Hoe werkt een elektrische auto? Versnellingsbak in een elektrische auto - is die er of niet? [ANTWOORD]

Elektrische voertuigen - hoe werken ze? Hoe zijn ze gerangschikt? Zijn accu's van elektrische auto's zwaar? Duur? Is de versnellingsbak in een elektrische auto ingewikkeld? Hier is een korte inleiding op het onderwerp, de voordelen van elektrische voertuigen en hun nadelen.

Hoe werkt een elektrische auto?

inhoudsopgave

• Hoe werkt een elektrische auto?
• Accu's voor elektrische voertuigen: tot een halve ton onder de vloer, het duurste onderdeel
  • In welke eenheden wordt de batterijcapaciteit gemeten?
  • Wat zijn de capaciteiten van batterijen in elektrische voertuigen?
• De motor in een elektrisch voertuig: tot 20 toeren!
• Versnellingsbak elektrisch voertuig: slechts 1 versnelling (!)
  • Versnellingsbakken in elektrische voertuigen - zullen ze?
  • Twee motoren in plaats van een tweeversnellingsbak

Uiterlijk verschilt een elektrische auto niet fundamenteel van een conventionele auto met verbrandingsmotor. Dit herken je vooral aan het feit dat hij geen uitlaat heeft en net even anders klinkt. Dit betekent: praktisch klinkt niet en maakt geen lawaaibehalve het stille gefluit van de elektromotor. Soms (voorbeeldvideo):

Tesla P100D + BBS-wielen gehackt!

De fundamentele verschillen beginnen pas bij het chassis. Een elektrische auto heeft geen verbrandingsmotor, versnellingsbak (meer hierover hieronder) en een uitlaatsysteem. In plaats van hen een elektrische auto heeft grote accu's en een kleine elektromotor. Hoe klein? Ongeveer zo groot als een watermeloen. In de BMW i3 ziet het er zo uit:

Het ontwerp van de BMW i3, met naast elkaar liggende batterijen en een motortje dat de achterwielen aandrijft, is een glimmende ton aan de achterkant, waar oranje draden naartoe leiden (c) BMW

Accu's voor elektrische voertuigen: tot een halve ton onder de vloer, het duurste onderdeel

De grootste, duurste en zwaarste batterijen in een elektrisch voertuig zijn batterijen. Dit is een complexe analoog van de klassieke brandstoftank, die de opgewekte energie direct bij de energiecentrale opslaat. Een eenvoudiger transport is moeilijk voorstelbaar: het start op de turbine van een elektriciteitscentrale en gaat via een kabel rechtstreeks naar een strijkijzer, computer of elektrische auto.

Hoe groot zijn de batterijen in een elektrische auto? Ze nemen het hele chassis in beslag. Hoe duur? De kosten van de kit op de foto bedragen ongeveer PLN 30. Zo zwaar? Voor elke 15 kilowattuur is de batterijcapaciteit vandaag ongeveer 2017 kilogram in 100, inclusief de behuizing en koel- / verwarmingsapparatuur.

In welke eenheden wordt de batterijcapaciteit gemeten?

Maar precies "kilowattuur" - wat zijn deze eenheden? Welnu, de capaciteit van een batterij wordt gemeten in eenheden van energie, dat wil zeggen kilowattuur (kWh). Ze moeten niet worden verward met de eenheid van vermogen (kilo) watt (kW). We kennen deze aggregaten van onze elektriciteitsrekening, die we gemiddeld elke twee maanden betalen.

Dwarsdoorsnede van de vorige generatie Nissan Leaf. Aan de rechtervoorzijde van de auto bevindt zich een oplaadaansluiting. De motor zit in het midden tussen de wielen (zwarte buis onder de oranje draden) en de accu's zitten dichter bij de achterwielen van de auto (c) Nissan

Een gemiddeld huishouden verbruikt zo'n 15 kilowattuur energie per dag en elke kilowattuur kost niet meer dan 60 cent. Ongeveer evenveel energie verbruikt een zuinige bestuurder van een elektrische auto - maar dan over 100 kilometer.

> Hoe kilowattuur (kWh) elektrische auto-energie omrekenen naar liters brandstof?

Batterijen: 150 tot 500 kilogram

Batterijen zijn een van de zwaarste componenten in een elektrische auto. Ze wegen zo'n 150 tot zo'n 500 kilogram (een halve ton!). Tesla Model 3-batterijen met een capaciteit van iets meer dan 80 kilowattuur wegen bijvoorbeeld 480 kilogram - en Tesla is een leider in gewichtsoptimalisatie!

Batterijen (midden) en motor (achterkant) in een Tesla Model 3 (c) Tesla

Wat zijn de capaciteiten van batterijen in elektrische voertuigen?

Auto's geproduceerd in 2018 zijn uitgerust met batterijen met een capaciteit van 30 (Hyundai Ioniq Electric) tot ongeveer 60 kilowattuur (Opel Ampera E, Hyundai Kona 2018) en van 75 tot 100 kilowattuur (Tesla, Jaguar I-Pace, Audi e-tron Quattro). Over het algemeen: hoe groter de accu, hoe groter de actieradius van de elektrische auto, en voor elke 20 kilowattuur batterijcapaciteit moet je minimaal 100 kilometer kunnen rijden.

> Elektrische voertuigen 2017 met maximale gangreserve op een enkele lading [BEOORDELING TOP 20]

De motor in een elektrisch voertuig: tot 20 toeren!

De motor van een elektrische auto is een eenvoudig ontwerp, al meer dan 100 jaar bekend, uitgevonden door de in Servië geboren uitvinder Nikola Tesla. In het ergste geval bestaat een elektromotor uit enkele tientallen onderdelen en een verbrandingsmotor uit enkele tientallen. duizend!

Het werkingsprincipe van een elektromotor is heel eenvoudig: er wordt een spanning op gezet, waardoor deze in beweging komt (rotatie). Hoe hoger de spanning, hoe hoger de snelheid.

De Tesla motor met versnellingsbak zit in een zilveren koker. De versnellingsbak bevindt zich onder de wit met grijze behuizing, waardoor het motortoerental wordt overgebracht op de cardanas en wielen. Toelichtende tekening (c) Technische noten

De gemiddelde benzineauto heeft een toerentellerschaal van 0 tot 7 tpm, terwijl de gemiddelde dieselauto een snelheid van 000 tpm heeft. Het rode veld, dat het gevaar van motorstoring aangeeft, begint eerder, bij 5-000 duizend tpm.

Ondertussen bereiken de motoren in elektrische voertuigen zelfs een paar duizend toeren. Tegelijkertijd hebben ze een uitstekende efficiëntie omdat ze doorgaans meer dan 90 procent van de toegevoerde energie omzetten in beweging - bij verbrandingsmotoren is een efficiëntie van 40 procent een groot succes, dat alleen wordt bereikt met enige technische voorwaarde. -kunstmatige auto's.

> Hoe efficiënt is de elektromotor? ABB bereikte 99,05%

Hoe werkt een elektrische auto? | Tesla Model S

Versnellingsbak elektrisch voertuig: slechts 1 versnelling (!)

Het meest interessante element van moderne elektrische voertuigen zijn transmissies, die ... niet bestaan. Ja Ja, Elektrische auto's hebben meestal maar één versnelling (plus het omgekeerde, dat wil zeggen, dat wordt verkregen wanneer de spanning terug wordt toegepast). De motor is met de wielen verbonden door een heel eenvoudig tandwiel dat de snelheid van de motor verlaagt in het bereik van 8-10: 1. Dus 8-10 omwentelingen van de motoras is 1 volledige omwenteling van de wielen. Zo'n transmissie bestaat meestal uit drie versnellingen die constant in elkaar grijpen:

Waarom hebben elektrische voertuigen maar één versnelling? Het lijkt erop dat de fabrikanten het gewicht van de machines niet wilden verhogen en het zichzelf moeilijk wilden maken. Elektromotoren genereren vanaf het begin een zeer hoog koppel, wat dikke en duurzame tandwielen vereist. In dit geval kan de as van de elektromotor zelfs draaien met een snelheid van 300 omwentelingen per seconde (!).

Al deze eigenschappen zorgen ervoor dat de versnellingsbak in de elektromotor extreem robuust moet zijn en tegelijkertijd in honderdsten van een seconde moet schakelen, wat de kosten van een elektrisch voertuig aanzienlijk verhoogt.

Versnellingsbakken in elektrische voertuigen - zullen ze?

Sterker nog, ze zijn er al. De foto die u hierboven ziet, is eigenlijk een dwarsdoorsnede van een prototype van een transmissie met twee snelheden voor een elektrisch voertuig. De Rimac Concept One maakt gebruik van tweeversnellingsbakken (dus de versnellingsbak is er al, dat zijn versnellingsbakken!). Ook verschijnen de eerste prototypes van de drieversnellingsbak.

deze elektrische auto versnellingsbak ze zijn belangrijk omdat ze enerzijds de auto snel laten accelereren en anderzijds de motor bij het rijden op de snelweg langzamer laten draaien (= minder energieverbruik), d.w.z. ze verhogen effectief het motortoerental. auto kilometers.

Twee motoren in plaats van een tweeversnellingsbak

Tegenwoordig heeft Tesla het gebrek aan versnellingsbakken op zijn eigen manier aangepakt: auto's met twee motoren hebben verschillende transmissies en vaak twee verschillende motoren voor en achter. De achteras kan sterker zijn en een hogere overbrengingsverhouding hebben (bijv. 9:1) om het koppel beter te benutten en het voertuig te versnellen. De voorkant kan op zijn beurt zwakker zijn (= minder stroom verbruiken) en een lagere overbrengingsverhouding hebben (bijvoorbeeld 7,5: 1) om het stroomverbruik over lange afstanden te verminderen.

Bovenstaande gegevens zijn bij benadering en sterk afhankelijk van de versie en het model van het voertuig. Maar de verschillen zijn merkbaar. Zo heeft de Tesla Model S 75 een actieradius van slechts 401 kilometer, terwijl de Tesla Model S 75D (“D” voor versie met vierwielaandrijving) al een actieradius heeft van 417 kilometer:

> Tania Tesla S keert terug in de aanbieding. S 75 te koop 2018

Dit kan je interesseren: