Hur fungerar elbilar? EV-motorer och batterier förklaras

Elfordon fungerar på fundamentalt annorlunda sätt än traditionella bilar. Förbränningsmotorer har massor av rörliga delar, och även om elbilar har sin egen komplexitet är de mycket mer digitala än mekaniska. Låt oss ta en närmare titt på exakt hur elfordon fungerar.

Hur fungerar ett EV-batteri?

Istället för bensin får elbilar sin kraft från ett batteripaket, som vanligtvis sträcker sig längs bilens undersida för att hålla vikten så låg som möjligt. Den är sammansatt av flera moduler, som i sin tur är uppdelade i individuella battericeller, liknande i storlek som AA-batterier. Ett lager kylvätska rinner mellan cellerna eftersom heta batterier är exploderande batterier. Ett batterihanteringssystem reglerar kylvätskan och ser till att varje cell töms i samma takt, vilket förlänger paketets livslängd.

Vi har en hel artikel om hur batterier fungerar, men den korta versionen är att elektroner dras genom en krets genom att litiumatomer flyttas från en sida av ett batteri till en annan. Elektronerna vill följa dessa litiumjoner, men ett separerande membran i batteriet hindrar dem från att följa med på resan. Som ett resultat måste de gå igenom kablar som också driver våra telefoner, surfplattor, glödlampor, datorer och bilar. När du laddar ett batteri lockar du litiumatomerna tillbaka till deras ursprungliga sida av batteriet genom att ladda upp det med elektroner.

Hur fungerar en EV-växelriktare?

Det mesta av din hemelektronik fungerar med växelström. Detta betyder att elektronerna ständigt går fram och tillbaka genom ledningarna med bestämda intervall. Batterier fungerar dock på likström, så att elektroner bara sprängs i en riktning i en konsekvent ström. En elbil använder en växelriktare för att ändra batteripaketets ström från direkt till alternerande innan den når motorn. Detta är ett viktigt steg eftersom förändringen i AC-frekvensen som görs av växelriktaren direkt påverkar elfordonets hastighet.

Hur fungerar en EV-motor?

EV-motorer omvandlar elektricitet till rörelse genom att skapa ett roterande magnetfält. En cylinder som kallas statorn innehåller tätt lindade koppartrådar, som växelströmmen som kommer från växelriktaren går igenom. Eftersom strömmen växlar växlar dessa magnetfälts nord- och sydpoler fram och tillbaka. Genom att köra olika kretsar med lite olika elektriska frekvenser, roterar det totala magnetfältet.

Inuti statorn känner en fritt flytande rotor effekten av alla dessa roterande magnetfält. När strömmen går genom statorn får den magnetiska attraktionen att rotorn snurrar för att hinna med den. När allt kommer omkring kommer rotorns magnetiska poler motsatta statorns att attraheras, och likadana poler kommer att stöta bort. Ju mer kraft som pumpas genom statorn, desto snabbare snurrar magnetfältet. Rotorn flyttar en axel som snurrar EV: s hjul. Eftersom kraften som genereras av en EV-motor är betydande, sänker en nödvändig komponent som kallas en reducer kraften till önskad nivå innan den går från rotorn till hjulen.

EV-motorer är inte bara motorer - de kan också fungera som generatorer. När du bromsar din EV snurrar den mekaniska kraften från det saktande fordonet rotorn, som producerar ström som flyter genom statorn, tillbaka till batteriet.

Eftersom mycket av kraften som behövs för att bromsa ett fordon trycks in i regenerativ bromsning, slits en elbils bromsbelägg mindre än en vanlig bil. Elbilar hanterar mycket mindre mekanisk påfrestning över hela linjen, inte bara vid bromsning. EV-motorer hanterar inte upprepade explosiva kemiska reaktioner som förbränningsmotorer, som överför linjär kraft av en kolv till rotationskraft (vridmoment) via en vevaxel, eller att lita på ett svänghjul för att stabilisera varierande kraft inmatning. Sammantaget är detta goda nyheter för reparationskostnader för elbilar.

Förhoppningsvis ger detta en viss inblick i ett elektriskt fordons inre funktioner. Elbilar tar över världen, så det är förmodligen bra att du vet en sak eller två om hur de fungerar.

Redaktörens rekommendationer

• Tesla visar upp sin första Cybertruck efter två års förseningar
• De bästa EV-laddare för hemmet nivå 2
• De billigaste elbilarna du kan köpa
• 2024 BMW i5 presenterades som den första elektriska 5-serien
• EV vs. PHEV vs. hybrid: Vad är skillnaden?

Uppgradera din livsstilDigitala trender hjälper läsare att hålla koll på den snabba teknikvärlden med alla de senaste nyheterna, roliga produktrecensioner, insiktsfulla redaktioner och unika smygtittar.