Какой мощности двигатель нужен для электромобиля

Двигатель внутреннего сгорания – преимущества и недостатки

Его используют в обычных автомобилях, которые необходимо заправлять бензином, газом или же дизелем. Принцип работы простой – из топлива сделать механическую силу для движения транспорта. Но его устройство отличается от видов двигателей для электромобилей, что порой даже опытным автомобилистам сложно разобраться в его устройстве, чтобы починить. Есть несколько характеристик, по которым можно разделить все двигатели:

• по принципу преобразования топлива в энергию;
• по количеству циклов;
• по виду топлива, который необходимо использовать.

Если с последним пунктом все ясно, тогда стоит разобраться с первыми двумя. По принципу преобразования их тоже можно поделить на несколько категорий:

• с турбиной;
• поршневой;
• реактивный;
• комбинированный.

С количеством тактов тоже не все так сложно – 2-х и 4-х такта. Электромобили с бензиновым двигателем работают по принципу 4-х тактов. У таких устройств есть много преимуществ:

1. Автономная работа.
2. Невысокая цена.
3. Подходит любое топливо.
4. Надежность.

Но наряду с этим есть и недостатки, которые также нужно отметить:

1. Низкий КПД.
2. Создает много шума во время работы.
3. Выделяет токсические вещества.

Сравнивать ДВС и двигатель для электромобиля купить стоит по таким же критериям, поэтому сейчас рассмотрим второй вариант.

Преимущества и недостатки электродвигателей

Выделим достоинства электрических агрегатов:

• высокий коэффициент полезного действия – до 95 процентов;
• компактность, малый вес;
• простота использования;
• экологичность;
• долговечность;
• создается максимальный показатель крутящего момента на любой отметке скорости;
• воздушное охлаждение;
• способны функционировать в режиме генератора;
• не нужна коробка передач;
• возможность рекуперации энергии торможения.

В качестве примера удачной разработки модели с высокими характеристиками можно привести мотор от Yasa Motors. Инженеры компании создали агрегат, который при весе 25 кг способен выдавать до 650 Нм крутящего момента.

Электродвигатель Yasa Motors

Что касается недостатков непосредственно электродвигателя, то их нет. Больше вопросов вызывает питание агрегата, что, собственно, и тормозит распространение, широкое использование технологии. Поэтому на данный момент большей популярностью пользуются гибридные авто, нежели электромобили. Благодаря такой схеме увеличивается запас хода, позволительно использовать менее мощные и дорогостоящие аккумуляторные батареи.

Как устроен электромотор

Все мы примерно представляем процессы, которые происходят в ДВС. А вот электромобили с батей в гараже еще вряд ли кто-нибудь разбирал. Но уже, кажется, пора вникать, как там что устроено. Благо в электрокарах все намного проще, чем в случае с бензиновыми или дизельными машинами, а многое вовсе продублировано. Вот разберем, например, электромотор. Перенесемся в 9-й класс школы прямиком на урок физики. Тема урока — «Закон электромагнитной индукции».

Это просто электромотор. Не автомобильный

Помните, как учитель демонстрировал катушку и магнит, на примере которых нам объясняли действие этого закона? Если подать ток на обмотку медной проволоки, на ней возникнет электромагнитное поле

И если рядом находится магнит (неважно, постоянный или электромагнит), он начнет взаимодействовать с катушкой. Магнит будет крутиться, то есть совершать некую физическую работу. Это и есть принцип работы электромотора

Есть и обратный процесс: если мы физически заставим магнит крутиться, то зафиксируем возникновение излишков тока на обмотке. Кто первый сказал слово «рекуперация»? Все правильно, она родимая! По сути, таков принцип работы стартера и генератора в вашей машине. Так вот электромотор во всех электрокарах умеет переключаться из режима стартера в режим генератора

Это и есть принцип работы электромотора. Есть и обратный процесс: если мы физически заставим магнит крутиться, то зафиксируем возникновение излишков тока на обмотке. Кто первый сказал слово «рекуперация»? Все правильно, она родимая! По сути, таков принцип работы стартера и генератора в вашей машине. Так вот электромотор во всех электрокарах умеет переключаться из режима стартера в режим генератора.

Основные части электромотора — это статор и ротор. Статор представляет собой полый корпус с обмоткой из медной проволоки, которая намотана в три фазы (двигатель I-Pace работает на трехфазном токе переменного типа). Внутри на оси крутится ротор с постоянными магнитами. Вот и все! Подали ток на обмотку статора, и он вращает ротор, который через редуктор передает крутящий момент на колесо. Проще простого.

При распространении электрокаров из обихода автолюбителей исчезнет страшное словосочетание «ресурс двигателя». Ведь мы имеем дело с двумя элементами, которые даже не соприкасаются друг с другом (статор и ротор имеют между собой воздушную прослойку). Здесь практически нет никакого нагревания, здесь нечего смазывать и нечего обслуживать. Через несколько сотен тысяч километров, возможно, придется профилактически поменять подшипники. Троллейбусы, выпущенные в СССР, до сих пор катаются с родными электромоторами. Регламент профилактического обслуживания такого агрегата составляет раз в 2 млн км. Электродвигатель имеет два состояния — либо он работает, либо не работает. Сломаться там нечему. Больше вопросов к программному обеспечению и ресурсу батареи.

Прорезь в капоте сквозная. Она позволяет оптимизировать воздушные потоки, проходящие мимо машины. Кстати, именно аэродинамика стала причиной столь необычной для Jaguar формы задней части

Обратите внимание, что заднее стекло лишено дворника. Во время поездок по заснеженному Подмосковью стекло пятой двери у нас оставалось чистым! 

Нужна ли электромобилю трансмиссия?

Это очень интересный вопрос, на котором был сделан акцент ещё в начале статьи, ведь несведущие юзеры действительно не знают, есть ли на электрокарах коробка передач, вернее они думают, что по традиции точно есть. Так вот, коробка передач в электрической машине в привычном понимании практически не используется, её место занимает простенький редуктор с одной ступенью. Он преобразует высокие обороты электромотора в более низкие, которые требуются для передачи на ведущие колёса транспортного средства.

Очень эффективным решением является мотор-колесо, когда весь электродвижок дислоцируется непосредственно в ступице колеса. Поэтому, сами понимаете, потребность в трансмиссии здесь просто отпадает сама собой. Однако у такой компоновки имеет место и недостаток: по причине увеличения неподрессоренной массы на колёсах, даёт о себе знать ухудшение управляемости авто. Подробнее о мотор-колёсах для электромобиля писалось в этой теме, так что, данная разработка без сомнений имеет перспективы, но, к сожалению, развивается всё это мероприятие довольно медленно.

Конечно, бывают случаи, когда коробка передач всё-таки присутствует на электрифицированном автомобиле, но здесь речь идёт о «домашних» переделках: типа ВАЗовская классика и иже с ней с электродвигателем под капотом. Естественно, это не электромобиль с чистого листа, а всего лишь переделанный ДВС-ник. Подробнее от таких технических манёврах можно узнать из этой статьи.

Как из «Жигулей» сделать электрокар своими руками (много фото)

Электрификация транспорта шагает по планете. Сегодня любой начинающий кулибин может собрать электрокар на базе старых «Жигулей».

Собственно для этого нужно заказать из Китая электромотор подходящей мощности, блок управления или контроллер и приобрести сами батареи. Некоторые китайские компании предлагают купить весь набор в сборе с инструкцией по установке.

Основные серьезные переделки будут касаться только крепления электромотора и изготовления переходной плиты для соединения электродвигателя со штатной коробкой передач.

Сегодня наткнулся на очередную видео инструкцию по переделке обычного ВАЗ 2106 в электрокар с запасом хода 200 километров. Давайте посмотрим, как это делается.

Для начала нужно выкинуть на помойку ДВС, выхлопную систему, генератор, навесное. По сути нужно оставить только штатную коробку и элементы трансмиссии.

Теперь необходимо соединить электромотор с коробкой передач, то есть сделать из них единое целое. Некоторые для этого делают переходную плиту. Но можно сделать более дешевую конструкцию сваренную из обычных уголков. Для этого примеряем электродвигатель к коробке и снимаем размеры.

Теперь необходимо из уголков сварить переходную плиту, плюс раму для электромотора, что бы поставить его на штатные места крепления (подушки двигателя).

В качестве основного элемента сцепления послужит специальная соединительная муфта с датчиком оборотов. С одной стороны в муфту втыкается вал электромотора, с другого конца втыкается первичный вал КПП. Это изобретение китайских инженеров позволит обойтись без сцепления, как такового. Датчик оборотов нужен за контролем того, чтобы коробка не развалилась от мощи самого электромотора. Ведь предельные обороты у электродвигателя выше, чем обороты у обычного бензинового мотора.

В общем коробка с помощью уголков сваренных в переходную плиту и приваренной рамой для крепления электромотора на штатные подушки собраны.

Можно ставить всю конструкцию на штатные крепления в моторный отсек ВАЗ — 2106. Сколько места лишнего образовалось ;-)))

Поехали дальше, теперь нужно установить контроллер. То есть мозги силового агрегата. Именно контроллер будет подавать электричество на двигатель. Чем больше электричества, тем выше обороты. То есть чем сильнее вы жмете на педаль газа, на которой теперь висит датчик, тем быстрее едите.

Кстати, вместе с набором по переделке любого авто в электрокар китайцы предлагают подробную инструкцию. Правда на китайском языке. Примерно такую.

В принципе осталось собрать батареи в единый блок и бросить их в багажник. Хотя зачем в багажник, когда полно места под капотом.

Внутренняя конструкция электрического авто

Большинство современных электрокаров имеет похожее устройство. Различаются они между собой мощностью батареи, количеством электромоторов, аэродинамикой и внутренним оснащением.

 Основными элементами конструкции электромобиля являются:

1. Аккумуляторная батарея.
2. Электродвигатель.
3. Трансмиссия.
4. Бортовое зарядное устройство.
5. Инвертор.
6. Преобразователь постоянного тока.
7. Электронная система управления.
8. Ходовая часть.

Батарея – главный компонент электромобиля. Она обеспечивает электричеством тяговый электромотор и аксессуары транспортного средства. В современных электрокарах она расположена в подпольном пространстве. Преимуществом такого размещения является низкий центр тяжести и освобождение полезного пространства в салоне и багажнике.

Батарея состоит из ячеек, каждая из которых содержит несколько десятков обычных бытовых литий-ионных батареек типа ААА. Такое решение позволяет быстрее охлаждать быстро нагревающиеся элементы. Система охлаждения имеет множественную сеть каналов, заполненных гликолевым хладагентом, контур движения которого связан с компактными радиаторами в передних воздухозаборниках. По этой причине большинство электромобилей имеют совершенно гладкий обтекаемый профиль. Ёмкость современных батарей в зависимости от класса электромобиля составляет от 40 до 100 кВт.ч, что позволяет проезжать от 150 до 400 км на одном заряде.

Порт зарядки позволяет электромобилю подключаться к внешнему источнику питания для зарядки тягового аккумулятора. На сегодня существует около 5 типов портов зарядных устройств. Производители стараются использовать наиболее популярный тип порта для большего охвата рынка.

Преобразователь постоянного тока в переменный

Это устройство под названием инвертор преобразует мощность постоянного тока высокого напряжения от тягового аккумуляторного блока в мощность переменного тока низкого напряжения, необходимую для работы электромоторов, аксессуаров автомобиля и зарядки вспомогательной батареи.

Основные характеристики тягового электродвигателя электрического автомобиля

В современных авто электродвигатель может быть от переменного или постоянного тока. Основной его задачей является передача на движитель авто крутящего момента. Основными характеристиками ТЭД помимо максимального крутящего момента и мощности, являются: частота вращения, ток и напряжение.

В автомобилях чаще используют коллекторные двигатели (один из них благодаря способности вращаться в обратную сторону, может работать как генератор). Но, в отдельных моделях устанавливают электрические моторы и других типов – магнитоэлектрические моторы, подразделяющиеся на двигатели переменного и постоянного тока. Тяговые двигатели электрические, установленные в электромобилях, от других электромоторов не отличаются по конструкции.

Smart Fortwo Eleсtric Drive за 1750000 руб.

Обзор

Это небольшой и бюджетный автомобильчик необычной внешности идеально подойдет для большого города. «На свет» он появился десять лет назад и сразу же нашел своего потребителя в Азии, Америке, Европе.

За минувшие годы внешность его менялась не один раз. Сегодня в движение его приводит двигатель электрический 74-сильный, питающийся от батареи 17 КВт/ч. Чтобы пополнить энергию до полной зарядки ей требуется 3-7 часов (от сети и станции соответственно).

Параметры

• В длину миникар — 2695 мм;
• В ширину -1559 мм;
• В высоту -1565 мм;
• Вес его – 900 кг;
• Дальность пробега – 145 км;
• Разгон до 100 км/ч – 11,5 сек.;
• Скорость ограничена 125 км/ч4
• Мест – 2;
• Дверей – 3.

Несмотря на «малый рост», движется авто (даже по российским дорогам) со скоростью 125 км/ч, покрывая 110 км без подзарядки.

Купить

Все об этих электромобилях знают в Moscow Tesla Club. Здесь приобрести можно новый электромобиль с задним приводом и машину с пробегом.

Предложения	Руб.
https://auto.yandex.ru/smart/fortwo/8349020/?from=wizard.model&rid=45	700-1100 тысяч
http://auto.ilsa.ru/catalog/smart/fortwo/	от 700000
http://electricmotorsclub.ru/купить-электромобиль/smart-fortwo-electric/	1750000
https://moscowteslaclub.ru/cars/47/	701334

«Сердце» электрокара — что оно из себя представляет?

К электрическому силовому агрегату устанавливаемому на электромобили, инженеры предъявляют особые требования, причём они достаточно жёсткие. Не первом месте у разработчиков стоит мощность мотора, варьирующаяся от нескольких десятков, до нескольких сотен кВт. Производители ставят на свои электрифицированные средства передвижения разные типы электродвигателей, отличающиеся устройством, принципом запитки и управления. Это могут быть электродвигатели постоянного и переменного тока, асинхронные и синхронные, коллекторные и бесщёточные.

Но, какой бы электрический мотор не установили конструкторы на своё детище, его характеристики, надёжность и простота эксплуатации весомо перебивают возможности ДВС.

Преимуществ тут целый набор:

1. Если брать по коэффициенту полезного действия, то тут у электромотора бесспорное превосходство над двигателем внутреннего сгорания: КПД электрического агрегата — 90-95%, КПД традиционных ДВС — 22-60%.

2. Максимальный крутящий момент доступен практически с первых секунд запуска электрического силового агрегата и кроме того, он держится на максимуме при любых оборотах.

3. Электродвигатели, которые устанавливаются на среднестатистический электромобиль, не нуждаются в принудительном охлаждении.

4. Электромотор может функционировать как генератор (в режиме рекуперации).

5. Электрический двигатель практически не нуждается в обслуживании.

Коллекторный и бесколлекторный приводы

Для подачи питания на движущуюся часть двигателя (якорь) была разработана такая схема:

На якоре все катушки соединяются с группой контактов, которая называется коллектором.

Коллектор (подвижная деталь) соединяется со статичной частью мотора через так называемые щетки. Это графитовые контакты, которые пружинами придавливаются к коллектору. При этом коллектор может свободно вращаться, не теряя контакта со щетками.

Конечно, в этой конструкции есть несколько недостатков:

• При резких перепадах напряжений (при старте или остановке) возникают довольно мощные искры.
• Щетки со временем стираются и их надо заменять. По сути это расходный материал.
• Количество оборотов ограничено.

Бесколлекторные электродвигатели (БД) лишены таких недостатков

Поэтому они получают все большее распространение и все чаще производители электрокаров обращают на них свое внимание. К таким моторам относятся современные универсальные приводы с электронным управлением

Реализация

Сервисный центр по обслуживанию электромобилей работает с 2014 года. За это время компания собрала компетентную команду специалистов, разбирающихся не только в автомобилях, но и в программном обеспечении.

«Четкое понимание того, как интегрируются компоненты электромобиля, как они увязываются в единую систему посредством софта, как новые компоненты взаимодействуют со штатными системами автомобиля, такими как тормоза или ABS, крайне важно как для обслуживания электромобилей, так и для конверсии автомобилей на классическом топливе в электромобили», — говорит Михаил Ефимов, соучредитель и генеральный директор EVC. Первым проектом EVC в 2017 году стала разработка и производство литий-ионной аккумуляторной батареи для электромобиля ИЖ Концерна «Калашников»

Вторым — переделка автомобиля Aston Martin DB9. В качестве электрической начинки использовались компоненты Tesla Model S: батарейка, два электродвигателя, вся электропроводка, водительский и центральный экраны

Первым проектом EVC в 2017 году стала разработка и производство литий-ионной аккумуляторной батареи для электромобиля ИЖ Концерна «Калашников». Вторым — переделка автомобиля Aston Martin DB9. В качестве электрической начинки использовались компоненты Tesla Model S: батарейка, два электродвигателя, вся электропроводка, водительский и центральный экраны.

Интеграция электромоторов на оси потребовала изменения конструкции подвески и геометрии аккумуляторной батареи, так как габариты Aston Martin отличаются от габаритов Tesla Model S. В автомобиле была полностью заменена электропроводка, кроме тех участков, которые нужны для интеграции штатных систем — тормозов, систем безопасности, освещения, системы кондиционирования

Также важной была адаптация ПО

Aston Martin получил литий-ионную батарею емкостью 75 кВт·ч, дающую запас хода порядка 350 км, два электромотора суммарной мощностью 500 л.с, разгоняющих электромобиль до 100 км/ч за 5,5 с.

Так выглядит превращение обычной машины в электромобиль

(Фото: из личного архива)

Владислав Мещеряков, соучредитель EVC, говорит, что сегодня компания получает все больше обращений и запросов на переделку частных автомобилей и коммерческих парков в электромобили. Для частных заказчиков это больше имиджевые проекты — возможность дать вторую жизнь любимому классическому автомобилю. А вот для компаний, управляющих большим парком транспорта, переход на электрическую тягу создает много возможностей для сокращения операционных затрат, связанных с заправкой и ремонтом, а также позволяет внедрить новейшие решения по управлению эффективностью парка.

Еще одним проектом, реализованным для частного заказчика, стал электрический Fiat Ducato. На нем первый раз была установлена аккумуляторная батарея собственной разработки. На автомобиль была установлена литий-титанатная батарея EVCLTO55, состоящая из четырех модулей суммарной емкостью 22 кВт·ч. Реальные тесты показали, что даже при полной загрузке (общая масса с водителем порядка 2,9 т) автомобиль проезжает на этой батарее 150 км. Это очень хороший результат с учетом небольшой емкости батарейки.

Моторы для электрокаров

Есть разделение по принципу работы:

• По типу тока – переменный, постоянный или гибридный. Они, в свою очередь, могут разделяться на такие типы:
  • синхронный;
  • асинхронный;
  • шаговые и сервоприводы – как правило, используются в промышленных станках для точного позиционирования рабочего инструмента.
  • коллекторный и безколлекторный.
• Мотор-колесо.

Каждый из этих приводов имеет свои особенности, которые определяют область применения. Поэтому давайте рассмотрим их подробнее.

Отличия по типу тока

Как мы знаем, существует два типа тока: переменный и постоянный.

По сути, такие моторы работают по схожим принципам: все отличия заключаются в способе питания привода. А он, в свою очередь, определяет некоторые особенности:

Электродвигатель постоянного тока имеет возможность более плавного и точного регулирования оборотов

А еще более высокий КПД, что очень важно в автомобилях. Но такой тип привода имеет и более высокую стоимость

Конструктивная особенность в том, что обмотка находится на роторе (он же называется якорем), который является подвижной вращающейся частью.

Они разделяются на два типа:

• Однофазный привод не имеет начального пускового момента, поэтому по большей части используется в бытовых приборах. Направление вращения определяется внешними силами в момент запуска.
• Трехфазные разделяются на два подвида:
  • с короткозамкнутым ротором;
  • С фазным ротором.

Именно трехфазные электроприводы могут быть синхронными и асинхронными. Как раз асинхронный мотор с короткозамкнутым ротором получил наибольшее распространение.

Суть универсальных приводов заключается в том, что вся работа контролируется платой управления. Такие двигатели называются ЕС (англ. electronically communicated). Ротор такого привода имеет постоянные магниты, а статор оснащен набором неподвижных катушек. Подключение осуществляется при помощи электронных схем: они могут переключать фазы в неподвижных катушках, что помогает поддерживать вращение ротора.

В нужный момент плата управления подключает подачу постоянного тока в определенной полярности. Это увеличивает точность электромотора. Благодаря такой конструкции и внешнему управлению двигатель ЕС не имеет ограниченной синхронной скорости вращения.

Особенности мотора-колесо

Современное мотор-колесо для электромобиля имеет несколько преимуществ:

• Устойчивость к перепадам температур.
• Простота и дешевизна в производстве (сборке).
• Низкий уровень шума при работе и малый вес.
• Надежность и долговечность.
• Простота в обслуживании.

По большей части это электродвигатели российского производства, так как изначально они были придуманы в РФ ученым Дуюновым, затем модернизированы.

Мотор-колесо состоит из тех же компонентов, что и обычный электродвигатель:

• ротор с магнитами;
• статор с катушками.

На статор подается электричество, которое при помощи катушек создает магнитное поле, воздействующее на магниты ротора, заставляя их вращаться. При этом все компоненты спрятаны внутри колеса.

Внутри ближе к центру оси располагается неподвижный статор с множеством катушек. Вокруг него подвижная часть – ротор с магнитами. Это традиционное расположение, но существуют варианты и с обратным порядком, когда вращающаяся часть находится внутри, а вокруг ротора располагается неподвижный статор. Такая конструкция имеет определенные преимущества, но реализовать ее технически сложнее.

Что такое электромобиль?

Внешний вид, кузов и салон электромобиля, а также грузоподъёмность, ничем не отличаются от традиционных средств передвижения оборудованных двигателями внутреннего сгорания. Но в то же время, именно то место, где покоится ДВС у обычной машины, у электрокара преобразовано в значительной степени. Электрический силовой агрегат оказался настолько совершенен, что у инженеров появилась великолепная возможность упростить конструкцию до предела, отказавшись от большого количества традиционных узлов и агрегатов. Что и говорить, затрат на обслуживание и ремонт транспортного средства у обладателей электрокаров существенно поубавилось. Кроме того, такие автомобили стали предельно надёжными в эксплуатации, да и разница в ценах на бензин и электричество — просто вселенская!

Citroen Berlingo First Electric за 1485000 руб.

Электрофургон от компаний Venturi и Citroen без труда перевезет полтонны груза на расстояние в 120 км, не требуя подзарядки. Батарея, установленная в нем, отличается необычной конструкцией, благодаря чему адаптирована к русским морозам и отлично себя ведет даже, когда за окном минус 40.

Общие показатели

• скорость наибольшая – 110 км;
• пробег – 120 км;
• грузоподъемность — 500 кг;
• мест для пассажиров – 2;
• двигатель – асинхронный;
• момент крутящий – 175 Нм;
• привод – передний;
• емкость аккумулятора – 23,5 кВт*ч;
• работает в диапазоне -40С до +50С;
• длительность зарядки от 220В – 6-7 часов;
• тормоза дисковые передние и барабанные –задние;
• размер колес — 175/65 R14;
• габариты – 4137х1724х1819 мм;
• вес- 1390 кг;
• база колесная – 2693мм.

Купить

Предложения	Руб.
http://bizorg.su/gruzovye-elektromobili-r/p199369-elektromobily-citroen-berlingo-first-electric	1485000
http://piter-ecomotors.ru/index.php?productID=1432	1587000