УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АВТОМОБИЛЕЙ

STRUCTURE AND PRINCIPLE OF OPERATION OF ELECTRIC CARS

Alexander Shilenko

student, Department of Digital Technologies and Platforms in the Electric Power Industry, Don State Technical University,

Russia, Rostov-on-Don

АННОТАЦИЯ

В данной статье рассматривается устройство и принцип действия электрических автомобилей.

ABSTRACT

This article discusses the device and the principle of operation of electric cars.

Ключевые слова: электромобили, ДВС, АКБ.

Keywords: electric cars, internal combustion engines, battery.

В современном мире ученые обеспокоены неудовлетворительным состоянием экологии. Данное состояние является результатом развития промышленности, загрязнения мусором, а также выбросом в атмосферу выхлопных газов автомобилей с ДВС. Поэтому одним из способов улучшения экологии является отказ от автомобилей с ДВС в пользу автомобилей на экологически чистых видах топлива. Учитывая преимущества и недостатки электричества, оно является самым перспективным экологически чистым видом топлива. Электрический автомобиль - автомобиль, приводимый в движение одним или несколькими электродвигателями с питанием от автономного источника электроэнергии.[1] Следовательно, электрические автомобили – транспорт будущего. По этой причине, необходимо ознакомиться с их устройством и принципом действия в настоящее время.

Устройство электрического автомобиля включает в себя следующие основные элементы: электродвигатель, литий-ионная аккумуляторная батарея, инвертор, интегрированное зарядное устройство, электронный контроллер управления элементами системы и трансмиссия. [2]

Электродвигатель является важнейшим элементом в электромобиле, так как именно он преобразует электрическую энергию в механическую энергию, приводящую в движение электромобиль. Он состоит из двух основных элементов: статора и ротора.

Аккумуляторная батарея предназначена для обеспечения током электродвигателя. В настоящее время, в большинство электромобилей устанавливают литий-ионные аккумуляторные батареи, так как они обладают высокой емкостью, низким саморазрядом и не требуют обслуживания во время эксплуатации. Например, в электромобиле Tesla «Model S» установлена литий-ионная аккумуляторная батарея, состоящая из 16 модулей, параллельно соединенных между собой. В каждом модуле размещено 74 литий-ионных элементов. Благодаря литий-ионной аккумуляторной батарее электромобиль Tesla «Model S» на одном заряде может проехать около 400 километров.

Инвертор необходим для преобразования постоянного электрического тока, вырабатываемого аккумуляторной батареей, в переменный электрический ток для последующей подачи на электродвигатель. Кроме того, инвертор может изменять частоту и амплитуду переменного тока, тем самым изменяя скорость и выходную мощность электродвигателя.

Интегрированное зарядное устройство необходимо для зарядки аккумуляторной батареи электромобиля от стандартной розетки.

Электронный контроллер управления элементами системы, получающий сигналы от входных датчиков, расположенных в электромобиле, предназначен для обеспечения полного функционирования всех систем электромобиля.

Так как электродвигатель, в отличие от ДВС, имеет широкий диапазон выходной мощности, в электромобилях применяются односкоростные коробки переключения передач. Также трансмиссия электромобиля включает в себя свободный дифференциал, который увеличивает крутящий момент.

Принцип действия электромобилей значительно отличается от обычных автомобилей. С помощью интегрированного зарядного устройства через стандартную розетку происходит заряд аккумуляторной батареи. Далее постоянный ток от аккумуляторной батареи поступает в инвертор, где он преобразуется в переменный ток. Переменный ток поступает на катушки индуктивности, находящиеся в электродвигателе. Принцип работы электродвигателя основан на принципе электромагнитной индукции, а именно: в статоре электродвигателя под действием катушек индуктивности возникает вращающееся магнитное поле, которое, в свою очередь, воздействует на обмотку ротора. В роторе индуцируется ток, тем самым вал ротора начинает вращаться, то есть возникает вращающий момент. Вращающий момент от электродвигателя поступает в коробку переключения передач. На выходе из коробки переключения передач он поступает в дифференциал. После дифференциала вращающий момент поступает к ведущим колесам, вследствие чего электромобиль совершает движение. Электронный контроллер управления элементами системы осуществляет комфортное и безопасное движение. [3]

На фоне ужесточающих экологических требований к производству автомобилей электромобили, с большой вероятностью, будут составлять основную часть мирового авторынка в недалеком будущем. Но для полного распространения электрического транспорта по всему миру необходимо решить ряд проблем. Основной проблемой является практически отсутствующая инфраструктура для эксплуатации электромобилей. Несмотря на это, в 2003 была основана компания «Tesla», специализирующаяся на производстве электромобилей. На данный момент, электромобили компании «Tesla» пользуются большим спросом. Таким образом, электрический транспорт, уже в скором будущем, станет основным транспортом на нашей планете.

Список литературы:

1. Что такое электромобиль? [Электронный ресурс] // Википедия: Свободная энциклопедия. - Режим доступа. - URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Электромобиль (Дата обращения 23.05.2022).
2. Устройство электромобиля [Электронный ресурс] // Электромобили. – Режим доступа. - URL: http://hybmotors.ru/ustroystvo-elektromobilya/ (Дата обращения 24.05.2022).
3. Принцип действия электромобиля [Электронный ресурс] // Всё для автолюбителя. – Режим доступа. – URL: http://autoleek.ru/dvigatel/jelektricheskij-dvigatel/ustrojstvo-jelektromobilja/ (Дата обращения 26.05.2022).