Cum funcționează mașinile electrice? Motoarele și bateriile EV explicate

Vehiculele electrice funcționează în moduri fundamental diferite față de mașinile tradiționale. Motoarele cu ardere internă au o mulțime de piese în mișcare și, în timp ce EV-urile au propriile lor complexități, sunt mult mai digitale decât mecanice. Să aruncăm o privire mai atentă asupra modului exact în care funcționează vehiculele electrice.

Cum funcționează un acumulator EV?

În loc de benzină, EV-urile își obțin puterea de la un pachet de baterii, care de obicei se întinde de-a lungul părții inferioare a mașinii pentru a menține greutatea cât mai mică posibil. Este compus din mai multe module, care la rândul lor sunt împărțite în celule individuale de baterie, similare ca dimensiuni cu bateriile AA. Un strat de lichid de răcire curge între celule, deoarece bateriile fierbinți sunt baterii care explodează. Un sistem de gestionare a bateriei reglează acel lichid de răcire și asigură că fiecare celulă se scurge în același ritm, ceea ce prelungește durata de viață a pachetului.

Avem un articol întreg despre cum funcționează bateriile, dar versiunea scurtă este că electronii sunt atrași printr-un circuit prin mutarea atomilor de litiu dintr-o parte a bateriei în alta. Electronii vor să urmeze acești ioni de litiu, dar o membrană de separare din interiorul bateriei îi împiedică să vină la plimbare. Drept urmare, trebuie să treacă prin fire care ne alimentează și telefoanele, tabletele, becurile, computerele și mașinile. Când încărcați o baterie, atrageți atomii de litiu înapoi în partea lor inițială a bateriei, încărcându-l cu electroni.

Cum funcționează un invertor EV?

Majoritatea aparatelor electronice de acasă funcționează pe curent alternativ. Aceasta înseamnă că electronii merg perpetuu înainte și înapoi prin fire la intervale stabilite. Cu toate acestea, bateriile funcționează curent continuu, așa că electronii sunt aruncați într-o direcție într-un flux consistent. Un EV folosește un invertor pentru a schimba curentul acumulatorului de la direct la alternativ înainte de a ajunge la motor. Acesta este un pas important, deoarece modificarea frecvenței AC efectuată de invertor afectează direct viteza vehiculului electric.

Cum funcționează un motor EV?

Motoarele EV transformă electricitatea în mișcare prin crearea unui câmp magnetic rotativ. Un cilindru numit stator conține fire de cupru înfăşurate strâns, prin care trece curentul alternativ care vine de la invertor. Deoarece curentul este alternativ, polii nord și sud ai acestor câmpuri magnetice se schimbă înainte și înapoi. Prin rularea diferitelor circuite la frecvențe electrice ușor diferite, câmpul magnetic total se rotește.

În interiorul statorului, un rotor care plutește liber simte efectul tuturor acestor câmpuri magnetice rotative. Pe măsură ce curentul trece prin stator, atracția magnetică face ca rotorul să se rotească pentru a-l prinde din urmă. La urma urmei, polii magnetici ai rotorului opuși ai statorului vor fi atrași, iar polii similari se vor respinge. Cu cât este pompată mai multă putere prin stator, cu atât câmpul magnetic se învârte mai repede. Rotorul mișcă o axă, care învârte roțile EV. Deoarece puterea generată de un motor EV este semnificativă, o componentă necesară numită reductor reduce forța la nivelul dorit înainte de a trece de la rotor pe roți.

Motoarele EV nu sunt doar motoare - ele pot acționa și ca generatoare. Când frânați vehiculul electric, forța mecanică a vehiculului care încetinește învârte rotorul, care produce curent care curge prin stator, înapoi în baterie.

Deoarece o mare parte din forța necesară pentru încetinirea unui vehicul este împinsă în frânarea regenerativă, plăcuțele de frână ale unui vehicul electric se uzează mai puțin decât o mașină normală. Vehiculele electrice se confruntă cu mult mai puțină solicitare mecanică în general, nu doar la frânare. Motoarele EV nu au de-a face cu reacții chimice explozive repetate, cum ar fi motoarele cu ardere internă, transferând forța liniară a unui piston în forță de rotație (cuplu) prin intermediul unui arbore cotit sau bazându-se pe un volant pentru a stabiliza forța variabilă intrare. În general, aceasta este o veste bună pentru costurile de reparație a vehiculelor electrice.

Sperăm că acest lucru oferă o perspectivă asupra funcționării interioare a unui vehicul electric. Vehiculele electrice cuceresc lumea, așa că este probabil un lucru bine să știți câteva lucruri despre modul în care funcționează.

Recomandările editorilor

• Tesla prezintă primul Cybertruck după doi ani de întârzieri
• Cele mai bune încărcătoare EV de acasă de nivel 2
• Cele mai ieftine mașini electrice pe care le poți cumpăra
• BMW i5 2024 a fost prezentat ca primul Seria 5 electric
• EV vs. PHEV vs. hibrid: Care este diferența?

Îmbunătățește-ți stilul de viațăDigital Trends îi ajută pe cititori să țină cont de lumea rapidă a tehnologiei cu toate cele mai recente știri, recenzii distractive despre produse, editoriale perspicace și anticipări unice.