобы узнать, какой электродвигатель лучше всего подходит для переоборудования автомобиля. Пожалуйста, выберите лучший двигатель для электромобиля, который соответствует вашим потребностям. Получите то, что стоит ваших с трудом заработанных денег.
Выбор двигателя — Electrogenic
Выбор двигателя является сердцем переоборудования электромобиля и имеет далеко идущие последствия, но первое, что нужно сказать, это то, что вы не можете выбрать двигатель в отрыве от остальных дизайн системы.
Количество энергии, выдаваемой двигателем, зависит не только от двигателя, но и от аккумулятора и его способности выдавать мощность. Это в сочетании с весом автомобиля повлияет на производительность и диапазон между зарядками. Измените одно, и оно повлияет на другое. Все они будут влиять на стоимость конвертации. Существует также вопрос, где все может быть установлено, поскольку ретро-электромобили, можно с уверенностью сказать, никогда не были рассчитаны на массу аккумуляторов.
Начните думать о крутящем моменте
Так как же выбрать двигатель для переоборудования? Первое, что нужно решить, это какой уровень производительности вы хотите от него. Заманчиво просто сравнить мощность двигателя в кВт или л.с. с мощностью оригинального двигателя внутреннего сгорания (ДВС), но это не лучшая отправная точка. Чтобы отскочить от огней, вам нужен крутящий момент. Электродвигатели развивают максимальный крутящий момент при 0 об/мин и поддерживают его до тех пор, пока двигатель не достигнет максимальной мощности.
Нетгейн Hyper9кривая мощности дает хорошую иллюстрацию.
Это невозможно с двигателем с ДВС, и для увеличения крутящего момента, доступного на низких оборотах, большинство производителей автомобилей с ДВС просто увеличивают мощность. Ретро-электромобили очень забавны, потому что количество крутящего момента, доступного на более низких оборотах, очень велико. Поэтому, если вы не зациклены на максимальной скорости (где вам нужна мощность), хорошей отправной точкой будет выбор двигателя с таким же крутящим моментом, как у исходного двигателя (или немного больше!).
Вольты определяют амперы
Следующим пунктом является напряжение двигателя. Это определит размер аккумуляторной батареи и ток, который он должен обеспечить, чтобы двигатель мог передавать крутящий момент. Коммерческие электромобили обычно работают при напряжении около 350-400 В, но некоторые автомобили работают при напряжении до 800 В. Поскольку мощность двигателя представляет собой напряжение x ток, чем выше напряжение, тем меньший ток необходим для обеспечения определенной мощности.
Все это имеет смысл, поэтому вам нужен двигатель с более высоким напряжением, верно? Да, но установки высоковольтных систем обходятся дороже, и, хотя может показаться заманчивым установить двигатель Tesla Ludricus в Morris Minor, остальная часть автомобиля может не справиться или не иметь места для батарей. И для обеспечения мощности двигатели с более высоким напряжением часто имеют более высокие обороты, поэтому вам нужно учитывать влияние на трансмиссию — больше передач или использовать двигатель только в части его диапазона? В результате многие переоборудованные электромобили работают при более низком напряжении, например, от 100 до 150 В, и есть несколько интересных двигателей, доступных на этих уровнях напряжения.
Например,
Хорошим примером является Hyper9 от Netgain — потрясающий автомобильный двигатель с герметичным корпусом, который выпускается в двух версиях: 110 В или 144 В. Два разных варианта напряжения дают больше гибкости при выборе комбинаций аккумуляторов.
Это наш первый выбор для переоборудования автомобилей среднего класса, и он очень легко адаптируется. Hyper9 развивает пиковый крутящий момент 235 Нм (при нулевых оборотах — это электродвигатель!) и мощность 80 кВт в диапазоне от 5000 до 8000 об/мин. К счастью для больших автомобилей, Hyper9также могут работать как сдвоенные двигатели, поэтому, если вы сделаете это, вы сможете удвоить показатели производительности.
Tesla Model S 85D (имеет аккумуляторную батарею емкостью 85 кВт·ч, буква D означает «двойной двигатель») . Главный двигатель может вращаться со скоростью до 18 000 об/мин и работает при напряжении 350 В. Официально он развивает 660 Нм при 0 об/мин (хотя краткосрочные показания Dyno намного выше) и 375 кВт при 6150 об/мин. Однако ему также требуется аккумуляторная батарея, которая обеспечивает ток более 1000 А при напряжении 350 В. Вот почему Теслы с меньшим аккумуляторным блоком не такие быстрые: двигатель ограничен батареей. В качестве альтернативы, Yasa 750 R производит 790 Нм пикового крутящего момента, 200 кВт пиковой мощности и диапазон скоростей 0–3250 об/мин при осевой длине всего 98 мм.
Однако для этого ему нужен аккумулятор на 750 В.
Вообще говоря, более низкое напряжение дешевле: все детали, такие как разъемы, контакторы, системы зарядки и т. д., стоят дешевле при более низком напряжении и т. д. Не забывайте, что некоторым более крупным двигателям также потребуется система охлаждения.
Итак, какой двигатель лучше всего подходит для вашего проекта по переоборудованию?
Это сложный вопрос, и на него лучше всего отвечать на основе опыта, а не расчетов. Выбор двигателя для переоборудования вашего электромобиля — это повторяющийся процесс. Начните с желаемого крутящего момента, сравните параметры напряжения с доступным объемом аккумуляторной батареи, сравните скорость двигателя с вариантами трансмиссии, оцените последствия для цены всего автомобиля, а не только двигателя, а затем снова вернитесь в цикл. Мы часто прорабатываем несколько комбинаций вместе с нашими клиентами, прежде чем найти правильный баланс.
Конечно, если бюджет и место в автомобиле не являются проблемой, то весь мир в ваших руках.
Вкратце
В конечном счете, самое важное в ретро-электромобиле — это ощущения от вождения, в широком смысле:
- Свойства автомобиля, такие как размер, вес и аэродинамика, являются решающими характеристиками, которые определяют скорость , требования к крутящему моменту и мощности электродвигателя.
- Обычно мы стремимся по крайней мере соответствовать пиковому крутящему моменту исходного двигателя. И затем помните, что ваш новый Retro-EV будет иметь весь этот крутящий момент, доступный на низких (нулевых) оборотах, поэтому он вызовет у вас еще большую улыбку
- Принимая во внимание непрерывные уровни мощности, вы сможете определить, сможете ли вы оставаться на определенной высокой скорости. Если вы хотите ехать по автобану со скоростью 140 миль в час, необходимая постоянная мощность может составлять 160 кВт. Круиз со скоростью 70 миль в час и мощностью 60 кВт может быть в порядке.
- Каков ваш бюджет? Двигатели с более высокой производительностью и более высоким напряжением могут стать очень дорогими в установке.
