Auta elektryczne stają się coraz bardziej popularne i dla wielu kierowców już teraz są wyborem numer jeden. Choć z zewnątrz łatwo je pomylić z pojazdami z silnikami spalinowymi, konstrukcja samochodu elektrycznego i technologia, która go napędza, są zupełnie inne. Przyjrzyjmy się im bliżej, zwłaszcza że znajduje to bezpośrednie przełożenie na koszty, z jakimi wiąże się elektromobilność.
Budowa samochodu elektrycznego – czym się różni od spalinowego?
Sylwetka aut elektrycznych nie różni się zasadniczo od designu pojazdów spalinowych, ale kilka istotnych elementów sprawia, że pod względem technicznym naprawdę sporo je różni.
-
Napęd – samochody elektryczne, jak sama nazwa wskazuje, wykorzystują silniki elektryczne zamiast silników spalinowych. Silniki te są zasilane prądem z akumulatorów, co eliminuje potrzebę stosowania tradycyjnego układu napędowego. Oczywiście tego typu jednostki działają na zupełnie innej zasadzie – nie znajdziesz tu cylindrów, tłoków, turbosprężarek czy wtryskiwaczy. Nie dochodzi do reakcji spalania paliwa, wobec czego nie ma także potrzeby montowania układu wydechowego (a powietrze nie jest zanieczyszczane). Przekłada się to również na koszty eksploatacji: mniej podzespołów wykorzystywanych w silnikach może się zepsuć.
-
Źródło energii – głównym źródłem energii w samochodach elektrycznych są akumulatory litowo-jonowe lub inne typy baterii. Nie stosuje się więc paliwa płynnego. W zamian, co oczywiste, do jazdy auto elektryczne potrzebuje ładowania, które zwiększa zasięg. Bak znany z aut spalinowych zastępuje układ ładowania. Konstruktorzy zastanawiający się, jak zbudować samochód elektryczny w taki sposób, aby maksymalnie zwiększyć jego efektywność i zasięg, skupiają się w znacznej mierze nad rozwojem akumulatorów. Z punktu widzenia większości użytkowników to właśnie ich charakterystyka jest najważniejsza. Nic w tym dziwnego: to także najdroższe podzespoły pojazdu.
-
Skrzynia biegów – silniki elektryczne ze względu na swoją charakterystykę osiągają błyskawicznie maksymalny moment obrotowy. Nie potrzebują również skrzyni biegów, a co za tym idzie sprzęgła. To upraszcza konstrukcję i zwiększa efektywność napędu.
-
Chłodzenie – ze względu na inną budowę silnika i inną charakterystykę jego pracy (nie dochodzi do zapłonu mieszanki) inaczej prezentuje się system chłodzenia pojazdu. W przypadku części samochodów egzamin zdaje chłodzenie wentylatorami, bardziej zaawansowane modele mają jednak chłodnicę, która musi schładzać m.in. falownik. Oczywiście nagrzewa się również bateria (zwłaszcza po podłączeniu ładowarki). System chłodzenia musi ją więc schładzać, ale jest również wykorzystywany do jej ogrzewania, jeśli temperatura na zewnątrz jest zbyt niska.
Istotna różnica dotyczy także rozmieszczenia elementów. Bateria, która charakteryzuje się dużą wagą i większym rozmiarem, jest umieszczona na podwoziu, dzięki czemu środek ciężkości jest optymalnie rozłożony. Dzięki temu bezpieczeństwo jest większe, a sterowanie pojazdem łatwiejsze. Silniki są natomiast połączone z napędzanymi osiami – w przypadku napędu na dwie osie są to więc dwie niezależne jednostki.
Pozostałe elementy, np. układ hamowania czy kierowniczy, są bardzo zbliżone do tych znanych z tradycyjnych aut. Co taki zespół czynników oznacza z perspektywy użytkownika? Samochody elektryczne są bezpieczne, a ich budowa sprawia, że ryzyko wystąpienia awarii jest znacznie mniejsze niż w przypadku samochodów spalinowych. To przekłada się bezpośrednio na koszty eksploatacji. Zapłacisz mniej za czynności serwisowe i naprawy. Poza tym auta elektryczne pracują znacznie ciszej niż pojazdy spalinowe, co przyczynia się do redukcji hałasu w środowisku miejskim i zapewnia zdecydowanie bardziej komfortową podróż.
Rodzaje silników elektrycznych w samochodach
Budowa silnika elektrycznego samochodu może opierać się na różnych schematach. Oczywiście technologia ciągle się rozwija i wciąż opracowywane są nowe rozwiązania. Najczęściej mamy jednak do czynienia z dwoma konstrukcjami. Silniki asynchroniczne (indukcyjne) i synchroniczne z magnesami trwałymi to dwa główne typy silników elektrycznych stosowanych w samochodach elektrycznych. Oba mają swoje unikalne właściwości i technicznie nieco się pomiędzy sobą różnią.
- Silnik asynchroniczny (indukcyjny) składa się z dwóch głównych części: nieruchomego stojana i ruchomego wirnika. Kiedy przez uzwojenie przepływa prąd przemienny, tworzy się pole magnetyczne, które indukuje prąd w wirniku (stąd nazwa „indukcyjny”). Różnica w prędkości obrotowej między polem magnetycznym stojana a prędkością wirnika powoduje powstanie momentu obrotowego.
- Silnik synchroniczny z magnesami trwałymi – alternatywna budowa silnika elektrycznego do samochodu jest pod wieloma względami podobna do projektu indukcyjnego. W tych silnikach wirnik jest wyposażony w magnesy trwałe. Stojan, podobnie jak w silniku asynchronicznym, generuje pole magnetyczne. Pole magnetyczne stojana oddziałuje z polem magnetycznym magnesów na wirniku, co powoduje obracanie się wirnika. W silniku synchronicznym prędkość wirnika jest zsynchronizowana (stąd nazwa).
Silniki synchroniczne są bardziej wydajne niż silniki asynchroniczne, oferują wyższy moment obrotowy i większą efektywność. Jednocześnie są droższe w produkcji ze względu na użycie magnesów trwałych.
W jaki sposób działa samochód elektryczny?
Podstawowa zasada jest oczywista: samochód elektryczny do napędu silnika elektrycznego wykorzystuje energię elektryczną, co różni go od tradycyjnych samochodów spalinowych, które wykorzystują do napędu silnika spalinowego spalanie paliwa. Budowa akumulatora samochodu elektrycznego nieustannie ewoluuje w taki sposób, aby gwarantować jak największe bezpieczeństwo, również w razie wypadku. Cały proces można opisać w następujący sposób:
- Magazynowanie energii – energia elektryczna jest przechowywana w akumulatorach. Budowa baterii samochodu elektrycznego sprawia, że magazynowany jest w niej prąd stały. Jej pojemność określa oczywiście, jak dużo energii będzie przekazywane do zasilenia silnika.
- Konwersja energii – gdy kierowca naciska pedał gazu, energia elektryczna z akumulatora jest przesyłana do kontrolera, który reguluje ilość energii dostarczanej do silnika elektrycznego. Falownik przekształca prąd stały z baterii na prąd przemienny, który jest wykorzystywany do napędzania silnika.
- Napęd – silnik elektryczny wykorzystuje energię elektryczną do wytworzenia ruchu obrotowego, który jest następnie przekazywany do kół pojazdu. W większości samochodów elektrycznych stosuje się prostsze układy transmisyjne niż w pojazdach spalinowych. Silniki są zwykle połączone z osią, którą napędzają – układ jest więc również pod tym względem prostszy i bardziej wydajny.
- Odzyskiwanie energii – wiele samochodów elektrycznych wykorzystuje system odzyskiwania energii podczas hamowania. Gdy zwalniasz lub hamujesz, układ przekształca kinetyczną energię ruchu pojazdu z powrotem na energię elektryczną, która jest następnie magazynowana w baterii.
- Ładowanie – aby uzupełnić zużywaną energię, akumulatory samochodów elektrycznych należy ładować z zewnętrznych źródeł energii. Możesz zrobić to w domu z pomocą standardowego gniazdka elektrycznego lub za pośrednictwem specjalnych stacji szybkiego ładowania.
Budowa samochodu elektrycznego – jak wygląda ładowanie samochodu elektrycznego?
Oczywiście jeśli korzystasz z auta elektrycznego, nie możesz zapomnieć o regularnym ładowaniu baterii. Cały proces z perspektywy kierowcy jest naprawdę prosty. Samochody elektryczne można ładować na różnych stacjach ładowania, które różnią się mocą i czasem ładowania. Ładowarki mogą być zainstalowane w Twoim domu, miejscach publicznych, na przykład na parkingach czy w centrach handlowych, lub na specjalnych stacjach w pobliżu dróg.
Istnieje kilka rodzajów ładowania, a największa różnica dotyczy ładowania prądem przemiennym (AC, np. ładowarką taką jak CC Home Elzab, CC Wall Elzab lub CC City Elzab) i zdecydowanie szybszego ładowania prądem stałym (DC). Ten drugi wariant jest dostępny wyłącznie na specjalnych stacjach ładowania pojazdów elektrycznych.
Aby naładować samochód, musisz podłączyć wtyczkę ładowarki do portu ładowania w samochodzie – może być zlokalizowany w różnych miejscach – w niektórych modelach znajdziesz go pod osłoną przypominającą wlew paliwa, w innych może znajdować się np. w pobliżu maski. Auta wyposażone są nie tylko w gniazdo ładowania, ale także w specjalne systemy, które umożliwiają konwersję prądu przemiennego (jakim najczęściej ładuje się te pojazdy) na prąd stały. Współczesne samochody elektryczne i stacje ładowania mają możliwość wymiany danych, aby dostosować proces ładowania do stanu i charakterystyki baterii samochodu. Sterownik będzie w stanie w inteligentny sposób regulować parametry ładowania. Po naładowaniu baterii (rzecz jasna nie zawsze trzeba ładować ją do pełna) możesz odłączyć kabel i kontynuować jazdę.
Zapytaj o ofertę i wybierz ładowarkę dopasowaną do Twoich potrzeb!
Masz dodatkowe pytania? Chcesz dowiedzieć się więcej o naszej ofercie?
Zadzwoń do nas +48 604 526 261 lub napisz uzupełniając formularz kontaktowy.
Z chęcią odpowiemy na Twoje pytania.