Hvordan fungerer elbiler? EV-motorer og batterier forklaret

Elbiler fungerer på fundamentalt anderledes måder end traditionelle biler. Forbrændingsmotorer har masser af bevægelige dele, og selvom elbiler har deres egen kompleksitet, er de meget mere digitale end mekaniske. Lad os se nærmere på præcis, hvordan elbiler fungerer.

Hvordan fungerer en EV-batteripakke?

I stedet for benzin får elbiler deres strøm fra en batteripakke, som normalt strækker sig langs undersiden af ​​bilen for at holde vægten så lav som muligt. Det er sammensat af flere moduler, som igen er opdelt i individuelle battericeller, der i størrelse svarer til AA-batterier. Et lag kølevæske løber mellem cellerne, da varme batterier er eksplosionsbatterier. Et batteristyringssystem regulerer kølevæsken og sikrer, at hver celle drænes med samme hastighed, hvilket forlænger pakkens levetid.

Vi har en hel artikel om hvordan batterier fungerer, men den korte version er, at elektroner trækkes gennem et kredsløb ved at flytte lithium-atomer fra den ene side af et batteri til en anden. Elektronerne vil gerne følge disse lithium-ioner, men en adskillelsesmembran i batteriet forhindrer dem i at komme med på turen. Som følge heraf skal de løbe gennem ledninger, der også driver vores telefoner, tablets, pærer, computere og biler. Når du oplader et batteri, tiltrækker du lithium-atomerne tilbage til deres oprindelige side af batteriet ved at lade det op med elektroner.

Hvordan fungerer en EV-inverter?

Det meste af dit hjemmeelektronik fungerer på vekselstrøm. Det betyder, at elektronerne konstant går frem og tilbage gennem ledningerne med faste intervaller. Batterier fungerer dog jævnstrøm, så elektroner bliver bare sprængt i én retning i en konsistent strøm. En elbil bruger en inverter til at ændre batteripakkens strøm fra direkte til vekselstrøm, før den når motoren. Dette er et vigtigt skridt, da ændringen i AC-frekvensen foretaget af inverteren direkte påvirker det elektriske køretøjs hastighed.

Hvordan fungerer en EV-motor?

EV-motorer omdanner elektricitet til bevægelse ved at skabe et roterende magnetfelt. En cylinder kaldet statoren indeholder tæt viklede kobbertråde, som vekselstrømmen fra inverteren løber igennem. Fordi strømmen veksler, skifter nord- og sydpolen af ​​disse magnetiske felter frem og tilbage. Ved at køre forskellige kredsløb med lidt forskellige elektriske frekvenser, roterer det samlede magnetfelt.

Inde i statoren mærker en fritsvævende rotor effekten af ​​alle disse roterende magnetfelter. Når strømmen løber gennem statoren, får den magnetiske tiltrækning rotoren til at snurre for at indhente den. Trods alt vil rotorens magnetiske poler modsat statorens blive tiltrukket, og de ens poler vil frastøde. Jo mere strøm der bliver pumpet gennem statoren, jo hurtigere drejer magnetfeltet. Rotoren bevæger en aksel, som drejer elbilens hjul. Da kraften genereret af en EV-motor er betydelig, bringer en nødvendig komponent kaldet en reducer kraften ned til det ønskede niveau, før den går fra rotoren til hjulene.

EV-motorer er ikke kun motorer - de kan også fungere som generatorer. Når du bremser din EV, drejer den mekaniske kraft fra det bremsende køretøj rotoren, som producerer strøm, der flyder gennem statoren, tilbage til batteriet.

Da meget af den kraft, der er nødvendig for at bremse et køretøj, skubbes ind i regenerativ bremsning, ser en EV's bremseklodser mindre slid end en normal bil. Elbiler håndterer meget mindre mekanisk belastning over hele linjen, ikke kun ved bremsning. EV-motorer håndterer ikke gentagne eksplosive kemiske reaktioner som forbrændingsmotorer, der overfører lineær kraft af et stempel til rotationskraft (drejningsmoment) via en krumtapaksel eller ved at stole på et svinghjul for at stabilisere varierende kraft input. Alt i alt er dette gode nyheder for EV reparationsomkostninger.

Forhåbentlig giver dette en vis indsigt i et elektrisk køretøjs indre funktioner. Elbiler er ved at overtage verden, så det er nok en god ting, du ved en ting eller to om, hvordan de fungerer.

Redaktørens anbefalinger

• Tesla viser den første Cybertruck frem efter to års forsinkelser
• De bedste niveau 2 elbilopladere til hjemmet
• De billigste elbiler du kan købe
• 2024 BMW i5 afsløret som den første elektriske 5-serie
• EV vs. PHEV vs. hybrid: Hvad er forskellen?

Opgrader din livsstilDigital Trends hjælper læserne med at holde styr på den hurtige teknologiske verden med alle de seneste nyheder, sjove produktanmeldelser, indsigtsfulde redaktionelle artikler og enestående smugkig.