Электромобиль

Как выбрать машину и особенности ее сервиса

Чтобы купить хорошее ТС, нужно следовать таким советам:

• запас хода от полностью заряженных АКБ. Для бюджетных моделей запас хода составляет около 150 км;
• особенности механики. Ходовая часть, трансмиссия, подвеска и прочие элементы должны быть в полном порядке и состоять их надежных комплектующих. При покупке лучше привлечь на помощь человека, который хорошо понимает устройство электромобиля;
• цена. Не стоит переплачивать, так как за большие деньги можно взять бензиновый или дизельный вариант.

Что касается сервиса, то здесь не должно быть никаких проблем. Электродвигатели хорошо известны любому инженеру и механику, вся остальная часть авто полностью повторяет конструкцию классического транспортного средства. Единственный совет по сервису – стоит обращаться в продвинутые СТО, в которых способны проводить точную диагностику.

К выбору электромобиля стоит подходить достаточно серьёзно, чтобы учесть все важные аспекты: параметры электрооборудования, комплектующие, мощность и ёмкость аккумулятора. Любой вид электрокара — удовольствие не из дешёвых, но его приобретение окупается достаточно быстро.

Советы по выбору аккумуляторных батарей

Если у вас возникают трудности на этапе покупки аккумуляторов, поскольку вам недостаёт знаний в этом вопросе, тогда воспользуйтесь нашими советами:

Перед началом формирования электромобиля, позаботьтесь о приобретении 2 батарей — основной и запасной. В эксплуатации очень хорошо проявляет себя гелевый аккумулятор. Будучи одним из подвидов свинцового VRLA аккумулятора, ему не требуется постоянная доливка воды.
Немного дороже вам обойдётся литиево-ионная батарея

Выбирая такую модель, вы сможете решить, какой вольтаж и максимальный ток вам нужен.
Примите во внимание, что для нормального функционирования электромобиля с пассажирами необходимо, чтобы батарея выдавала напряжение не менее 75 вольт, а её ёмкость составляла от 40 ампер-часов.

Недостатки

Увы, владельцам электромобилей в России приходится сталкиваться с проблемами, не беспокоящими водителей авто с ДВС.

• Ограничения по запасу хода. В обычном авто быстро залил бензин на АЗС и едешь дальше, а в случае с электрокаром даже если прибываешь на «электрозаправку», должно пройти существенное время для пополнения запаса хода. Этого недостатка лишены гибриды.
• Долгое время «зарядки». Хоть новые электрокары и можно зарядить в большинстве своем до 80% за 40 минут, это всё-таки не 5 минут, требующиеся для залива топлива на АЗС. Кроме того в России очень малое количество зарядных станций, позволяющих относительно быстро зарядить машину. В большинстве случаев владельцы заряжают их от бытовых розеток, а это может занимать от 8 часов и более.
• Неразвитая инфраструктура зарядных станций в России. На данный момент зарядные станции на междугородних трассах только начинают появляться, но происходит это медленно, поэтому у нас электромобиль можно использовать только как городской авто. В развитых странах зарядки для электромобилей есть почти на каждой АЗС и редко встречаются реже раза в 50км.
• Высокая стоимость по сравнению с бензиновыми и дизельными одноклассниками. В новый электромобиль стоит на несколько десятков процентов дороже аналога с ДВС.
• Снижение запаса хода зимой. Из-за включения обогрева салона, руля и сидений запас хода при отрицательных температурах снижается в среднем на 25-30%.

Двигатель Тесла, принцип работы

Самым главным узлом в автомобиле является асинхронный двигатель, который разработал великий ученый Никола Тесла. Давайте разберем принцип работы асинхронного двигателя

Асинхронный двигатель состоит из двух частей: статора и ротора

статор и ротор асинхронного двигателя

Как же работает асинхронный двигатель? Асинхронный двигатель – это трехфазный двигатель переменного тока с вращающимся магнитным полем.

вращающееся магнитное поле

Вращающееся магнитное поле образуется в обмотках статора. Оно в свою очередь приводит в движение ротор.

подключение асинхронного двигателя к трехфазному питанию

Также нельзя забывать тот факт, что в асинхронном двигателе скорость вращения самого ротора будет меньше, чем скорость вращающегося магнитного поля, которое образуется в статоре двигателя.

Но и это еще не все. Частота вращения такого двигателя зависит от частоты переменного тока, поступающего на его обмотки. Чем больше частота, тем быстрее будет вращается двигатель. Поэтому, управляя частотой, мы можем управлять вращением двигателя, а следовательно, и скоростью самого автомобиля. То есть все управление автомобилем сводится к тому, чтобы преобразовать постоянный ток в переменный трехфазный и возможностью менять частОты переменного трехфазного тока. Это простое преобразование постоянного тока в переменный ток нужной частоты делает автомобили Тесла простыми и надежными.

Устройство электромобиля и принцип его работы

Устройство электромобиля не содержит в себе никаких тайн и сложностей, так как основывается на общеизвестных физических и технических принципах. В целом, конструкция такой машины в области ходовой части, кузова, управления может совсем не отличаться от классического транспорта. Главное отличие состоит именно в моторе, который работает не на жидком дизельном топливе или бензине, а на генерируемом электрическом токе.

Принцип работы электромобиля заключается в следующем. В нем задействован механизм электромагнитной индукции, который состоит в том, что при наличии переменного электрического тока в проводнике возникает магнитное поле, которое по закону Ампера выполняет отклоняющее действие. В моторе существуют два основных компонента: ротор и статор. Статор остается постоянно неподвижным и по нему пропускается электрический ток определенной частоты. Генерируемое в статоре магнитное поле действует на ротор и тот начинает вращаться. Получаемая механическая энергия используется для движения транспортного средства. Скорость движка прямо пропорциональна частоте тока и количеству установленных магнитных полюсов.

В целом, устройство электромобиля достаточно простое, но требует очень аккуратного и точного исполнения. Ток для питания статора генерируется установленными на борту батареями. В зависимости от модели машины, батареи могут иметь разную емкость, конструкцию, особенности используемых механизмов работы.

Одноцилиндровый электродвигатель

Если предыдущий вариант никакой полезной работы не выполнял в силу его конструктивных особенностей, то эта модель будет немного сложнее, зато найдет практическое применение у вас дома. Для изготовления вам понадобится одноразовый шприц на 20мл, медная проволока для намотки катушки (в данном примере используется диаметром 0,45мм­), проволока из меди большего диаметра для коленвала и шатуна (2,5 мм), постоянные магниты, деревянные планки для каркаса и конструктивных элементов, источник питания постоянного тока.

Процесс изготовления электродвигателя заключается в следующем:

Одноцилиндровый электродвигатель готов к эксплуатации – достаточно подключить питание к его выводам для работы и прокрутить маховик, если он находится в том положении, с которого сам стартовать не может.

Рис. 12: подключите питание

Чтобы прекратить вращение вентилятора, отключите электродвигатель посредством снятия крокодила хотя бы с одного из контактов.

Недостатки электромобилей Тесла

Долгое время зарядки. В то время, как простой автомобиль с ДВС можно заправить буквально за 5 минут, Тесле поребуется около часа. Но и здесь опять же есть подвижки. В настоящее время компания стремится к тому, чтобы сделать время заряда как можно меньше. Для этого она строит так называемые Supercharger stations по всему миру. Эти заправочные станции, как говорят в Тесле, будут совершенно бесплатны, а ваш автомобиль сможет зарядиться на 80% за 30 минут! То есть пока вы пьете кофе, ваш авто уже будет снова готов покорять просторы) Полная зарядка на таких заправочных станциях длится около полутора часов. Пока что таких заправочных станций не так много, но я считаю, что ситуация все равно будет меняться в лучшую сторону.

заправка Supercharger

Высокая стоимость. Цены на новые модели Теслы в бомж комплектации в Америке начинаются от 43 000 $. По нашим деньгам это около 2 800 000 рублей. В Москве цены начинаются от 3,5 млн рублей. Не очень то и дешево для электрокара.

Что понадобится для простейшего электродвигателя?

Учтите, что изготовить рабочую электрическую машину, предназначенную для совершения какой либо полезной работы от вращения вала в домашних условиях довольно сложно. Поэтому мы рассмотрим простую модель, демонстрирующую принцип работы электрического двигателя. С его помощью вы можете продемонстрировать взаимодействие магнитных полей в обмотке якоря и статоре. Такая модель будет полезной в качестве наглядного пособия для школы или приятного и познавательного времяпрепровождения с детьми.

Для изготовления простейшего самодельного электродвигателя вам понадобится обычная пальчиковая батарейка, кусочек медной проволоки с лаковой изоляцией, кусочек постоянного магнита, по размерам не больше батарейки, пара скрепок. Из инструмента хватит кусачек или пассатижей, кусочка наждачной бумаги или другой абразивный инструмент, скотч.

Процесс изготовления электродвигателя состоит из таких этапов:

Простой электродвигатель готов – достаточно толкнуть пальцем катушку и она начнет вращательное движение, которое будет продолжаться до тех пор, пока вы не остановите вал мотора или не сядет батарейка.

Рис. 4: запустите катушку

Если вращение не происходит, проверьте качество токосъема и состояние контактов, насколько свободно ходит вал в направляющих и расстояние от катушки до магнита. Чем меньше расстояние от магнита до катушки, тем лучше магнитное взаимодействие, поэтому улучшить работу электродвигателя можно за счет уменьшения длины стоек.

Что такое электромобиль?

Внешний вид, кузов и салон электромобиля, а также грузоподъёмность, ничем не отличаются от традиционных средств передвижения оборудованных двигателями внутреннего сгорания. Но в то же время, именно то место, где покоится ДВС у обычной машины, у электрокара преобразовано в значительной степени. Электрический силовой агрегат оказался настолько совершенен, что у инженеров появилась великолепная возможность упростить конструкцию до предела, отказавшись от большого количества традиционных узлов и агрегатов. Что и говорить, затрат на обслуживание и ремонт транспортного средства у обладателей электрокаров существенно поубавилось. Кроме того, такие автомобили стали предельно надёжными в эксплуатации, да и разница в ценах на бензин и электричество — просто вселенская!

Производители электродвигателей

Большинство самодельных электромобилей сконструировано с применением коллекторного двигателя. Это объясняется доступностью, низкой ценой и простым обслуживанием.

Видным производителем линейки данных моторов является немецкая компания Perm-Motor. Ее продукция способна к рекуперативному торможению в генераторном режиме. Она активно используется для оснащения скутеров, моторных лодок, легковых автомобилей, электроподъёмных устройств. Если двигатели Perm-Motor устанавливали в каждый электромобиль, цена их была бы значительно ниже. Сейчас они стоят в пределах 5-7 тыс. евро.

Популярным производителем является компания Etek, которая занимается производством безщеточных и щеточных коллекторных двигателей. Как правило, это трехфазные моторы, работающие на постоянных магнитах. Основные преимущества установок:

• точность управления;
• легкость организации рекуперации;
• высокая надежность за счет простой конструкции.

Завершает список производителей завод из США Advanced DC Motors, выпускающий коллекторные электромоторы. Некоторые модели обладают исключительной особенностью – они имеют второй шпиндель, что можно использовать для подключения на автомобиль-электромобиль дополнительного электрооборудования.

Возрождение электромобилей

В любом рассказе о возрождении электромобилей часто упоминается компания Tesla Motors и ее идейный вдохновитель Илон Маск. Компания была основана в 2003 году, но настоящая история Tesla Motors начинается с приходом всемирно известного инженера Илона Маска и презентацией электромобиля Tesla Roadster.

Спустя год международный концерн General Motors представил Chevrolet Volt. Дальше последовали презентации электромобилей практически от всех мировых автоконцернов. Renault Nissan, Mitsubishi, Peugeot, Subaru – все начали разрабатывать автомобили нового поколения для мира без выхлопов и смога.

Однако электромобили долгое время оставались дорогой и диковинной игрушкой. Всё изменилось в 2016 году, когда Tesla презентовала Model 3 стоимостью 35 тысяч долларов. За первую неделю машину зарезервировали 325 тысяч человек. Это первый автомобиль компании, который имеет все шансы стать массовым, а популярность электромобилей стала мировой. В этом помогли активное государственное субсидирование стран Европы, США и Китая, тренд за «зелёные» технологии многих компаний и забота человечества о будущем нашей планеты.

Строение и принцип работы

Работает электродвигатель автомобиля по принципу электромагнитной индукции. Именно он взят сегодня за основу. Современные электромобили, по своей сути, мало чем отличаются от их, которые мы каждый день можем наблюдать на дорогах страны. Вообще говоря, основными частями такой техники являются:

• Контроллер;
• Аккумуляторные батареи.

Мы поговорим подробнее именно о сердце авто. Итак, оно работает на основе законов электромагнитной индукции. Для тех, кто не знаком с таком понятием физики, можно сказать, что данное явление связано с возникновением ЭДС в замкнутом контуре, когда в нем начинает меняться магнитный поток. Здесь все достаточно просто. Электродвигатель просто преобразует электрическую энергию в механическую, которая и позволяет двигаться автомобилю. В настоящее время коэффициент полезного действия таких агрегатов равен приблизительно 90 процентов. Это весьма внушительная цифра.

Как и любой другой электродвигатель, агрегат, устанавливаемый в электромобилях, имеет свои собственные характеристики. К таковым можно отнести:

• Мощность агрегата;
• Максимальный крутящий момент, создаваемый им;
• Частота вращения.

По сути, все стандартно. Единственное отличие от тех моделей, которые используются в промышленности, заключается в изменении этих параметров применительно к автомобилю.

Все электродвигатели могут питаться от источника постоянного напряжения или источника переменного напряжения. В данном случае речь идет чаще всего именно о первом варианте. Батареи, которые используются в таких машинах, создают на выходе значение в 96-192 Вольта. Этого вполне достаточно для создания ЭДС. для подключения электродвигателя переменного тока используется трехфазная схема. Современные модели электромобилей отличаются тем, что в них сам электродвигатель соединен напрямую с колесом. Такая конструкция позволяет в значительной степени улучшить управляемость машины.

Стоит отметить, что некоторые самые прогрессивные модели, которые оснащены агрегатом, работающем на переменном токе, способны в процессе торможения подзаряжать батареи. Это приводит к увеличению их срока эксплуатации в несколько раз. Это некое решение проблемы ограниченности хода. Такие устройства способны увеличивать пробег авто без подзарядки на целый 10-20 процентов. Для электромобиля это вполне внушительная цифра.

В остальном работает электродвигатель автомобиля точно так же, как и любой другой агрегат такого типа. Здесь имеется рабочий орган, который и соединяется с колесом. При подаче электрической энергии обмотка возбуждения начинает действовать на ротор мотора, который начинает вращаться вследствие ЭДС. Это движение передается на рабочие органы. Электродвигатель сегодня можно запитывать самыми разнообразными методами. В бытовых условиях используются трехфазные розетки или обычные однофазные их варианты. Все зависит от конкретной конструкции устройства, которое требуется запустить.

Электромобиль не роскошь

Перспективы электромобилей ближайшего будущего:

• пробег без подзаряда до 500 км;
• динамика разгона – менее 3 секунд до 100 км/час (легковые электромобили);
• стоимость аккумуляторной батареи средней мощности – менее 7 тыс. USD;
• время быстрого заряда – менее 15 минут.

Электромобиль ближайшего будущего будет оснащен беспилотными системами управления и навигации.

Если вы решили присоединиться к пока немногочисленной армии электромобилистов, прежде всего необходимо изучить, как работает электромобиль и его основные системы.

Несколько советов при решении задачи, какой электромобиль выбрать:

• без пробега или с небольшим сроком эксплуатации, но с новой аккумуляторной батареей;
• с опцией быстрого заряда аккумулятора;
• со стажем выпуска модели не менее 2-х лет (за это время проблемы электромобилей данного модельного ряда успеют проявить себя).

Будущее – за электромобилями!

Назначение тягового электродвигателя

Электродвигатель тяговый (ТЭД) предназначен для приведения в движение транспортного средства, т.е. он преобразует в механическую, энергию электрическую. Их классифицируют по способу питания, роду тока, конструктивному исполнению, типу привода колесных пар. В большинстве экологичных машин: гибридных авто, серийных электромобилях, авто на топливных элементах, которые в наши дни приобретают завидную популярность, они являются основной движущей силой.

В качестве двигателя используют в них моторы тяговые постоянного тока, которые работают в  двух режимах – двигательном и генераторном.

Видео: Как устроен двигатель электромобиля Tesla Model S

Как выбрать машину и особенности ее сервиса

Устройство электромобиля обязательно должен хоть в общих чертах знать каждый человек, который собирается его приобретать. Чтобы купить хорошее ТС, нужно следовать таким советам:

• Самое первое – запас хода от полностью заряженных АКБ. Для бюджетных моделей запас хода составляет около 150 км;
• Особенности механики. Ходовая часть, трансмиссия, подвеска и прочие элементы должны быть в полном порядке и состоять их надежных комплектующих. При покупке лучше привлечь на помощь человека, который хорошо понимает устройство электромобиля;
• Цена. Не стоит переплачивать, так как за большие деньги можно взять и шикарный бензиновый или дизельный вариант.

Что касается сервиса, то здесь не должно быть никаких проблем. Электродвигатели хорошо известны любому инженеру и механику, вся остальная часть авто полностью повторяет конструкцию классического транспортного средства. Единственный совет по сервису – стоит обращаться в продвинутые СТО, в которых способны проводить точную диагностику.

Реализация

Сервисный центр по обслуживанию электромобилей работает с 2014 года. За это время компания собрала компетентную команду специалистов, разбирающихся не только в автомобилях, но и в программном обеспечении.

«Четкое понимание того, как интегрируются компоненты электромобиля, как они увязываются в единую систему посредством софта, как новые компоненты взаимодействуют со штатными системами автомобиля, такими как тормоза или ABS, крайне важно как для обслуживания электромобилей, так и для конверсии автомобилей на классическом топливе в электромобили», — говорит Михаил Ефимов, соучредитель и генеральный директор EVC. Первым проектом EVC в 2017 году стала разработка и производство литий-ионной аккумуляторной батареи для электромобиля ИЖ Концерна «Калашников»

Вторым — переделка автомобиля Aston Martin DB9. В качестве электрической начинки использовались компоненты Tesla Model S: батарейка, два электродвигателя, вся электропроводка, водительский и центральный экраны

Первым проектом EVC в 2017 году стала разработка и производство литий-ионной аккумуляторной батареи для электромобиля ИЖ Концерна «Калашников». Вторым — переделка автомобиля Aston Martin DB9. В качестве электрической начинки использовались компоненты Tesla Model S: батарейка, два электродвигателя, вся электропроводка, водительский и центральный экраны.

Интеграция электромоторов на оси потребовала изменения конструкции подвески и геометрии аккумуляторной батареи, так как габариты Aston Martin отличаются от габаритов Tesla Model S. В автомобиле была полностью заменена электропроводка, кроме тех участков, которые нужны для интеграции штатных систем — тормозов, систем безопасности, освещения, системы кондиционирования

Также важной была адаптация ПО

Aston Martin получил литий-ионную батарею емкостью 75 кВт·ч, дающую запас хода порядка 350 км, два электромотора суммарной мощностью 500 л.с, разгоняющих электромобиль до 100 км/ч за 5,5 с.

Так выглядит превращение обычной машины в электромобиль

(Фото: из личного архива)

Владислав Мещеряков, соучредитель EVC, говорит, что сегодня компания получает все больше обращений и запросов на переделку частных автомобилей и коммерческих парков в электромобили. Для частных заказчиков это больше имиджевые проекты — возможность дать вторую жизнь любимому классическому автомобилю. А вот для компаний, управляющих большим парком транспорта, переход на электрическую тягу создает много возможностей для сокращения операционных затрат, связанных с заправкой и ремонтом, а также позволяет внедрить новейшие решения по управлению эффективностью парка.

Еще одним проектом, реализованным для частного заказчика, стал электрический Fiat Ducato. На нем первый раз была установлена аккумуляторная батарея собственной разработки. На автомобиль была установлена литий-титанатная батарея EVCLTO55, состоящая из четырех модулей суммарной емкостью 22 кВт·ч. Реальные тесты показали, что даже при полной загрузке (общая масса с водителем порядка 2,9 т) автомобиль проезжает на этой батарее 150 км. Это очень хороший результат с учетом небольшой емкости батарейки.

Использованы материалы:

• Электромотор от дворников Toyota.
• Звёзды сделаны из шкива от помпы 3SFE и шкива коленвала 5AFE.
• Ремень от Subaru Forester, (его пришлось дважды укорачивать и склеивать-сшивать).
• Аккумулятор от мотоцикла — 12V 9Ah 45A.
• Колёса от тележки (диаметр 210 мм).
• Профильная труба.
• Текстолит.
• Крепёжные элементы.

Первым делам автор сделал раму электромобиля.

Сидение сделано следующим образом. Из картона собрал шаблон. Купил банку смолы 800 гр 650 руб и две пачки стекловолокна 150руб*2шт, и налепил на уже готовый и обклееный скотчем шаблон, работа заняла примерно неделю. Далее зашпаклевал, зашкурил, загрунтовал и обтянул в кожезаменитель разумеется подложив поролон 10 мм.

Руль сделан из фанеры.

Закрепил электромотор, установил звёзды и ремень.

Рулевое управление. Карданчик оптимально подошел от Toyota Probox NCP50, а линки стабилизатора, выполняющие роль рулевой тяги с наконечниками, были изготовлены из узлов Toyota Voxy AZR60.

Педаль от автомобиля обрезал и приварил к ней поворотную гайку, выполняющую роль подшипника, и ограничитель хода. К раме приварил возвратную пружину. под педалью установил микровыключатель подачи тока на электродвигатель.

Установил тумблер меняющий полярности тока, чтобы машина могла двигаться взад и в вперед в зависимости от выбранной передачи.

Вот результат работы — самодельный электромобиль для ребёнка. Скорость машины — 5 км/ч, можно увеличить если поставить более мощный мотор.

Редкий малыш не мечтает ездить на собственной машинке с моторчиком, участвовать в настоящих состязаниях с друзьями, выигрывать в гонках и получать восхищенные взгляды окружающих. И наверняка любой папа или дедушка задумывался над идеей сделать такое чудо самостоятельно, ведь купить электрокар в магазине стоит немалых денег. Но каких усилий и затрат стоит сделать детский электромобиль своими руками и стоит ли начинать? Попробуем разобраться на опыте многих удачных конструкций.