Hoe werken elektrische auto's? EV-motoren en batterijen uitgelegd

Elektrische voertuigen functioneren op fundamenteel andere manieren dan traditionele auto’s. Verbrandingsmotoren hebben heel veel bewegende delen, en hoewel elektrische voertuigen hun eigen complexiteit hebben, zijn ze veel meer digitaal dan mechanisch. Laten we eens nader bekijken hoe elektrische voertuigen precies werken.

Hoe werkt een EV-batterijpakket?

In plaats van benzine halen EV’s hun kracht uit een accupakket, dat zich meestal langs de onderkant van de auto uitstrekt om het gewicht zo laag mogelijk te houden. Het is samengesteld uit meerdere modules, die op hun beurt zijn opgesplitst in individuele batterijcellen, vergelijkbaar in grootte met AA-batterijen. Er loopt een laagje koelvloeistof tussen de cellen, omdat hete batterijen explosiebatterijen zijn. Een batterijbeheersysteem regelt dat koelmiddel en zorgt ervoor dat elke cel in hetzelfde tempo leegloopt, wat de levensduur van het pakket verlengt.

We hebben er een heel artikel over hoe batterijen werken, maar de korte versie is dat elektronen door een circuit worden getrokken door lithiumatomen van de ene kant van een batterij naar de andere te verplaatsen. De elektronen willen die lithiumionen volgen, maar een scheidingsmembraan in de batterij verhindert dat ze mee gaan. Als gevolg hiervan moeten ze door draden lopen die ook onze telefoons, tablets, gloeilampen, computers en auto's van stroom voorzien. Wanneer u een batterij oplaadt, trekt u de lithiumatomen terug naar hun oorspronkelijke kant van de batterij door deze op te laden met elektronen.

Hoe werkt een EV-omvormer?

De meeste elektronica in uw huis werkt op wisselstroom. Dit betekent dat de elektronen voortdurend met vaste tussenpozen heen en weer door de draden gaan. Batterijen werken echter wel Gelijkstroom, zodat elektronen gewoon in één richting worden gestraald in een consistente stroom. Een EV gebruikt een omvormer om de stroom van het batterijpakket van direct naar wisselstroom te veranderen voordat deze de motor bereikt. Dit is een belangrijke stap omdat de verandering in de AC-frequentie die door de omvormer wordt aangebracht, rechtstreeks van invloed is op de snelheid van het elektrische voertuig.

Hoe werkt een EV-motor?

EV-motoren zetten elektriciteit in beweging door een roterend magnetisch veld te creëren. In een cilinder, de stator genaamd, zitten strak gewikkelde koperdraden waar de wisselstroom van de omvormer doorheen loopt. Omdat de stroom afwisselend is, wisselen de noord- en zuidpool van deze magnetische velden heen en weer. Door verschillende circuits op enigszins verschillende elektrische frequenties te laten draaien, roteert het algehele magnetische veld.

In de stator voelt een vrij zwevende rotor het effect van al deze roterende magnetische velden. Terwijl de stroom door de stator loopt, zorgt de magnetische aantrekkingskracht ervoor dat de rotor draait om deze in te halen. De magnetische polen van de rotor die tegenovergesteld zijn aan die van de stator, zullen immers worden aangetrokken en de gelijksoortige polen zullen zich afstoten. Hoe meer stroom door de stator wordt gepompt, hoe sneller het magnetische veld draait. De rotor beweegt een as, die de wielen van de EV laat draaien. Omdat het vermogen dat door een EV-motor wordt gegenereerd aanzienlijk is, brengt een noodzakelijk onderdeel, een reductor genaamd, de kracht terug naar het gewenste niveau voordat deze van de rotor naar de wielen gaat.

EV-motoren zijn niet alleen motoren; ze kunnen ook als generatoren fungeren. Wanneer u uw EV afremt, draait de mechanische kracht van het vertragende voertuig de rotor, die stroom produceert die door de stator vloeit, terug naar de accu.

Omdat een groot deel van de kracht die nodig is om een ​​voertuig af te remmen, wordt omgezet in regeneratief remmen, vertonen de remblokken van een elektrische auto minder slijtage dan die van een normale auto. EV’s hebben over de hele linie met veel minder mechanische belasting te maken, en niet alleen bij het remmen. EV-motoren hebben niet te maken met herhaalde explosieve chemische reacties, zoals verbrandingsmotoren, waarbij de energie wordt overgedragen lineaire kracht van een zuiger omgezet in rotatiekracht (koppel) via een krukas, of vertrouwen op een vliegwiel om variërende kracht te stabiliseren invoer. Over het geheel genomen is dit goed nieuws voor de reparatiekosten van elektrische voertuigen.

Hopelijk geeft dit enig inzicht in de interne werking van een elektrisch voertuig. EV’s nemen de wereld over, dus het is waarschijnlijk goed dat je het een en ander weet over hoe ze werken.

Aanbevelingen van de redactie

• Tesla pronkt met de eerste Cybertruck na twee jaar vertraging
• De beste niveau 2 EV-laders voor thuis
• De goedkoopste elektrische auto’s die je kunt kopen
• 2024 BMW i5 onthuld als de eerste elektrische 5 Serie
• EV versus PHEV versus hybride: wat is het verschil?

Upgrade uw levensstijlMet Digital Trends kunnen lezers de snelle technische wereld in de gaten houden met het laatste nieuws, leuke productrecensies, inzichtelijke redactionele artikelen en unieke sneak peeks.