УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АВТОМОБИЛЕЙ

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 23.07.2019).
2. Устройство электромобиля  [Электронный ресурс] // Электромобили. – Режим доступа. - URL: http://hybmotors.ru/ustroystvo-elektromobilya/ (Дата обращения 24.07.2019).
3. Принцип действия электромобиля [Электронный ресурс] // Всё для автолюбителя. – Режим доступа. – URL: http://autoleek.ru/dvigatel/jelektricheskij-dvigatel/ustrojstvo-jelektromobilja/ (Дата обращения 26.07.2019).