كيف تعمل السيارة الكهربائية / هندسة السيارة الكهربائية

كيف تعمل السيارة الكهربائية من الألف إلى الياء؟ إذا كان المبدأ أبسط وأسهل في الفهم من مبدأ المحرك الحراري ، فلا يزال من المثير للاهتمام النظر إلى الطريقة (الطرق) بمزيد من التفصيل.

لذلك لنبدأ بالعمارة الأساسية.

هندسة المركبات الكهربائية

لنبدأ بالأساسيات ، وهي العناصر الأساسية التي يتكون منها نظام الجر في السيارة الكهربائية:

التحكم / تعديل التدفقات الكهربائية

محول DC / DC

يتم استخدامه لتحويل الجهد العالي (330 فولت) من بطارية ليثيوم أيون إلى بطارية حمض الرصاص (12V). لذا 330 فولت >> 12 فولت

شاحن / مقوم على متن الطائرة

إنه يحول التيار المتردد القادم من المخرج إلى تيار مباشر مخصص لبطارية الطاقة.

آلة حاسبة / عاكس / مقوم

إنها آلة حاسبة للطاقة تتحكم في أشياء كثيرة ... إنها تتحكم في تدفق الطاقة بفضل المستشعرات العديدة الموجودة بها. على سبيل المثال ، عندما أقوم بالتسارع ، أضغط على جهاز استشعار (دواسة) يسمى مقياس الجهد (وهذا هو نفسه في مركبات الاحتراق الداخلي الحديثة) ، ثم يتحكم الكمبيوتر في تدفق الطاقة التي سيتم إرسالها إلى المحرك وفقًا "لدرجة" من التسارع. ". نفس الشيء ، عندما أحرر الدواسة ، فإنها ستدير استعادة الطاقة عن طريق إرسال العصير الذي ينتجه المحرك الكهربائي (وبالتالي يمكن عكسه) إلى البطارية أثناء تنظيم التدفق الكهربائي.

يمكن أن يولد تموجًا حاليًا باستخدام قاطع (بطارية إلى محرك) أو حتى تصحيح التيار (استعادة الطاقة البديلة لبطارية التيار المستمر).

تعبئة رصيد؟ بديل ومستمر؟

يمكن شحن السيارات الكهربائية بالتيار المتردد أو التيار المستمر.

AC (أجهزة الشحن المنزلية والصغيرة)

في المنزل ، سنتعامل مع التيار المتردد ، والذي يجب أن يمر عبر المعدل الداخلي للسيارة: AC / DC. هذا ما يحد من سعة إعادة الشحن ، لأن هذا المعدل لا يمكن أن يكون له سعة كبيرة: التكلفة والحجم. بعد ذلك ، سنقتصر على ما يزيد قليلاً عن 20 كيلو واط للسيارات الأكثر تجهيزًا ، وبشكل عام سنكون حوالي 10 كيلو واط إذا كان لديك إعداد كهربائي جيد للوصول إلى هذا المستوى. في الأساس ، يوفر المنفذ الكلاسيكي 2.7 كيلو واط ، على الرغم من أن السيارة يمكنها التعامل مع المزيد (هنا نحن مقيدون بما يوفره المنفذ الكهربائي عند مستوى الأمبير).

على سبيل المثال ، في الطراز 3 ، سيتم توصيله بالمنزل بموصل من النوع 2 ، لأنه تيار متردد. وبالتالي ، فإن المحول الداخلي يجعل من الممكن امتصاص الشحنات الزائدة بمستوى طاقة يصل إلى 11 كيلو واط. يمكن أن يصل طراز S إلى ما يصل إلى 22 كيلو واط في الإصدارات حتى عام 2016 (تقتصر وظيفة S و X على 16.5 كيلو واط).

DC: منفاخ طاقة عالية

من ناحية أخرى ، تعمل الشواحن الفائقة بالتيار المباشر ولا تحتاج إلى المرور عبر محول داخلي في السيارة: في هذه الحالة ، يمكن أن تكون طاقة إعادة الشحن ضخمة: حتى أكثر من 250 كيلو واط.

عندما نقوم بالشحن بالتيار المباشر (السعة العالية) ، لدينا مقبس آخر في الطراز 3 (على طراز S / X ، شكل المقبس ، من ناحية أخرى ، متطابق ، لكن المعيار الأوروبي يشير إلى CCS / Combo قابس كهرباء)

هنا مقبس يسمى Combo أو CCS

تخزين الطاقة

بطارية

إنه عنصر يخزن الطاقة الكهربائية في محلول كيميائي. تم استخدام بطاريات الرصاص الحمضية سابقًا في التسعينيات ، مما أدى إلى استقلالية محدودة وبصمة كبيرة جدًا. حاليًا ، يتم استخدام بطاريات الليثيوم ، والتي تعمل وفقًا لمبدأ مماثل ، ولكنها أكثر كفاءة. ببساطة ، إنه محلول كيميائي يمكننا من خلاله استخراج الإلكترونات. بعد أخذ كل شيء منه ، يصبح هذا الحل مستقرًا: لا يوجد اختلال في التوازن بين المحطات 90 و + ، لذلك لا يلزم تناول المزيد من العصير. لإعادة شحن البطارية ، يتم إعادة إدخال الإلكترونات إلى الطرف - لإعادة المحلول إلى حالة عدم التوازن وإعادة العصير بين المحطات - و +. إذا كنت تريد معرفة المزيد حول كيفية عمل بطاريات الليثيوم أيون ، فقم بإلقاء نظرة هنا.

اكتشف المزيد عن بطاريات الليثيوم أيون هنا.

خلية الوقود

خلية الوقود هي نوع من البطاريات ، والفرق هو أنها مشحونة بملئها بالوقود بدلاً من إعادة حقن الإلكترونات (ومن ثم الكهرباء). وبالتالي ، فهي طريقة أسرع لإعادة التزود بالوقود ، أكثر بكثير من بطاريات الليثيوم أيون ، على الرغم من محطات الشحن السريع الفعالة إلى حد ما.

للأسف ، إذا كان الهيدروجين هو الذرة الأكثر شيوعًا في الكون ، فلن يكون هناك الكثير منه على الأرض بعد الآن (الشمس مليئة به ، تضغطه أمام أعيننا) ... لأن كل ما يحيط بنا كان قائمًا على الهيدروجين ، الذي كان مضغوطًا جدًا في النجوم ، مما أدى إلى ولادة مواد أثقل: الكربون والحديد والماء ، وما إلى ذلك (تمامًا ... كل شيء آخر تمامًا). في بداية الكون لم يكن هناك سوى الهيدروجين ، إنه أبسط ذرة: بها بروتون وإلكترون! لا يمكننا أن نفعل أقل من ذلك ، فهذه هي أخف مادة.

نجحنا في إنتاجه (أو بالأحرى استخراج المواد منه) ، لكنه مكلف للغاية من حيث الوقود الأحفوري ، لذا فهو ليس مثاليًا.

انظر كيف تعمل خلية الوقود

عملية أخرى؟

هناك آلاف الطرق للتلاعب بالإلكترونات ، كل ما تبقى الآن هو إيجاد محلول كيميائي لا يلوث البيئة ويمكن أن يتراكم الإلكترونات فيه بسرعة. سيكون Zync خيارًا رائعًا ، لكنني لا أعرف بعد الآن.

محرك كهربائي

يعمل المحرك الكهربائي وفقًا لمبدأ الفيزياء. يتعلق الأمر باستخدام القوة الكهرومغناطيسية لخلق الحركة.

لقد اكتشف العلم بالفعل أن "بشرة" الذرات تتكون من إلكترونات. تحتوي بعض الجلود على "فائض" من الإلكترونات ، والتي يمكن أن تنتقل بعد ذلك من ذرة إلى أخرى (هذه مواد موصلة ويسمى هذا التيار الكهربائي). يمكن تحريك هذه الإلكترونات عن طريق إرسال حزم كهرومغناطيسية (ضوء) ، ولكن أيضًا عن طريق تعريضها لمجال مغناطيسي (مغناطيس ، لكن ضع في اعتبارك أن الضوء والمجال المغناطيسي مرتبطان ببعضهما البعض).

لذلك ، كانت لدينا فكرة لتحريك المغناطيس بجوار السلك المعدني ، وأدركنا أن هذا ينتج تيارًا (يسير في اتجاه حركة المغناطيس. يدفع الأخير الإلكترونات نحو سطح الذرات). لذلك أنشأنا بسرعة تجميعات دائرية أكثر ذكاءً: وضعنا مغناطيسًا دوارًا في منتصف ملف نحاسي (يمكننا أيضًا القيام بالعكس ، النحاس في المنتصف والمغناطيس على الأطراف. ما نراه في المحركات الكهربائية) ، مما يعطي ثابتًا الكهرباء عندما يدور (المغناطيس). لذلك ، وجدنا هنا بشكل أساسي الجانب القابل للانعكاس للمحرك الكهربائي. لأننا هنا ننجح في إنتاج الكهرباء بعد الحركة ، ولكن ليس حركة الكهرباء (ما نبحث عنه هنا لسيارتنا الكهربائية).

ثم حاولنا ببساطة القيام بالعكس: في نظامنا المغناطيسي الدوار ، قمنا بتطبيق الكهرباء على الملف. ثم معجزة ، بدأ المغناطيس بالدوران ....

هذا جانب مثير جدًا للاهتمام من المحرك الكهربائي ،

يمكنه فعل شيئين في نفس الوقت

: خلق الحركة عند تلقي الكهرباء ou توليد الكهرباء إذا قمنا بتشغيلها.

بشكل عام ، يكون الجزء المتحرك حثيًا / غير متزامن ، مما يعني أنه يحتوي (بدلاً من المغناطيس كما في الرسم التخطيطي) على ملفات صغيرة يتم فيها تحفيز الكهرباء (وبالتالي المغنطة) بواسطة المجال المغناطيسي للجزء الثابت. لكن المبدأ هو نفسه دائمًا: حرك المغناطيس أمام النحاس وسوف تولد الكهرباء ، أو ترسل الكهرباء عبر النحاس وستجعل المغناطيس يتحرك. ناهيك عن أنه عندما يتم تمرير الكهرباء عبر الملف ، يتم إنشاء مغناطيس.

لذلك ، من الضروري أن نفهم أن الحركة ونقل الطاقة يحدثان دون اتصال بين الجزء الثابت والدوار: القوة المغناطيسية (القوة المغناطيسية) هي التي تجعل الأشياء تتحرك. وبالتالي ، ليس هناك شك حول مستوى التآكل.

لتغيير اتجاه المحرك (وبالتالي ، التبديل إلى الترس العكسي) ، يكفي إرسال التيار في الاتجاه الآخر.

اقرأ المزيد حول كيفية عمل المحرك الكهربائي هنا.

صندوق التروس

محرك كهربائي ذو نطاق تشغيل مرتفع للغاية (مثل 16000 دورة في الدقيقة على طراز S) وعزم الدوران المتاح بسرعة (كلما انخفض عدد الدورات في الدقيقة ، زاد عزم الدوران لدينا) ، لم تكن هناك حاجة لإنتاج علبة تروس.

لذلك ، لدينا نوع من المحركات متصل مباشرة بالعجلات! لن تتغير نسبة التروس عند 15 أو 200 كم / ساعة.

من الواضح أن إيقاع المحرك الكهربائي لا يتطابق تمامًا مع إيقاع العجلات ، فهناك ما يسمى بمعدات التخفيض.

في الطراز S ، تبلغ النسبة تقريبًا 10: 1 ، مما يعني أن العجلة ستدور أبطأ 10 مرات من المحرك الكهربائي. عادة ما يتم تحقيق نسبة التروس عن طريق التروس الكوكبية ، والتي تُعرف في الغالب في ناقل الحركة الأوتوماتيكي.

بعد هذا التخفيض ، أخيرًا ، هناك فرق يسمح للعجلات بالدوران بسرعات مختلفة.

يمسك؟

ليست هناك حاجة إلى القابض أو محول عزم الدوران ، لأنه إذا كان يجب أن يكون المحرك الحراري يتحرك باستمرار ، فهذا ليس هو الحال بالنسبة للمحرك الكهربائي. لذلك ، ليس لديها سرعة تباطؤ ولا تتطلب القابض الذي يربط العجلات والمحرك: عندما تتوقف العجلات ، ليست هناك حاجة لفك الارتباط.

كل التعليقات وردود الفعل

Dernier تم نشر التعليق:

GED (التاريخ: 2021 ، 07:14:08)

ما هو سلوك السيارة الكهربائية في الشتاء على الثلج؟ في درجات حرارة سلبية؟

Il أنا. 1 رد الفعل (ردود) على هذا التعليق:

• مدير مدير الموقع (2021-07-15 08:26:20): السلوك على الطريق أو على مستوى البطارية.

  طلب غامض للغاية.

(ستكون مشاركتك مرئية تحت التعليق بعد التحقق)

اكتب تعليق

ما رأيك في تطور الجولف؟