כיצד פועלת מכונית חשמלית?

תשכחו מבוכנות, תיבות הילוכים וחגורות: לרכב חשמלי אין אותם. מכוניות אלה פועלות הרבה יותר קלות מאשר מכונית מונעת בדיזל או בנזין. Automobile-Propre מסבירה בפירוט את המכניקה שלהם.

במראה, מכונית חשמלית דומה לכל רכב אחר. צריך להסתכל מתחת למכסה המנוע, אבל גם מתחת לרצפה, כדי לראות את ההבדלים. במקום מנוע בעירה פנימית המשתמש בחום כאנרגיה, הוא משתמש בחשמל. כדי להבין צעד אחר צעד כיצד פועלת מכונית חשמלית, נתחקה אחר מסלול החשמל מהרשת הציבורית אל ההגה.

טעינה

הכל מתחיל בטעינה מחדש. כדי לתדלק, הרכב חייב להיות מחובר לשקע, קופסא קיר או עמדת טעינה. החיבור נעשה באמצעות כבל עם מחברים מתאימים. יש כמה מהם, התואמים את מצב הטעינה הרצוי. לטעינה בבית, בעבודה או במסופים ציבוריים קטנים, אתה בדרך כלל משתמש בכבל מסוג 2 משלך. למסופים הניתנים לניתוק מהיר מחובר כבל העומד בשני תקנים: "Combo CCS" האירופאי ו"Chademo" יפני. זה אולי נראה מרתיע בהתחלה, אבל במציאות זה יהיה קל יותר ככל שתתרגל לזה. אין סיכון לטעות: למחברים יש צורות שונות ולכן לא ניתן להכניס אותם לחריץ הלא נכון.

לאחר החיבור, זרם חשמלי חילופין (AC) המסתובב ברשת החלוקה זורם דרך כבל המחובר לרכב. הוא מבצע סדרה של בדיקות דרך המחשב המובנה שלו. במיוחד, הוא מבטיח שהזרם הוא באיכות טובה, מוגדר כהלכה וששלב ההארקה מספיק כדי להבטיח טעינה בטוחה. אם הכל תקין, המכונית מעבירה חשמל דרך האלמנט המובנה הראשון: ממיר, הנקרא גם "מטען על הסיפון".

יציאת טעינה סטנדרטית של Renault Zoé Combo CCS.

ממיר

גוף זה ממיר את זרם החילופין של רשת החשמל לזרם ישר (DC). ואכן, סוללות אוגרות אנרגיה רק ​​בצורה של זרם ישר. כדי להימנע משלב זה ולהאיץ את הטעינה מחדש, חלק מהטרמינלים עצמם ממירים חשמל כדי לספק מתח DC ישירות לסוללה. אלו הן תחנות טעינה DC "מהירות" ו"מהירות במיוחד", בדומה לאלו שנמצאות בתחנות הכביש המהיר. המסופים היקרים והמסורבלים הללו אינם מיועדים להתקנה בבית פרטי.

סוללה

בסוללה, הזרם מופץ בתוך המרכיבים המרכיבים אותה. הם מגיעים בצורה של ערימות קטנות או כיסים שנאספו יחד. כמות האנרגיה שאוגרת הסוללה מתבטאת בקילווואט-שעה (קוט"ש), השווה ל"ליטר" של מיכל הדלק. זרימת חשמל או הספק מתבטאים בקילווואט "kW". היצרנים עשויים לדווח על קיבולת "שמישה" ו/או קיבולת "נומינלית". זה די פשוט: קיבולת שמישה היא כמות האנרגיה המשמשת בפועל את הרכב. ההבדל בין שימושי לנומינלי נותן את מרווח הראש להארכת חיי הסוללה.

דוגמה להבנה: סוללה של 50 קילוואט הנטענת ב-10 קילוואט ניתנת לטעינה תוך כ-5 שעות. למה "מסביב"? מכיוון שהוא מעל 80%, הסוללות יאטו אוטומטית את מהירות הטעינה. כמו בקבוק מים שממלאים מברז, עליך להפחית את הזרימה כדי למנוע התזות.

הזרם שנצבר בסוללה נשלח לאחר מכן למנוע חשמלי אחד או יותר. הסיבוב מתבצע על ידי הרוטור של המנוע בהשפעת שדה מגנטי שנוצר בסטטור (סליל סטטי של המנוע). לפני שמגיעים לגלגלים, התנועה עוברת בדרך כלל דרך תיבת הילוכים בעלת יחס קבוע כדי לייעל את מהירות הסיבוב.

העברת זיהום

לפיכך, לרכב חשמלי אין תיבת הילוכים. זה לא הכרחי, כי המנוע החשמלי יכול לפעול ללא בעיות במהירויות של עד כמה עשרות אלפי סיבובים לדקה. הוא מסתובב ישירות, בניגוד למנוע חום, שחייב להמיר את התנועה הליניארית של הבוכנות לתנועה מעגלית דרך גל הארכובה. הגיוני שלמכונית חשמלית יש הרבה פחות חלקים נעים מקטר דיזל. הוא אינו דורש שמן מנוע, אין לו רצועת טיימינג ולכן דורש הרבה פחות תחזוקה.

בלימה רגנרטיבית

יתרון נוסף של כלי רכב המונעים באמצעות סוללות הוא שהם יכולים לייצר חשמל. זה נקרא "בלימה רגנרטיבית" או "מצב B". ואכן, כאשר מנוע חשמלי מסתובב "בוואקום" מבלי לספק זרם, הוא מייצר אותו. זה קורה בכל פעם שאתה מוריד את הרגל מדוושת הגז או הבלם. בדרך זו, האנרגיה המוחזרת מוזרקת ישירות לסוללה.

דגמי EV העדכניים ביותר אפילו מציעים מצבים לבחירת העוצמה של בלם מתחדש זה. במצב מקסימלי, הוא בולם חזק את המכונית מבלי להעמיס את הדיסקים והרפידות, ובמקביל חוסך מספר קילומטרים של עתודת הכוח. בקטרי דיזל, האנרגיה הזו פשוט מתבזבזת ומאיצה את השחיקה של מערכת הבלימה.

בלוח המחוונים של רכב חשמלי לרוב יש מד המראה את עוצמת הבלימה הרגנרטיבית.

שְׁבִירָה

לכן, תקלות טכניות של כלי רכב חשמליים פחות שכיחות. עם זאת, יכול לקרות שנגמר לך האנרגיה לאחר המתנה לקויה לנהג, כמו במכונית בנזין או דיזל. במקרה זה, הרכב מתריע מראש שרמת המצבר נמוכה, בדרך כלל נותרו 5 עד 10%. הודעה אחת או יותר מוצגות בלוח המחוונים או במסך המרכזי ומתריעות בפני המשתמש.

בהתאם לדגם, ניתן לנסוע כמה עשרות קילומטרים נוספים עד לנקודת הטעינה. כוח המנוע מוגבל לעיתים על מנת להפחית את הצריכה ולכן להרחיב את הטווח. בנוסף, "מצב הצב" מופעל אוטומטית: המכונית מאטה בהדרגה עד לעצירה מוחלטת. איתותים על לוח המחוונים דוחקים בנהג למצוא מקום לעצור בזמן ההמתנה לגרר.

שיעור קטן במכניקה על מכונית חשמלית

כדי להקל, אמור לעצמך שבמקום מנוע חום, לרכב שלך יש מנוע חשמלי. מקור האנרגיה הזה נמצא בסוללה.

אולי שמתם לב שלרכב החשמלי אין מצמד. בנוסף, הנהג צריך רק ללחוץ על דוושת ההאצה כדי לקבל זרם קבוע. זרם ישר מומר לזרם חילופין עקב פעולת הממיר. זה גם מה שיוצר את השדה האלקטרומגנטי דרך סליל הנחושת הנע של המנוע שלך.

המנוע שלך מכיל מגנט קבוע אחד או יותר. הם מנוגדים לשדה המגנטי שלהם לשדה של הסליל, מה שמניע אותם וגורם למנוע לפעול.

נהגים מיודעים אולי שמו לב שגם לא הייתה תיבת הילוכים. ברכב חשמלי זהו ציר המנוע, הכולל ללא מתווך את סרני הגלגלים המניעים. לכן, המכונית אינה זקוקה לבוכנות.

לבסוף, כדי שכל ה"התקנים" הללו יהיו מסונכרנים בצורה מושלמת זה עם זה, המחשב המובנה בודק ומאפנן את ההספק שפותח. לכן, בהתאם למצב, מנוע המכונית שלך מתאים את הספקו בהתאם ליחס הסיבובים לדקה. לרוב זה פחות מאשר ברכבי בעירה.

טעינה: איפה הכל מתחיל

כדי שמכוניתך תוכל לנהוג במכונית שלך, עליך לחבר אותה לשקע חשמל או לתחנת טעינה. ניתן לעשות זאת באמצעות כבל עם מחברים מתאימים. ישנם דגמים שונים המתאימים למצבי טעינה שונים. אם אתה רוצה למצוא את המכונית החדשה שלך בבית, בעבודה או בתחנות הטעינה ציבוריות, תצטרך מחבר סוג 2. השתמש בכבל "Combo CCS" או "Chedemo" כדי להשתמש במסופים המהירים.

במהלך הטעינה זורם זרם חשמלי לסירוגין דרך הכבל. המכונית שלך עוברת מספר בדיקות:

• אתה צריך זרם איכותי ומכוון היטב;
• הארקה חייבת לספק טעינה בטוחה.

לאחר בדיקת שתי הנקודות הללו, המכונית נותנת אישור לזרום חשמל דרך הממיר.

תפקידו החשוב של הממיר ברכב פלאג-אין

הממיר "ממיר" את זרם החילופין הזורם דרך המסוף לזרם ישר. שלב זה נחוץ מכיוון שסוללות EV יכולות לאחסן זרם DC בלבד. עם זאת, זכור כי אתה יכול למצוא מסופים הממירים ישירות AC ל DC. הם שולחים את ה"מוצר" שלהם ישירות למצבר הרכב שלך. עמדות טעינה אלו מספקות טעינה מהירה או סופר מהירה, תלוי בדגם. מצד שני, אם הייתם מצטיידים בטרמינלים הללו כדי להטעין את המכונית החשמלית החדשה שלכם, דעו שהם מאוד יקרים ומרשימים, ולכן הם מותקנים, בכל מקרה, כרגע רק במקומות ציבוריים (למשל , למשל, אזורי בילוי בכבישים מהירים).

שני סוגים של מנוע רכב חשמלי

רכב חשמלי יכול להיות מצויד בשני סוגים של מנועים: מנוע סינכרוני או מנוע אסינכרוני.

מנוע אסינכרוני יוצר שדה מגנטי כשהוא מסתובב. לשם כך הוא מסתמך על הסטטור, שמקבל חשמל. במקרה זה, הרוטור מסתובב כל הזמן. המנוע האסינכרוני מותקן בעיקר בכלי רכב שעושים נסיעות ארוכות ונעים במהירויות גבוהות.

במנוע אינדוקציה, הרוטור עצמו משתלט על תפקיד האלקטרומגנט. לכן, הוא יוצר באופן פעיל שדה מגנטי. מהירות הרוטור תלויה בתדירות הזרם המתקבל על ידי המנוע. זהו סוג המנוע האידיאלי לנהיגה עירונית, עצירות תכופות והתנעות איטיות.

סוללה, ספק כוח לרכב חשמלי

הסוללה אינה מכילה כמה ליטרים של בנזין, אלא קילוואט-שעה (קוט"ש). הצריכה שהסוללה יכולה לספק מתבטאת בקילווואט (kW).

הסוללה של כל הרכבים החשמליים מורכבת מאלפי תאים. כאשר זרם עובר דרכם, הוא מופץ בין אלפי הרכיבים הללו. כדי לתת לך מושג ספציפי יותר על התאים האלה, חשבו עליהם כעל ערימות או כיסים המחוברים זה לזה.

ברגע שהזרם עובר דרך הסוללות שבסוללה, הוא נשלח למנוע(ים) החשמליים של המכונית שלך. בשלב זה, הסטטור רואה את השדה המגנטי שנוצר. זה האחרון שמניע את הרוטור של המנוע. בניגוד למנוע חום, הוא מדפיס את תנועתו על גלגלים. בהתאם לדגם המכונית, הוא יכול להעביר את תנועתו לגלגלים דרך תיבת הילוכים. יש לו רק דוח אחד, מה שמגביר את מהירות הסיבוב שלו. הוא זה שמוצא את היחס הטוב ביותר בין מומנט ומהירות סיבוב. טוב לדעת: מהירות הרוטור תלויה ישירות בתדירות הזרם הזורם דרך המנוע.

למידע, שים לב שסוללות נטענות חדשות משתמשות בליתיום. טווח הנסיעה של רכב חשמלי נע בממוצע בין 150 ל-200 ק"מ. סוללות חדשות (ליתיום-אוויר, ליתיום-גופרית וכו') יגדילו משמעותית את קיבולת הסוללה של רכבים אלו במהלך השנים הקרובות.

איך לשנות את המראה של המכונית החשמלית שלך ללא תיבת הילוכים?

לרכב מסוג זה יש מנוע שיכול להסתובב כמה עשרות אלפי סיבובים בדקה! לפיכך, אין צורך בתיבת הילוכים כדי לשנות את מהירות השיוט.

מנוע של רכב חשמלי לחלוטין מעביר סיבוב ישירות לגלגלים.

מה לזכור לגבי סוללת ליתיום-יון?

אם אתה שוקל ברצינות לקנות רכב חשמלי, הנה כמה מידע חשוב על סוללות ליתיום-יון.

אחד היתרונות של סוללה זו הוא קצב הפריקה העצמית הנמוך שלה. באופן קונקרטי, זה אומר שאם לא תשתמש במכונית שלך במשך שנה, הוא יאבד פחות מ-10% מכושר הנשיאה שלו.

יתרון משמעותי נוסף: מצבר מסוג זה הוא כמעט ללא תחזוקה. מצד שני, עליו להיות מצויד באופן שיטתי במעגל הגנה וויסות, BMS.

זמני הטעינה של הסוללה עשויים להשתנות בהתאם לדגם וליצר הרכב שלך. לכן, כדי לגלות כמה זמן המכונית שלך תישאר מחוברת לחשמל, עיין בצפיפות הסוללה שלה ובמצב הטעינה שתבחר. הטעינה תימשך כ-10 שעות. תכננו מראש ותצפו!

אם אינך רוצה או אין לך זמן לתכנן מראש, חבר את המכונית שלך לתחנת טעינה או לארגז קיר: זמן הטעינה יקצר בחצי!

חלופה נוספת למי שממהר: בחר ב"טעינה מהירה" על פני טעינה מלאה: המכונית שלך תטען עד 80% תוך 30 דקות בלבד!

טוב לדעת: ברוב המקרים מצברים לרכב ממוקמים מתחת לרצפה. ההספק שלהם נע בין 15 ל-100 קוט"ש.

תכונת בלימת רכב חשמלי מדהימה

אולי אתה עדיין לא יודע את זה, אבל נהיגה במכונית חשמלית מאפשרת לך לייצר חשמל! יצרני הרכב העניקו לרכבים החשמליים שלהם "כוח על": כאשר המנוע שלכם נגמר בחשמל (כמו כאשר הרגל שלכם מורמת מדוושת התאוצה או כאשר אתם בלמים), זה עושה את זה! האנרגיה הזו עוברת ישר לסוללה שלך.

לכל הרכבים החשמליים המודרניים יש מספר מצבים המאפשרים לנהגים שלהם לבחור כוח כזה או אחר של בלימה רגנרטיבית.

איך מטעינים את המכוניות הירוקות החדשות האלה?

אתה גר בבית קטן? במקרה זה, אתה יכול להטעין את הרכב ממש בבית.

טען את הרכב בבית

כדי להטעין את המכונית בבית, קח את הכבל שנמכר עם המכונית שלך וחבר אותו לשקע חשמל רגיל. זה שאתה רגיל לטעון ממנו את הטלפון החכם שלך יצליח! עם זאת, היו מודעים לסיכון הפוטנציאלי של התחממות יתר. הזרם מוגבל לרוב ל-8 או 10A כדי למנוע תאונות כלשהן. בנוסף, אם אתה צריך טעינה מלאה כדי לשמור על ה-EV הקטן שלך פועל, עדיף לתזמן אותו כך שיידלק בלילה. הסיבה לכך היא שזרם נמוך יותר מביא לזמני טעינה ארוכים יותר.

פתרון נוסף: התקנת ארגז קיר. זה עולה בין € 500 ל € 1200, אבל אתה יכול לבקש זיכוי מס של 30%. תקבל טעינה מהירה יותר וזרם גבוה יותר (בערך 16A).

טען את המכונית שלך בטרמינל הציבורי

אם אתם גרים בדירה, לא מצליחים לחבר את הרכב בבית או מטיילים, תוכלו לחבר את הרכב לתחנת טעינה ציבורית. אתה תמצא הכל ביישומים מיוחדים או באינטרנט. דעו מראש שייתכן שתזדקקו לכרטיס גישה לקיוסק שהונפק על ידי המותג או הקהילה שהתקינו את הקיוסק המדובר.

ההספק המשודר ולכן גם זמן הטעינה שונים בהתאם למכשירים השונים.

האם דגמים חשמליים יכולים להיכשל?

לרכבים הירוקים יותר יש יתרון של פחות שבר. זה הגיוני, מכיוון שיש להם פחות רכיבים!

עם זאת, רכבים אלו עלולים לחוות הפסקות חשמל. ואכן, בכל הנוגע למכוניות בנזין או דיזל, אם לא תצפו למספיק "דלק" ב"טנק" שלכם, המכונית שלכם לא תוכל להתקדם!

הרכב הכל-חשמלי שלך ישלח לך הודעת אזהרה כאשר מפלס המצבר הופך נמוך במיוחד. דע שנשאר לך 5 עד 10% מהאנרגיה שלך! אזהרות מופיעות בלוח המחוונים או במסך המרכזי.

תהיו בטוחים שתהיו (לא בהכרח) על שפת כביש נטוש. כלי רכב נקיים אלו יכולים לשאת אותך לכל מקום בין 20 ל-50 ק"מ - זה הזמן להגיע לנקודת הטעינה.

לאחר המרחק הזה, המכונית שלך מפחיתה את כוח המנוע ואתה אמור להרגיש האטה הדרגתית. אם תמשיך לנהוג, תראה אזהרות אחרות. ואז מצב הצב מופעל כאשר המכונית שלך ממש חסרת נשימה. המהירות המרבית שלכם לא תעלה על עשרה קילומטרים, ואם אתם (באמת) לא רוצים להיות על שפת כביש בודד, בהחלט תצטרכו להחנות או לטעון את הסוללה.

כמה עולה להטעין רכב חשמלי?

עלות התוספת תלויה במספר גורמים. שימו לב שהטענת הרכב בבית תעלה לכם פחות מטעינה במסוף ציבורי. קחו למשל את רנו זואה. טעינה באירופה תעלה בסביבות 3,71 יורו, או רק 4 סנט לקילומטר!

עם מסוף ציבורי, צפו בסביבות 6 אירו כדי לכסות 100 ק"מ.

תמצאו גם מסופי 22 קילוואט ללא תשלום לפרק זמן מוגדר לפני שהם מקבלים תשלום.

היקרות ביותר הן ללא ספק תחנות ה"טעינה מהירה". זה נובע מכך שהם דורשים הרבה כוח וזה מצריך תשתית מסוימת. אם נמשיך עם הדוגמה של רנו זואה שלנו, 100 ק"מ של אוטונומיה יעלו לך 10,15 אירו.

לבסוף, דע שבסך הכל, מכונית חשמלית תעלה לך פחות מקטר דיזל. בממוצע עולה 10 יורו לנסוע 100 ק"מ.