Электротехнический интернет-журнал Electrik.info

"Электрик Инфо" - онлайн журнал про электричество. Теория и практика. Обучающие статьи, примеры, технические решения, схемы, обзоры интересных электротехнических новинок. Уроки, книги, видео. Профессиональное обучение и развитие. Сайт для электриков и домашних мастеров, а также для всех, кто интересуется электротехникой, электроникой и автоматикой.
 


Схемы подключения | Принципиальные схемы | Электроснабжение
Розетки и выключатели | Автоматы защиты | Кабель и провод | Монтаж электропроводки Ремонт электротехники | Молодому электрику

Электрик Инфо » Автоэлектрика » Как устроены и работают электромобили Tesla
Количество просмотров: 6100
Комментарии к статье: 7


Как устроены и работают электромобили Tesla


Идея электромобиля совсем не нова. Но только сейчас  стало возможно создать быстрый, красивый и престижный автомобиль, лишённый всех недостатков автомобиля, использующего в качестве топлива бензин или природный газ.

Огромные инвестиции, сделанные в течение последних 15 лет в возобновляемые источники энергии, позволили – кроме всего прочего – научиться производить аккумуляторные батареи с невероятными прежде характеристиками. А талант и упорство инженеров и дизайнеров из Силиконовой долины создали автомобили, о которых можно не только мечтать, но на которых можно ездить в любых климатических условиях уже сейчас.

Электромобиль Tesla S

Много десятилетий инженеры разных стран трудились над созданием совершенного автомобиля – мощного, быстрого, бесшумного, лишённого опасных выхлопов. Двигатель внутреннего сгорания (ДВС), похоже, исчерпал свои возможности для усовершенствования. Кроме того, инженеры стали утрачивать интерес к этой работе.

И на смену двигателям внутреннего сгорания постепенно приходят новые решения, среди которых электромобиль с высокотехнологичной аккумуляторной батареей (АКБ) занимает лидирующие позиции.

Ещё несколько лет назад ёмкость всех широко распространённых типов аккумуляторных батарей не позволяла электромобилям соревноваться в дальности пробега на одной заправке с большинством типов бензиновых автомобилей. Но всё быстро меняется, когда появляется цель, мобилизующая большие инвестиции.

Электромобили против бензиновых машин:

 

Если вы следите за новостями об аккумуляторах для всяких портативных электрических устройств вроде мобильных телефонов, ноутбуков или аккумуляторного электроинструмента, то могли заметить, что за последние годы на рынке появились аккумуляторы, существенно превышающие прежние возможности по всем важным для пользователя характеристикам: продолжительности работы, скорости зарядки, весу и даже стоимости за единицу ёмкости (смотрите - Какие аккумуляторы используются в современных электромобилях).

Это стало результатом того, что ряд стран с высоким интеллектуальным и финансовым потенциалом пришли к пониманию неизбежности отказа от бензинового транспорта, для начала в городах. Были установлены достаточно жёсткие сроки перевода городского транспорта на альтернативные виды топлива.

Они хотя и различаются в разных странах, но в большинстве стран ориентированы на горизонт до 2025 г. И одними троллейбусами и трамваями, связанными прочными узами с контактной сетью, дело явно не ограничится.

Для реализации этой амбициозной цели требуются аккумуляторные батареи, лишённые недостатков широко распространённых в настоящее время автомобильных свинцово-кислотных аккумуляторов, среди которых в первую очередь вспоминается большой вес, невысокая ёмкость и экологическая опасность, связанная с производством и переработкой свинца и серной кислоты.

Да и вообще главной проблемой, которую необходимо решить для перевода современной энергетики на возобновляемые природные ресурсы, является поиск способов аккумулирования производимой энергии.

Почему будущее за литий-ионными аккумуляторами?

 

Как работает литий-ионный аккумулятор:

 

Наиболее заметные успехи в деле построения электромобиля ХХI века связывают с компанией Tesla motors, созданной в 2003 г. группой инженеров, которые были убеждены, что электромобиль по всем характеристикам не просто способен, но и должен превзойти автомобиль с двигателем внутреннего сгорания.

Зарядка электромобиля

Как известно, наиболее передовые технологии рождаются в США, на территории широко известной Силиконовой долины. С компанией Tesla всё получилось именно таким образом.

Её сотрудники сразу поставили перед собой масштабную цель – внести вклад в развитие транспорта будущего, основными характеристиками которого должны стать большая мощность, постоянный крутящий момент и нулевая эмиссия отравляющих веществ.

Именно в Калифорнии, известной своими высокими экологическими стандартами, должен был появится автомобиль будущего.

В результате этой работы в 2008 г. появился спортивный автомобиль – Tesla Roadster, своими формами напоминающий известный кабриолет Lotus, способный разгоняться до 100 км/ч за 3,7 с и проезжающий 400 км на одной зарядке литий-ионной аккумуляторной батареи.

Tesla Roadster

В 2012 г. компания начала работу над новой моделью электромобиля, получившего название Tesla S, который с самого начала был задуман как разработанный с нуля первый в мире седан премиум класса на электрической тяге.

Его характеристики впечатляют: места для 7 пассажиров (семейный автомобиль), объём багажника 1800 л (причём багажников два – спереди и сзади), разгон до 100 км/ч за 5 с и наивысший рейтинг безопасности – 5 звёзд, по оценке U.S. National Highway Traffic Safety Administration.

Плоские аккумуляторные батареи интегрированы в подвеску и располагаются под кузовом, что придаёт автомобилю ещё большую устойчивость. Там же располагаются электромоторы, приводящие в движение колёса, в результате чего освободился моторный отсек, где у автомобиля с двигателем внутреннего сгорания расположен двигатель, а у электромобиля – чемоданы и сумки владельца.

Как работает электромобиль на примере Tesla Model S:

Инженеры Tesla Motor шокировали всех, когда отказались от универсального асинхронного двигателя в автомобилях Model 3. Они использовали совершенно другой двигатель под названием IPM-SynRM. Давайте разберемся, почему инженеры Tesla внесли это важное изменение в конструкцию:

В сравнении с бензиновыми автомобилями стоимость электромобилей Tesla всё ещё достаточно высока. Но в условиях массового производства она быстро снижается. При этом надо понимать, что стоимость зависит не столько от конструкции автомобиля, сколько от смежных технологических проблем, связанных с наличием у него аккумуляторных батарей, стоимость которых в настоящее время составляет более 30% от общей стоимости электромобиля.

Презентация новой Tesla Model S версии Plaid:

Вся идеология электромобилей Tesla изначально была построена на том, что зарядка автомобиля производится бесплатно (смотрите  - Электрозаправки Tesla Supercharger).

Кроме того, при кажущейся сложности, в действительности у электромобиля практически нечему ломаться, поскольку в нём сравнительно немного движущихся или нагревающихся деталей (в сравнении с автомобилями c двигателями внутреннего сгорания). А это значит, что его содержание обходится существенно дешевле, чем содержание бензинового автомобиля.

Зарядка электромобиля Тесла

Ещё одна идея, связанная с выработкой электроэнергии для зарядки аккумуляторов, заключается в том, что это будет энергия от альтернативных источников – солнечных элементов, ветровых установок и гидроэлектростанций. И это обещает реальный прорыв к той чистой энергии, о которой мечтали столько поколений жителей планеты.

Как сказано на официальном сайте компании, Tesla позиционирует себя не просто как производитель автомобилей, а как технологическая и дизайнерская компания, фокусирующая свою деятельность на инновациях в области энергии.

Именно поэтому руководство компании решает не единственную задачу – создать электромобиль, а более широкую – создание и внедрение новых типов аккумуляторных батарей для развития энергетики будущего.  

Думается, что под такую задачу инвесторы ещё долго будут готовы предоставлять деньги, поскольку её решение действительно сможет изменить образ энергетики – от дымной, шумной и радиационно-опасной к чистой, солнечной, бесшумной и достаточно безопасной.

Текст: Владислав Ларин

Популярные публикации:

Надеюсь, что эта статья была для вас полезной. Смотрите также другие статьи в категории Автоэлектрика

Подписывайтесь на канал в Telegram про электронику для профессионалов и любителей: Практическая электроника на каждый день



Поделитесь этой статьей с друзьями:


Другие статьи с сайта Электрик Инфо:

  • Какие существуют типы электромобилей
  • Субъективный взгляд на доступный современный электромобиль
  • Электрозаправки Tesla Supercharger
  • Эфиопия отказалась от автомобилей с двигателями внутреннего сгорания
  • Инновационная технология 2010 года: Литий-ионные батареи
  • Первый в истории электростартер и автомобильные стартерные аккумуляторы
  • Какие аккумуляторы используются в современных электромобилях
  • Солнечная черепица Тесла, фотоэлектрическая плитка - Tesla Solar Roof
  • Гибрид с супермаховиком и супервариатором
  • Электрооборудование автотранспортных средств
  • Категория: Автоэлектрика

      Комментарии:

    #1 написал: Михаил |

    Автомобильный рынок быстро переходит от силовых агрегатов с двигателями внутреннего сгорания к электрифицированным силовым агрегатам. В настоящее время Китай имеет самый большой запас электромобилей, а Европа занимает второе место как по электромобилям, так и по подключаемым гибридам. В США на каждые 46,8 человек приходится один электромобиль. Калифорния лидирует в США и составляет около половины всех новых регистраций электромобилей в стране. Готов ли мир перейти на электромобили, также зависит от стоимости. Прогнозировалось, что к 2027 году производство электромобилей будет дешевле, чем их аналоги с ДВС. Хорошая новость заключается в том, что стоимость эксплуатации электромобиля намного меньше, чем у автомобиля с ДВС, особенно стоимость зарядки по сравнению с заправкой.

      Комментарии:

    #2 написал: Сергей |

    Энергия, получаемая от солнечных батарей, позволяет использовать электрический автомобиль практически бесплатно.

      Комментарии:

    #3 написал: Андрей |

    За электромобилями Tesla будущее!!!

      Комментарии:

    #4 написал: Влад |

    Нельзя говорить, что электромобиль экологически безопасен . Сколько надо сжечь вагонов угля что бы зарядить батарею на теслу, примерно три. При этом ещё не придумали как безопасно перерабатывать аккумуляторы с таких машин и автобусов в Москве. А значит после того как они выработают свой ресурс они будут отправлять все окрестности на сотни километров. По поводу свинцовых батарей они легко перерабатываются безопасно для окружающей среды. К сожалению правительство не думает об экологии а идет на поводу у рекламы. Деньги ничего кроме бизнеса.

      Комментарии:

    #5 написал: Михаил |

    В настоящее время электромобили начали использовать в различных странах. В некоторых странах их сочетают с возобновляемыми источниками энергии. Возобновляемая энергия, которая часто используется в процессе зарядки аккумулятора, — это солнечные панели. Тем не менее, солнечная панель имеет колеблющийся ток и напряжение, потому что на них влияет погода. Процесс зарядки аккумуляторов электромобилей должен выполняться в короткие сроки. Высокий ток и напряжение могут сократить продолжительность зарядки. Однако зарядка с высоким током и напряжением может привести к повреждению аккумулятора. Колебания тока и напряжения солнечных панелей требуют преобразователя, чтобы соответствовать требованиям батареи. Чтобы предотвратить повреждение аккумулятора, необходимо выбрать соответствующий метод зарядки для регулирования потока зарядной мощности.

      Комментарии:

    #6 написал: Тимофей |

    Автомобиль, работающий от электричества. В течение некоторого времени (и до сих пор) считалось, что разработка откладывается на радикальные улучшения в технологии аккумуляторов — стоимость, вес, скорость заряда и разряда и долговечность — все это факторы. Считается, что технология ультраконденсаторов может помочь в этой ситуации. Я делаю ставку на гибридно-электрические автомобили. 

      Комментарии:

    #7 написал: Михаил |

    Электромобили Tesla являются одними из самых популярных и продвинутых электромобилей на сегодняшний день. Они оснащены электрической системой, которая работает на основе литий-ионных аккумуляторов, электромоторов и управляющих систем.

    В электромобилях Tesla используются литий-ионные аккумуляторы, которые поставляют электроэнергию для двигателей. Каждый аккумулятор состоит из нескольких сотен отдельных батарей, которые могут быть соединены вместе для образования высоковольтных пакетов. Эти пакеты затем устанавливаются в специальные отсеки автомобиля.

    Система управления электромобиля Tesla управляет процессом зарядки и разрядки аккумулятора. Она определяет уровень заряда аккумулятора и решает, когда и как заряжать аккумулятор. Когда автомобиль нуждается в электроэнергии, система управления запускает электромоторы, которые приводят в движение колеса.

    Каждый электромотор Tesla имеет мощность от 200 до 400 лошадиных сил и работает на постоянном токе (DC). В отличие от двигателей внутреннего сгорания, электромоторы не имеют многих подвижных частей, таких как поршни и клапаны, и могут достигать максимальной мощности практически мгновенно. Они также имеют более высокую эффективность и меньше шума и вибрации.

    Для управления системой электромобиля Tesla используется компьютер, который принимает данные от датчиков и управляет электромоторами, системой зарядки и другими компонентами. Компьютер также позволяет водителю контролировать различные настройки автомобиля, такие как температура, скорость и мощность.

    Важной особенностью электромобилей Tesla является возможность зарядки на дому. Владельцы могут установить специальную зарядную станцию на своем доме, которая позволяет заряжать аккумулятор в течение нескольких часов.

    Кроме того, Tesla использует систему регенеративного торможения, которая позволяет эффективно использовать энергию, выделяемую при торможении. Когда водитель тормозит, энергия, обычно расходуемая на трение тормозов, преобразуется в электрическую энергию, которая затем направляется обратно в батарею, чтобы зарядить ее. Это значительно увеличивает дальность поездки и уменьшает износ тормозных колодок.

    Также в электромобилях Tesla применяется система автоматического регулирования управления тягой. Эта система контролирует скорость двигателя и его крутящий момент, чтобы обеспечить наилучшее соотношение между потреблением энергии и производительностью.

    Управление и мониторинг системами автомобиля Tesla осуществляется с помощью специального дисплея, расположенного на панели приборов, а также с помощью мобильного приложения Tesla. С помощью приложения водитель может мониторить заряд батареи, расход энергии и дальность поездки, а также управлять системами кондиционирования и дистанционно запускать двигатель.

    Присоединяйтесь к нам в социальных сетях:

    ВКонтакте | Facebook | Одноклассники | Электрик Инфо на Яндекс Дзен

     

    Популярные разделы сайта:

    Электрика дома  Электрообзоры  Энергосбережение
    Секреты электрика Источники света Делимся опытом
    Домашняя автоматика Электрика для начинающих
    Практическая электроника Электротехнические новинки
    Андрей Повный - все статьи автора



    Copyright © 2009-2024 Электрик Инфо - Electrik.info, Андрей Повный
    Вся информация на сайте предоставлена в ознакомительных и познавательных целях.
    За применение этой информации администрация сайта ответственности не несет.
    Перепечатка материалов сайта запрещена.