Электрическая трансмиссия для автомобиля

Устройство автомобилей

Бесступенчатые трансмиссии

Электрические и электромеханические трансмиссии

В электрической трансмиссии механическая энергия двигателя преобразуется в генераторе в электрическую энергию, и затем снова преобразуется в механическую в тяговых электродвигателях.

Очевидно, что двойное преобразование энергии из одного вида в другой связано с определенными потерями, однако, эти потери зачастую ниже потерь в механической трансмиссии, а кроме того, применение электрической трансмиссии имеет ряд существенных достоинств.

В первую очередь – это, конечно же, провода. Безусловно, электрическую проводку для подвода энергии к электродвигателю, установленному в колесе автомобиля, подвести значительно проще, чем от силовой установки к ведущему колесу посредством различного рода механических передач.
Во-вторых, электрические двигатели имеют приближенную к идеальной характеристику изменения крутящего момента в зависимости от частоты вращения вала (якоря). При увеличении частоты вращения крутящий момент на валу уменьшается, а при уменьшении частоты вращения – крутящий момент увеличивается, при этом произведение частоты вращения вала на крутящий момент в каждый момент времени остается постоянным (в идеале), равным мощности двигателя.

Исходя из приведенных выше доводов, становится очевидным, что электродвигатель является почти идеальной автоматической трансмиссией, самостоятельно подстраивающей величину крутящего момента на колесах автомобиля в зависимости от условий движения – возросла нагрузка, скорость снизилась – крутящий момент автоматически вырос.

Однако широко применять электродвигатели в качестве силовой установки современных автомобилей пока не удается, поскольку нет возможности запасаться электроэнергией в достаточном количестве впрок. Привязав автомобиль проводами к какому-нибудь источнику электрической энергии, мы лишим его автономности, а значит, и название «автомобиль» для такого транспортного средства потеряет смысл.
Современные аккумуляторные батареи тоже не способны обеспечить электромобиль достаточным запасом энергии для передвижения.

Многократное преобразование: тепловая энергия топлива – механическая энергия ДВС – электрическая энергия генератора – механическая энергия трансмиссии – электрическая энергия тягового электродвигателя – механическая энергия движителя (колеса) сопряжено со значительными потерями энергии и снижением КПД. Кроме того, чтобы обеспечить движение автомобиля с электрической силовой установкой в широком интервале тяговых усилий без применения дополнительной механической трансмиссии, необходим очень мощный, дорогой и тяжелый электрический двигатель, который сведет на нет все достоинства электропривода с экономической точки зрения.

Тем не менее, электрическая трансмиссия в совокупности с механической нашла применение на современных грузовых автомобилях повышенной грузоподъемности.

Основными элементами электрической трансмиссии (рис. 1, а) являются генератор 2, приводимый в действие двигателем внутреннего сгорания 1, и электрические двигатели 3, расположенные непосредственно в ведущих колесах автомобиля.
Достоинством данного вида трансмиссии является то, что генератор и тяговые электродвигатели могут устанавливаться в любом месте, диктуемом компоновкой автомобиля, при этом связь между ними поддерживается с помощью электрических проводов, которые можно проложить как угодно и где угодно, без ущерба внутреннему объему автомобиля.

Тем не менее, в таком упрощенном виде электрическая трансмиссия применяется редко. Чаще для увеличения крутящего момента в трансмиссию вводятся элементы механической трансмиссии. В таких случаях применяется один тяговый двигатель, а мощность к ведущим колесам передается посредством механических элементов – карданных передач и ведущих мостов (рис. 1, б).

При установке тяговых электродвигателей непосредственно в колесах автомобиля используют планетарные зубчатые редукторы с передаточным числом от 15 до 20. Колесо с электродвигателем и колесным редуктором называется электромотор-колесо .

Электромотор-колесо (рис. 2) является наиболее сложным элементом электромеханической трансмиссии, состоящим из следующих элементов: тягового электродвигателя 4, планетарного редуктора 1, ступицы 2 колеса с подшипниковыми узлами, фрикционного тормозного механизма 3, шины с ободом.
К конструкции электромотор-колесо могут также относиться отдельные узлы подвески, механизм переключения передач (при двухступенчатом редукторе) и некоторые другие элементы.

Электромеханические передачи нашли применение на автомобилях-самосвалах большой грузоподъемности. В частности, все самосвалы марки «БелАЗ» грузоподъемностью свыше 75 тонн оснащаются электромеханическими трансмиссиями.
В зарубежном автомобилестроении электромеханические трансмиссии также применяют на самосвалах большой грузоподъемности и на многозвенных автопоездах высокой проходимости. Перспективным считается применение электромеханических трансмиссий на многоприводных автомобилях высокой проходимости и автобусах большой вместимости.

Электрические передачи

В электрических передачах крутящий момент и мощность с ведущего звена (генератора) на ведомое звено (электромотор) передается электрическим током но проводам. Мощность N, кВт, в цепи постоянного тока определяется произведением напряжения U, В, и силы гока I, А:

Электрические передачи не обладают внутренним автоматизмом, для изменения передаточного числа требуется САУ. Однако для электрической передачи не нужен механизм реверса. Задний ход обеспечивается изменением направления вращения электромоторов. Обычно не нужна и муфта начала движения.

Рис. Схемы трансмиссий автомобилей с гидрообъемными или с электрическими передачами:
а — при использовании мотор-колес; б — при использовании ведущего моста; Н — насос; ГМ — гидромотор; Г — генератор; ЭМ — электромотор

Электропередачи (как и гидрообъемные передачи) по сравнению с фрикционными и гидродинамическими имеют гораздо более широкие компоновочные возможности. Они могут быть частью комбинированной электромеханической коробки передач при последовательном или параллельном соединении с механическим редуктором. Такие конструкции из-за больших размеров электромашин на автомобилях не применяются. Они могут быть частью комбинированной электромеханической трансмиссии, когда электромотор установлен перед главной передачей — см. рис. б (сохранен ведущий мост с главной передачей, дифференциалом, полуосями) либо в двух или во всех колесах установлены электромоторы — см. рис. а (они дополнены редукторами, выполниюшими функции главной передачи). Из-за малых потерь энергии в проводах обычно считают целесообразным применение электрической трансмиссии при любых расстояниях между генератором и электромоторами.

Рис. Мотор-колесо карьерного автомобиля-самосвала большой грузоподъемности:
первая ступень колесного редуктора: 2 — вторая ступень колесного редуктора; 3 — электромотор; 4 — тормозной механизм

В настоящее время электрические трансмиссии с мотор-колесами применяются на карьерных самосвалах большой грузоподъемности (самосвалы БелАЗ грузоподъемностью 75 т и выше), а также на многозвенных автопоездах высокой проходимости с активными прицепами. Коэффициент приспособляемости по моменту у электродвигателя постоянного тока с последовательным возбуждением составляет 4…5, что позволяет обойтись без коробки передач. Широкое применение электрических передач сдерживается в основном их высокой стоимостью и недостаточно высоким КПД (80…85%), увеличенными габаритами и массой.

Электромобили в качестве источника энергии используют электрические аккумуляторные батареи. От них через систему управления электрический ток подводится к электромоторам по схеме, аналогичной рис. а или б. В настоящее время небольшие электромобили с обычными автомобильными аккумуляторами увеличенной емкости нашли применение для перевозки малых партий грузов в пешеходных зонах больших городов, на площадках для игры в гольф и т.п. Недостатки электромобилей в основном заключаются в малом запасе хода (обычно около 150 км), после чего требуется длительная подзарядка батарей, и в трудностях с обеспечением высоких скоростных свойств.

Рис. Силовой агрегат автомобиля «Приус» фирмы «Тойота» (а) и его схема (б):
1 — двигатель; 2 — генератор; 3 — электромотор; 4 — главная передача с межколесным дифференциалом; 5 — дифференциал-распределитель; 6 — аккумуляторная батарея

Гибридный электропривод для легковых автомобилей разработан рядом зарубежных фирм и находит все большее распространение. На рис. а показан силовой агрегат автомобиля «Приус» фирмы «Тойота», а на рисунке, б — его схема. Агрегат состоит из бензинового двигателя 1, генератора 2, электромотора дифференциала-распределителя 5, главной передачи 4 с межколесным дифференциалом, а также из силовой аккумуляторной батареи 6 (не показана на рис. а). Сцепления и коробки передач нет. У дифференциала-распределителя солнечная шестерня соединена с валом генератора, коронная — с валом электромотора, на котором установлена ведущая шестерня главной передачи, водило — с валом двигателя.

На стоянке валы двигателя, генератора и электромотора неподвижны.

При трогании с места водитель нажимает на педаль подачи топлива, включая тем самым генератор, который, действуя как стартер, запускает двигатель. В это время дифференциал-распределитель работает как редуктор, поскольку коронная шестерня неподвижна. Затем генератор начинает не потреблять, а вырабатывать электроэнергию, которая поступает на электромотор, чей высокий крутящий момент и обеспечивает трогание автомобиля. Однако в случаях, когда для трогания с места и движения требуется небольшая мощность и двигателю пришлось бы работать в зоне больших удельных расходов топлива, система управления переводит электромотор на питание от аккумуляторной батареи.

На режиме разгона автомобиля скорость вращения всех трех валов дифференциала-распределителя возрастает. Двигатель работает в зоне малых удельных расходов топлива. Электромотор получает энергию от генератора, который одновременно подзаряжает аккумуляторную батарею, а при интенсивном разгоне — еще и от аккумуляторной батареи.

На режиме равномерного движения двигатель работает в экономичной зоне. Часть его мощности идет к ведущим колесам, часть — на подзарядку аккумуляторной батареи через электромотор, работающий в режиме генератора. Этот же режим электромотора используется при торможении (энергия торможения идет на подзарядку аккумуляторной батареи), а при интенсивном торможении автоматически, с помощью электронного блока управления, включается рабочая тормозная система.

При остановке автомобиля двигатель автоматически перестает работать.

Таким образом, «Приус», в отличие от электромобилей, передвигаясь по городу на энергии аккумуляторной батареи, не нуждается во внешних подзарядиых устройствах. Имея такую же полную массу (около 1500 кг), как и у модели «Королла», и мощность двигателя на 30% меньшую, «Приус» имеет такую же максимальную скорость (160 км/ч), вдвое меньший расход топлива в городском цикле (3,5 л/100 км) и суммарные вредные выбросы, уменьшенные более чем в 10 раз.

Электрическая трансмиссия

Электри́ческая переда́ча (электри́ческая трансми́ссия) — представляет собой соединение электрогенератора и электродвигателя (или нескольких генераторов и двигателей) для передачи вращения от первичного двигателя к движителю или исполнительному органу.

Электрические передачи бывают двух видов: «непрозрачные» (постоянного тока или с промежуточным звеном постоянного тока) и «прозрачные» (переменного тока).

В «непрозрачных» передачах частота вращения на выходе никак не связана с частотой вращения двигателя; это обеспечивает удобство трогания с места и изменения направления движения, а также полное использование мощности двигателя в широком диапазоне скоростей. «Непрозрачные» передачи широко применяются на тепловозах, карьерных самосвалах, тяжёлых тракторах и вездеходах, а также ледоколах.

«Непрозрачная» передача включает генератор постоянного тока или синхронный генератор с выпрямительной установкой; полученный постоянный ток поступает либо напрямую к двигателям постоянного тока, либо через инверторы к асинхронным двигателям.

«Прозрачная» электрическая передача включает синхронный генератор и синхронные или асинхронные двигатели, включенные напрямую; в этом случае электрическая передача лишь заменяет понижающий редуктор и обеспечивает реверсирование. Она проще и легче «непрозрачной» передачи; использовалась на некоторых океанских лайнерах.

Преимущества и недостатки

Электрическая передача обеспечивает удобное изменение частоты и направления вращения на выходе, плавное трогание с места, а также распределение мощности на несколько ведущих колёс/осей; первичный двигатель может быть расположен в любом месте транспортного средства независимо от расположения движителей.

С другой стороны, электрические машины имеют большой вес, также в них происходят заметные потери мощности; для их изготовления расходуется большое количество цветных металлов.

Применения

• Корабли, подводные лодки, в основном, с атомной энергетической установкой.
• Карьерные грузовики (БелАЗ и т. д.)
• Тепловозы

Wikimedia Foundation . 2010 .

• Электрическая постоянная
• Электрическая лампа

Полезное

Смотреть что такое «Электрическая трансмиссия» в других словарях:

Трансмиссия — 8.2. Трансмиссия (указать тип) Примеры: С ручным переключением, со сцеплением на маховике С сервопереключением передач, с гидротрансформатором Объемная гидропередача Электрическая трансмиссия Число скоростей переднего и заднего хода Скорости… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Трансмиссия (передняя и задняя) — 8.2. Трансмиссия (передняя и задняя) указать тип Примеры: С ручным переключением, со сцеплением на маховике С первопереключением, с гидротрансформатором Объемная гидропередача Электрическая трансмиссия Число скоростей переднего и заднего хода… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Электрическая передача — Запрос «Электропередача» перенаправляется сюда; Об одноимённом населённом пункте см. Электрогорск. Электрическая передача (электрическая трансмиссия) обеспечивает передачу тягового усилия от первичного двигателя к движителю или исполнительному… … Википедия

Бесступенчатая трансмиссия — CVT Toyota. Бесступенчатая трансмиссия (англ. Continuously Variable Transmission, CVT) вид трансмиссии (переда … Википедия

Автоматическая трансмиссия — Разрез гидротрансформаторной восьмиступенчатой АКП автомобиля Lexus … Википедия

Электромеханическая трансмиссия — Запрос «Электропередача» перенаправляется сюда. Об одноимённом населённом пункте см. Электрогорск. Электрическая передача (электрическая трансмиссия) представляет собой соединение электрогенератора и электродвигателя (или нескольких генераторов и … Википедия

ГОСТ 27536-87: Машины землеройные. Самоходные скреперы. Термины, определения и техническая характеристика для коммерческой документации — Терминология ГОСТ 27536 87: Машины землеройные. Самоходные скреперы. Термины, определения и техническая характеристика для коммерческой документации оригинал документа: 4.2. Базовая машина самоходный скрепер, соответствующий технической… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ИС-7 — ИС 7 … Энциклопедия техники

ИС-7 — ТЯЖЕЛЫЙ ТАНК Тактико технические характеристики • Силовая установка • Вооружение • Факты • Основные модификацииВ конце 1944 года в конструкторском бюро О … Военная энциклопедия

М26 — М26 … Энциклопедия техники

Как работает коробка переключения передач в электромобиле

Трансмиссия в электромобиле — особая тема. До сих пор электродвигатели автоматические КПП, которые не требовали переключения передач. Но для повышения эффективности производители разрабатывают новые решения. Они должны быть лучше приспособлены к высокой производительности двигателей. Электронные системы управления играют важную роль в распределении мощности и реагировании на изменяющиеся условия.

Электрические транспортные средства дают нам довольно новый опыт вождения. Отчасти потому, что они тихие. С другой стороны, электроприводы достаточно мощные, в зависимости от модели. Они обеспечивают максимальный крутящий момент в любой ситуации при движении. Кроме того, они снимают работу с плеч водителя: ему не нужно переключать передачи, потому что передаточное число постоянно меняется. Поэтому дрожание или задержки во время переключения передач также уходят в прошлое. Бесперебойная мощность крутящего момента также делает электромобили высокоэффективными.

Меньше механики — меньше износа

По сравнению с двигателем внутреннего сгорания, механика электродвигателя менее сложна. Одной из причин этого является то, что она не требует классической механической коробки передач и, следовательно, не требует переключения передаточных чисел. Следовательно, затраты на амортизацию также снижены.

Еще одним преимуществом автомобилей с электроприводом является возможность индивидуальной установки двигателей благодаря их компактной конструкции. Это также возможно во многих гибридных моделях: в дополнение к переднему мотору и приводу, они также имеют один или несколько электродвигателей на заднем мосту для привода задних колес. То же самое относится и к чисто электрическим автомобилям, в которых энергия распределяется индивидуально на колеса через различные электрические узлы.

Отдельно управляемый полный привод

Без центральной передачи двигатели в электромобилях могут использоваться более гибко и адаптироваться к динамическим требованиям. Нередко электромоторы устанавливаются на обе оси или даже на все четыре колеса. Например, Tesla Model S в стандартной комплектации имеет полный привод. В отличие от двигателей внутреннего сгорания, энергия не передается от двигателя к осям через трансмиссию при помощи сложной механики. Вместо этого, Tesla имеет электрический двигатель на каждой оси, с контролем крутящего момента отдельно.

Аналогичная ситуация складывается и с новым Audi e-tron, внедорожником класса люкс с электроприводом: здесь кватропривод работает с одним электромотором на переднюю и заднюю ось. Трансмиссия e-tron от Schaeffler была разработана специально для электромобилей и установлена как в параллельном, так и в коаксиальном исполнении. В то время как коаксиальный вариант приводит в движение задние колеса, осевой параллельный вариант отвечает за полный привод.

Еще одним преимуществом электромобилей является то, что передача энергии может реагировать быстрее — благодаря чисто электронной обработке и передаче на соответствующие двигатели которые находятся на переднем и заднем мостах.

В Audi требуется всего 30 миллисекунд, чтобы двигатель реагировал на изменение ситуации и, например, чтобы обеспечить незаметное вмешательство тормоза при недостаточной поворачиваемости или дополнительную мощность для колес. Добавление второй ведущей оси также занимает всего миллисекунды. Audi использует для этого множество электронных датчиков и блоков управления, которые работают гораздо более детально, чем обычные приводы.

Новые передачи специально для электромобилей

В то время как Audi e-tron, как и модели Tesla, оснащен одноступенчатой коробкой передач, поставщики и специалисты по трансмиссиям уже работают над специальными разработками для электромобилей.

Jaguar I-Pace, внедорожник с электрическим приводом, имеет раздаточную коробку, которая электронно управляет крутящим моментом и распределяет на каждое колесо столько мощности, сколько необходимо в соответствии с условиями вождения. Этот тип управления намного эффективнее, чем механический дифференциал.

Как и немецкий специалист по трансмиссиям Schaeffler, производитель Kreisel Electric из Австрии разработал двухскоростную трансмиссию специально для электромобилей. Одним из важнейших требований при разработке является высокая производительность при малом весе. Компания известна инновационными решениями в области электромобилей и, в частности, электрифицировала модель Mercedes-Benz G для Арнольда Шварценеггера.

Новая разработка будет использоваться в спортивных электромобилях. Kreisel хочет построить электрический спортивный суперкар на базе исторического спортивного автомобиля. Новая автоматическая трансмиссия предназначена для высокопроизводительных диапазонов и должна работать совместно с аналогичной новой, особенно легкой, батареей. Она должна иметь возможность переключать передачи в течение четверти секунды. Для этого он будет оснащен электрическим масляным насосом со встроенным масляным резервуаром.

Встроенный дифференциал ограниченного проскальзывания передает энергию без перебоев даже на скользких дорогах. Модульный интерфейс позволяет использовать широкий спектр компоновок двигателя и трансмиссии. Мощность до 600 кВт и крутящий момент 900 Нм должны быть обработаны без повреждений. Текущий прототип, копия исторического гоночного автомобиля Porsche, весит 1100 килограммов и имеет 490-сильный электрический мотор.

Варианты применения новой трансмиссии

Новые трансмиссии отличаются большей гибкостью и изменчивостью. Они используют большое количество датчиков, которые передают все рабочие данные в режиме реального времени в центральный блок управления. Двигатели могут быть индивидуально сконфигурированы и использованы. Одна или обе оси имеют привод; на каждую ось может работать один или два двигателя. Это обеспечивает гибкие решения, особенно когда требуется большой крутящий момент. Новая трансмиссия от Kreisel, например, будет работать не только на специальных проектах, таких как суперспортивный автомобиль, но и на коммерческих автомобилях, таких как фургоны массой до 3,5 тонн или грузовики и автобусы массой до 15 тонн.

Поставщик автомобилей GKN Driveline также разработал двухскоростную коробку передач специально для электромобилей, которая может работать с более широким диапазоном мощности. Первоначально установленный в электрическую версию Jeep Renegade, он предназначен для обеспечения не только лучшего ускорения и более высоких скоростей, но и более длинных дистанций. Джип ездит благодаря электродвигателю мощностью 120 кВт. Как и в коробке передач с двойным сцеплением, шестерни изменяют фрикционное соединение. Дополнительными преимуществами этой трансмиссии являются более низкие потери энергии благодаря коаксиальной конструкции и так называемой векторизации крутящего момента. Это распределяет крутящий момент на отдельные колеса, что позволяет лучше и точнее работать на кривых участках и предотвращает типичную недостаточную поворачиваемость.

Новые разработки в области трансмиссии делают электромобили более эффективными. Повышение мощности двигателей может быть реализовано лучше. Одно из изменений, к которому традиционалистам уже сегодня приходится привыкать, касается старой доброй механической трансмиссии классических автомобилей. Вряд ли она вернется и в электромобилях будущих поколений.

Электрический автомобиль

Электрический автомобиль, хотим мы этого или нет, является безусловным и неотвратимым будущим автомобилестроения, при этом будущим ближайшим. Многие производители по всему миру вкладывают значительные средства в разработку электромобилей, чему способствует неуклонный рост цен на нефтепродукты, необходимость снижения вредных выбросов от автомобиля, а также разработки устройств хранения энергии, технологий энергопотребления.

В настоящее время крупнейшими рынками электрических автомобилей являются США, Япония, Китай и ряд европейских стран (Франция, Нидерланды, Норвегия, Германия, Великобритания). Из производителей электрокаров выделяются компании Nissan (Leaf), Mitsubishi (I MiEV), Toyota (RAV4EV), Honda (FitEV), Ford (Focus Electric), Tesla (Roadster и Model S), Renault (Fluence Z.E. и ZOE), BMW (Active C), Volvo (C30 Electric). Наша страна пока находится в стороне и от производства и от потребления электромобилей, за исключением разработок отдельных энтузиастов (известная Lada Ellada не в счет, она построена на импортных комплектующих).

Под термином «электрический автомобиль» или «электромобиль» понимается транспортное средство, которое приводится в движение одним или несколькими электрическими двигателями. При этом питание электромотора может осуществляться от аккумуляторной батареи, солнечной батареи или топливных элементов. Наибольшее распространение получила конструкция электромобиля с питанием от аккумуляторной батареи.

Аккумуляторная батарея требует регулярной зарядки, которая может осуществляться от внешних источников тока, путем рекуперации энергии торможения, а также от генератора на борту электромобиля. Генератор приводится от двигателя внутреннего сгорания, но такая схема, по сути, электромобилем уже не является, а относится к одной из разновидностей гибридного автомобиля.

Устройство электрического автомобиля
В отличие от автомобиля с двигателем внутреннего сгорания электромобиль имеет более простую конструкцию, включающую минимальное количество движущихся частей, а значит более надежную.
Основными конструктивными элементами электрического автомобиля являются: аккумуляторная батарея, электродвигатель, трансмиссия, бортовое зарядное устройство, инвертор, преобразователь постоянного тока, электронная система управления.

Тяговая аккумуляторная батарея обеспечивает питание электродвигателя. На электромобиле, в основном, используются литий-ионная аккумуляторная батарея, которая состоит из ряда соединенных последовательно модулей. На выходе аккумуляторной батареи снимается напряжение постоянного тока порядка 300В. Емкость батареи должна соответствовать мощности электродвигателя.

Одним из основных элементов электромобиля является электродвигатель, который служит для создания необходимого для движения крутящего момента. В качестве тягового электродвигателя используют трехфазные синхронные (асинхронные) электрические машины переменного тока мощностью от 15 до 200 и более кВт. В сравнении с ДВС электродвигатель имеет высокую эффективность и меньшие потери энергии. КПД электродвигателя составляет 90% против 25% у ДВС.

Основными преимуществами электродвигателя являются:
— реализация максимального крутящего момента во всем диапазоне скоростей;
— возможность работы в двух направлениях без дополнительных устройств;
— простота конструкции, воздушное охлаждение;
— возможность работы в режиме генератора.

В ряде конструкций электромобилей используется несколько электродвигателей, которые приводят отдельные колеса, что значительно повышают тяговую мощность транспортного средства. Электродвигатель может быть помещен непосредственно в колесо автомобиля, сокращая до минимума трансмиссию. Но такая схема электромобиля увеличивает неподрессоренные массы и ухудшает управляемость.

Трансмиссия электромобиля достаточно проста и на большинстве моделей представлена одноступенчатым зубчатым редуктором. Бортовое зарядное устройство позволяет заряжать аккумуляторную батарею от бытовой электрической сети. Инвертор преобразует высокое напряжение постоянного тока аккумуляторной батареи в трехфазное напряжение переменного тока, необходимое для питания электродвигателя.

Преобразователь постоянного тока обеспечивает зарядку дополнительной двенадцативольтовой аккумуляторной батареи, которая используется для питания различных потребителей электроэнергии (электроусилитель рулевого управления, электрический отопитель салона, кондиционер, система освещения, стеклоочистители, аудиосистема и др.)

Электронная система управления выполняет в электрическом автомобиле несколько функций, направленных на обеспечение безопасности, энергосбережение и комфорт пассажиров:

— управление высоким напряжением;
— регулирование тяги;
— обеспечение оптимального режима движения;
— управление плавным ускорением;
— оценка заряда аккумуляторной батареи;
— управление рекуперативным торможением;
— контроль использования энергии.

Конструктивно система объединяет ряд входных датчиков, блок управления и исполнительные устройства различных систем электромобиля. Входные датчики оценивают положение педали газа, педали тормоза, селектора переключения передач, давление в тормозной системе, степень заряда аккумуляторной батареи. На основании сигналов датчиков блок управления обеспечивает оптимальное для конкретных условий движение электромобиля. Основные параметры работы электромобиля (потребление энергии, восстановление энергии, остаточный заряд аккумуляторной батареи) визуально отображаются на панели приборов.Эксплуатация электромобиля
Несмотря на внешнее сходство и аналогичные органы управления, эксплуатация электромобиля существенным образом отличается от эксплуатации автомобиля с двигателем внутреннего сгорания. Именно эксплуатационные проблемы сдерживают массовое использование электромобиля, среди которых:

— высокая стоимость;
— ограниченная автономность;
— значительное время заряда аккумуляторов.

Высокую стоимость автомобиля во многом определяет цена аккумуляторной батареи. Несмотря на отличные эксплуатационные характеристики, литий-ионная аккумуляторная батарея очень дорогая в производстве и помимо этого имеет ограниченный ресурс (5-7 лет). Это заставляет разрабатывать новые источники тока (топливные элементы), способы хранения энергии (суперконденсаторы, маховики), совершенствовать конструкцию тяговых аккумуляторных батарей (литий-полимерные аккумуляторы).

Текущие расходы на содержание электрического автомобиля значительно ниже (в 3-4 раза) расходов на содержание автомобиля с ДВС и зависят, в основном, от стоимости электроэнергии. Эксплуатация электромобиля экономически выгодна в странах, где производство электроэнергии в меньшей степени зависит от ископаемого топлива.

Одна из самых серьезных проблем эксплуатации электромобиля его невысокая степень автономности. Величина пробега электромобиля без подзарядки зависит от многих факторов: емкости аккумуляторной батареи, характера и условий движения, стиля вождения, степени использования вспомогательных систем. В настоящее время средняя дальность использования электромобиля составляет порядка 150 км при скорости движения 70 км/ч. При движении с большей скоростью, пробег резко уменьшается, например, при скорости 130 км/ч (нормальная шоссейная скорость) он составляет уже 70 км. Именно поэтому электромобиль в большинстве своем позиционируется как транспортное средство для городских поездок.

Современные технологии позволяют увеличить степень автономности электромобиля до 300 и более км, среди которых следует отметить систему рекуперативного торможения (возвращает до 30% затрачиваемой энергии), аккумуляторы повышенной емкости, электронная оптимизация процессов движения.

Неотъемлемым атрибутом эксплуатации электромобиля является необходимость периодической зарядки аккумуляторной батареи, которая занимает много времени. Решение данной проблемы реализуется по нескольким направлениям:

— нормальная зарядка аккумуляторной батареи (осуществляется от бытовой электрической сети мощностью 3-3,5 кВт, предполагает установку на электромобиле специального зарядного устройства, продолжительность до полной зарядки батареи составляет 8 часов);
— ускоренная зарядка аккумуляторной батареи (производится на специальных станциях мощностью до 50 кВт, — — продолжительность зарядки до 80% емкости батареи составляет 30 минут);
— замена разряженной аккумуляторной батареи на заряженную батарею (выполняется автоматически на специальных обменных станциях).

Реализация указанных направлений требует развития инфраструктуры (зарядных и обменных станций, мест парковки), стандартизации технических решений, разработки правил для поставщиков услуг.

Машины будущего или зачем нужен электромотор в коробке передач

Механическая коробка рассматривается в качестве основной на большинстве моделей машин.