Elektromobiliai iš esmės veikia kitaip nei tradiciniai automobiliai. Nors vidaus degimo varikliai turi daug judančių dalių, elektromobiliai, turėdami savų sudėtingumų, yra daug labiau skaitmeniniai nei mechaniniai. Automobilių gamintojai naudoja skirtingas technologijas vidaus komponentams integruoti, tačiau pagrindiniai komponentai ir architektūra išlieka ta pati visuose pasaulio elektromobiliuose.
Vietoj benzino elektra varomi elektromobiliai energiją gauna iš akumuliatorių bloko, kuris paprastai būna ištemptas išilgai automobilio apačios, siekiant kuo mažesnio svorio.
Akumuliatorių bloko sandara ir veikimas
Akumuliatorių bloką sudaro keli moduliai, kurie savo ruožtu suskirstyti į atskirus akumuliatoriaus elementus, savo dydžiu panašius į AA tipo baterijas. Tarp elementų eina aušinimo skysčio sluoksnis, nes įkaitę akumuliatoriai gali sprogti.
Elektronai traukiami per grandinę judant ličio atomams iš vienos akumuliatoriaus pusės į kitą. Elektronai nori sekti paskui tuos ličio jonus, tačiau baterijoje esanti skiriamoji membrana neleidžia jiems judėti kartu. Todėl jie turi bėgti per laidus, kuriais taip pat maitinami mūsų telefonai, planšetiniai kompiuteriai, lemputės, kompiuteriai ir automobiliai.
Srovės tipai ir keitiklis (inverteris)
Dauguma namų elektronikos prietaisų veikia kintamąja srove (KS), kas reiškia, kad elektronai nustatytais intervalais nuolat keliauja laidais pirmyn ir atgal. Tačiau akumuliatoriai veikia nuolatine srove (NS), todėl elektronai tiesiog pastoviu srautu sklinda viena kryptimi.
Elektromobilyje naudojamas inverteris (keitiklis), kuris pakeičia akumuliatoriaus srovę iš nuolatinės į kintamąją, kol ji pasiekia variklį.
Elektros variklio veikimo principas
Elektros varikliai elektrą paverčia judesiu sukurdami besisukantį magnetinį lauką. Cilindre, vadinamame statoriumi, yra tvirtai suvynioti variniai laidai, kuriais teka kintamoji srovė iš keitiklio. Kadangi srovė yra kintama, šių magnetinių laukų šiaurinis ir pietinis poliai persijungia pirmyn ir atgal.
Statoriaus viduje laisvai plaukiojantis rotorius jaučia visų šių besisukančių magnetinių laukų poveikį. Srovei tekant per statorių, dėl magnetinės traukos rotorius sukasi, kad ją pasivytų. Rotoriaus magnetiniai poliai, priešingi statoriaus magnetiniams poliams, bus traukiami, o panašūs poliai atstumiami. Kuo daugiau galios bus pumpuojama per statorių, tuo greičiau suksis magnetinis laukas.
Rotorius judina ašį, kuri suka elektromobilio ratus. Taigi, kai elektros srovė eina per variklį, ji sukuria magnetinį lauką, kuris priverčia variklio dalis judėti, o judėjimas perduodamas į automobilio ratus.
Nuolatinės srovės variklio veikimo principas (elementaraus modelio animacija)
Variklio greičio reguliavimas
Indukcinio variklio privalumas tas, kad jo greitis priklauso nuo tiekiamos kintamosios srovės dažnio. Tiesiog keičiant maitinimo šaltinio dažnį, galima keisti varančiojo rato greitį. Esant dažnio diapazonui, elektromobilio variklio greitis gali kisti nuo 0 iki 18 000 apsisukimų per minutę (aps./min.). Tai didelis elektromobilių pranašumas, palyginti su vidaus degimo automobiliais.
Elektros variklių universalumas: generatoriaus funkcija ir rekuperacinis stabdymas
Elektromobilių varikliai nėra tik varikliai - jie taip pat gali veikti kaip generatoriai. Tai reiškia, kad didžioji dalis jėgos, reikalingos transporto priemonei sulėtinti, yra nukreipiama į rekuperacinį stabdymą. Dėl to elektromobilio stabdžių trinkelės dėvisi mažiau nei įprasto automobilio.
Elektromobiliai patiria daug mažesnį mechaninį krūvį ne tik stabdant, bet ir apskritai. Elektromobilių varikliai nesusiduria su pasikartojančiomis sprogstamomis cheminėmis reakcijomis, kaip vidaus degimo varikliai, neperkelia stūmoklio linijinės jėgos į sukimosi jėgą (sukimo momentą) per alkūninį veleną ir nesiremia smagračiu, kad stabilizuotų kintančią įvestą jėgą.
Vos tik atleidus akceleratoriaus pedalą, elektromobilyje pradeda veikti regeneracinis stabdymas. Atbulinės eigos mechanizmą realizuoti elektriniame automobilyje taip pat gana paprasta.
Elektros variklių privalumai automobiliams
Elektros varikliai automobiliuose yra labai tylūs ir švarūs. Jie neteršia oro ir yra labai efektyvūs naudojant energiją. Tai puiki alternatyva tradiciniams varikliams.
- Tylesnis važiavimas: Jūs negirdėsite daug triukšmo, kaip tradiciniuose automobiliuose.
- Švaresnis oras: Elektros varikliai neteršia oro, todėl padeda sumažinti taršą ir pagerinti oro kokybę.
- Efektyvesnis degalų naudojimas: Galite nuvažiuoti daugiau kilometrų su mažesniu energijos kiekiu.
- Greitesnis įsibėgėjimas: Elektros varikliai suteikia daugiau galios, todėl automobiliai gali greičiau įsibėgėti.
Iššūkiai ir ateities perspektyvos
Elektros varikliai automobiliuose yra puiki alternatyva tradiciniams varikliams, bet jie nėra tobuli. Vienas iš pagrindinių trūkumų yra akumuliatoriaus įkrovimo laikas. Įkrauti akumuliatorių gali užtrukti kelias valandas, o tai gali būti nepatogu, ypač jei dažnai keliaujate ilgus atstumus.
Tačiau elektromobilių technologijos nuolat tobulėja, o akumuliatorių įkrovimo laikas mažėja. Taigi ateityje elektros varikliai gali tapti dar populiaresni ir tinkamesni visiems.
tags: #elektros #varikliai #automobiliams