Jak funguje elektromobil?

Zapomeňte na písty, převodovky a řemeny: elektromobil je nemá. Tato auta jezdí mnohem snadněji než auta s naftovým nebo benzínovým pohonem. Automobile-Propre podrobně vysvětluje jejich mechaniku.

Vzhledově je elektromobil podobný jakémukoli jinému vozidlu. Abyste viděli rozdíly, musíte se podívat pod kapotu, ale i pod podlahu. Místo spalovacího motoru využívajícího teplo jako energii využívá elektřinu. Abychom krok za krokem porozuměli tomu, jak elektromobil funguje, budeme sledovat cestu elektřiny z veřejné sítě ke kolu.

Dobíjení

Vše začíná dobíjením. Pro tankování musí být vozidlo zapojeno do zásuvky, nástěnného boxu nebo nabíjecí stanice. Propojení je provedeno kabelem s vhodnými konektory. Existuje několik z nich, které odpovídají požadovanému režimu nabíjení. Pro nabíjení doma, v práci nebo na malých veřejných terminálech obvykle používáte vlastní kabel typu 2. K rychle odnímatelným svorkám je připojen kabel, který splňuje dva standardy: evropský „Combo CCS“ a „Chademo“ japonský. Zpočátku se to může zdát skličující, ale ve skutečnosti to bude snazší, až si na to zvyknete. Chyba nehrozí: konektory mají různé tvary, a proto je nelze zasunout do nesprávného slotu.

Po připojení protéká kabelem, který je připojen k vozidlu, střídavý elektrický proud (AC), který cirkuluje v distribuční síti. Provádí řadu kontrol prostřednictvím svého palubního počítače. Zejména zajišťuje, že proud je kvalitní, je správně nastaven a že zemní fáze je dostatečná pro zajištění bezpečného dobíjení. Pokud je vše v pořádku, auto prochází elektřinou prvním palubním prvkem: měničem, nazývaným také „palubní nabíječka“.

Standardní nabíjecí port Renault Zoé Combo CCS.

Převaděč

Toto těleso přeměňuje střídavý proud ze sítě na stejnosměrný proud (DC). Baterie totiž ukládají energii pouze ve formě stejnosměrného proudu. Aby se tomuto kroku vyhnuli a urychlili nabíjení, některé terminály samy převádějí elektřinu na dodávku stejnosměrného proudu přímo do baterie. Jde o takzvané „rychlé“ a „ultrarychlé“ stejnosměrné nabíjecí stanice, podobné těm, které najdeme na dálničních stanicích. Tyto velmi drahé a těžkopádné terminály nejsou určeny pro instalaci v soukromém domě.

baterie

V baterii je proud distribuován v jejích základních prvcích. Přicházejí ve formě malých hromádek nebo kapes shromážděných dohromady. Množství energie uložené v baterii je vyjádřeno v kilowatthodinách (kWh), což odpovídá „litru“ palivové nádrže. Tok elektřiny nebo výkon se vyjadřuje v kilowattech "kW". Výrobci mohou uvádět „použitelnou“ kapacitu a/nebo „nominální“ kapacitu. Je to docela jednoduché: Užitná kapacita je množství energie skutečně spotřebované vozidlem. Rozdíl mezi užitečným a nominálním dává prostor pro prodloužení životnosti baterie.

Příklad pro pochopení: 50 kWh baterii, která se nabíjí 10 kW, lze dobít přibližně za 5 hodin. Proč "okolo"? Protože je nad 80 %, baterie automaticky zpomalí rychlost nabíjení. Stejně jako láhev vody, kterou plníte z kohoutku, musíte snížit její průtok, abyste zabránili rozstřikování.

Proud nahromaděný v baterii je poté odeslán do jednoho nebo více elektromotorů. Rotace je prováděna rotorem motoru pod vlivem magnetického pole vytvořeného ve statoru (statická cívka motoru). Než se dostane ke kolům, pohyb obvykle prochází přes převodovku s pevným poměrem, aby se optimalizovala rychlost otáčení.

Přenos infekce

Elektromobil tedy nemá převodovku. To není nutné, protože elektromotor může bez problémů pracovat rychlostí až několik desítek tisíc otáček za minutu. Otáčí se přímo, na rozdíl od tepelného motoru, který musí převádět lineární pohyb pístů na kruhový pohyb klikovým hřídelem. Dává smysl, že elektromobil má mnohem méně pohyblivých částí než dieselová lokomotiva. Nepotřebuje motorový olej, nemá rozvodový řemen, a proto vyžaduje mnohem méně údržby.

Regenerační brzdění

Další výhodou vozidel na baterie je, že mohou vyrábět elektřinu. Toto se nazývá „regenerativní brzdění“ nebo „režim B“. Když se totiž elektromotor otáčí „ve vakuu“, aniž by přiváděl proud, vyrábí jej. To se stane pokaždé, když sundáte nohu z pedálu plynu nebo brzdy. Tímto způsobem je rekuperovaná energie přímo vstřikována do baterie.

Nejnovější modely EV dokonce nabízejí režimy pro volbu výkonu této rekuperační brzdy. V maximálním režimu silně brzdí vůz bez zatížení kotoučů a destiček a zároveň šetří několik kilometrů rezervy chodu. U dieselových lokomotiv se tato energie jednoduše plýtvá a urychluje opotřebení brzdového systému.

Na palubní desce elektrického vozidla je často měřič ukazující výkon rekuperačního brzdění.

Rozbití

Technické poruchy elektromobilů jsou proto méně časté. Může se však stát, že vám po špatném čekání na řidiče dojde energie jako v benzinovém nebo naftovém voze. V takovém případě vozidlo předem upozorní na nízkou úroveň nabití baterie, obvykle zbývá 5 až 10 %. Jedna nebo více zpráv se zobrazí na palubní desce nebo na středové obrazovce a upozorní uživatele.

V závislosti na modelu můžete do nabíjecího bodu ujet několik desítek kilometrů navíc. Výkon motoru je někdy omezen, aby se snížila spotřeba a tím se rozšířil dojezd. Navíc se automaticky aktivuje „režim želvy“: vůz postupně zpomaluje až do úplného zastavení. Signály na palubní desce nabádají řidiče, aby si při čekání na odtahovku našel místo k zastavení.

Malá lekce mechaniky na elektromobilu

Abyste si to usnadnili, řekněte si, že místo tepelného motoru má vaše auto elektromotor. Tento zdroj energie je v baterii.

Možná jste si všimli, že elektromobil nemá spojku. Kromě toho musí řidič pouze sešlápnout plynový pedál, aby získal konstantní proud. Stejnosměrný proud se působením měniče mění na střídavý. Je to také to, co generuje elektromagnetické pole prostřednictvím pohyblivé měděné cívky vašeho motoru.

Váš motor obsahuje jeden nebo více pevných magnetů. Své magnetické pole staví proti poli cívky, která je uvádí do pohybu a motor běží.

Informovaní řidiči si mohli všimnout, že zde není ani převodovka. U elektrického vozidla je to náprava motoru, která bez prostředníka zahrnuje nápravy hnacích kol. Proto auto nepotřebuje písty.

Aby byla všechna tato „zařízení“ mezi sebou dokonale synchronizovaná, palubní počítač kontroluje a moduluje vyvinutý výkon. V závislosti na situaci tedy motor vašeho vozu upravuje svůj výkon v souladu s poměrem otáček za minutu. To je často méně než u spalovacích vozidel.

Nabíjení: kde to všechno začíná

Aby vaše auto mohlo řídit vaše auto, musíte jej zapojit do elektrické zásuvky nebo nabíjecí stanice. To lze provést pomocí kabelu s vhodnými konektory. Existují různé modely, které vyhovují různým režimům nabíjení. Pokud chcete své nové auto najít doma, v práci nebo na veřejných nabíjecích stanicích, budete potřebovat konektor typu 2. K použití rychlých svorek použijte kabel „Combo CCS“ nebo „Chedemo“.

Během nabíjení protéká kabelem střídavý elektrický proud. Vaše auto prochází několika kontrolami:

• Potřebujete kvalitní a dobře vyladěný proud;
• Uzemnění musí zajistit bezpečné nabíjení.

Po kontrole těchto dvou bodů dává vůz povolení k průtoku elektřiny přes měnič.

Důležitá role měniče v plug-in vozidle

Převodník "převádí" střídavý proud protékající svorkou na stejnosměrný. Tento krok je nezbytný, protože baterie EV mohou uchovávat pouze stejnosměrný proud. Mějte však na paměti, že můžete najít svorky, které přímo převádějí AC na DC. Posílají svůj „produkt“ přímo do baterie vašeho vozidla. Tyto nabíjecí stanice poskytují rychlé nebo super rychlé nabíjení v závislosti na modelu. Na druhou stranu, pokud byste se těmito terminály měli vybavit pro nabíjení svého nového elektromobilu, vězte, že jsou velmi drahé a působivé, a proto jsou v současné době instalovány pouze na veřejných místech (např. například rekreační oblasti na dálnicích).

Dva typy motoru pro elektromobily

Elektromobil může být vybaven dvěma typy motorů: synchronním motorem nebo asynchronním motorem.

Asynchronní motor při otáčení vytváří magnetické pole. K tomu se spoléhá na stator, který přijímá elektřinu. V tomto případě se rotor neustále otáčí. Asynchronní motor se instaluje hlavně do vozidel, která jezdí na dlouhé cesty a pohybují se vysokou rychlostí.

U indukčního motoru přebírá roli elektromagnetu samotný rotor. Proto aktivně vytváří magnetické pole. Rychlost rotoru závisí na frekvenci proudu přijímaného motorem. Je to ideální typ motoru pro jízdu ve městě, časté zastavování a pomalé rozjezdy.

Baterie, napájení elektromobilů

Baterie neobsahuje pár litrů benzínu, ale kilowatthodiny (kWh). Spotřeba, kterou baterie dokáže poskytnout, se vyjadřuje v kilowattech (kW).

Baterie všech elektromobilů se skládá z tisíců článků. Když jimi prochází proud, rozdělí se mezi tyto tisíce součástek. Abyste získali konkrétnější představu o těchto buňkách, představte si je jako hromádky nebo kapsy, které jsou navzájem propojené.

Jakmile proud projde bateriemi v baterii, je odeslán do elektromotoru (motorů) vašeho vozu. V této fázi stator vidí generované magnetické pole. Je to ten druhý, který pohání rotor motoru. Na rozdíl od tepelného motoru tiskne svůj pohyb na kola. V závislosti na modelu vozu může svůj pohyb přenášet na kola přes převodovku. Má pouze jednu zprávu, která zvyšuje rychlost otáčení. Je to on, kdo najde nejlepší poměr mezi točivým momentem a rychlostí otáčení. Dobré vědět: rychlost rotoru přímo závisí na frekvenci proudu protékajícího motorem.

Pro informaci mějte na paměti, že nové dobíjecí baterie používají lithium. Dojezd elektromobilu se pohybuje v průměru od 150 do 200 km. Nové baterie (lithium-vzduchové, lithium-sírové atd.) během několika příštích let výrazně zvýší kapacitu baterií těchto vozidel.

Jak změnit vzhled vašeho elektromobilu bez převodovky?

Tento typ vozidla má motor, který dokáže otočit několik desítek tisíc otáček za minutu! Ke změně cestovní rychlosti tedy nepotřebujete převodovku.

Motor čistě elektrického vozidla přenáší rotaci přímo na kola.

Co si pamatovat o lithium-iontové baterii?

Pokud vážně uvažujete o koupi elektromobilu, zde je několik důležitých informací o lithium-iontových bateriích.

Jednou z výhod této baterie je její nízké samovybíjení. Konkrétně to znamená, že pokud své auto rok nepoužíváte, ztratí méně než 10 % své nosnosti.

Další podstatná výhoda: tento typ baterie je prakticky bezúdržbový. Na druhou stranu musí být systematicky vybaven ochranným a regulačním obvodem, BMS.

Doba nabíjení baterie se může lišit v závislosti na modelu a značce vašeho vozidla. Chcete-li tedy zjistit, jak dlouho vaše auto zůstane zapojeno, podívejte se na hustotu baterie a zvolený režim nabíjení. Nabíjení bude trvat přibližně 10 hodin. Plánujte dopředu a očekávejte!

Pokud nechcete nebo nemáte čas plánovat dopředu, připojte svůj vůz k nabíjecí stanici nebo nástěnnému boxu: doba nabíjení se zkrátí na polovinu!

Další alternativa pro ty, kteří spěchají: zvolte „rychlé nabití“ před plným nabitím: vaše auto bude nabito až na 80 % za pouhých 30 minut!

Co je dobré vědět: Ve většině případů jsou autobaterie umístěny pod podlahou. Jejich výkon se pohybuje od 15 do 100 kWh.

Úžasná funkce brzdění elektrického vozidla

Možná jste to ještě nevěděli, ale jízda v elektromobilu vám umožňuje vyrábět elektřinu! Výrobci automobilů vybavili svá elektrická vozidla „superschopností“: když vašemu motoru dojde elektřina (například když zvednete nohu z plynového pedálu nebo když brzdíte), udělá to! Tato energie jde přímo do vaší baterie.

Všechna moderní elektrická vozidla mají několik režimů, které umožňují jejich řidičům vybrat si ten či onen výkon rekuperačního brzdění.

Jak dobíjíte tato nová zelená auta?

Bydlíte v malém domku? V takovém případě můžete auto nabíjet přímo doma.

Nabijte si auto doma

Chcete-li auto nabíjet doma, vezměte kabel, který byl prodán s autem, a zapojte jej do standardní elektrické zásuvky. Ten, ze kterého jste zvyklí nabíjet svůj smartphone, bude stačit! Počítejte však s možným rizikem přehřátí. Proud je často omezen na 8 nebo 10 A, aby se předešlo nehodám. Navíc, pokud potřebujete plné nabití, abyste udrželi svůj malý EV v provozu, je nejlepší naplánovat jeho zapnutí v noci. Nižší proud totiž vede k delší době nabíjení.

Další řešení: nainstalujte nástěnnou krabici. Stojí mezi 500 a 1200 EUR, ale můžete požádat o slevu na dani ve výši 30 %. Získáte rychlejší nabíjení a vyšší proud (cca 16A).

Nabíjejte své auto na veřejném terminálu

Pokud bydlíte v bytě, nemůžete doma připojit auto nebo cestujete, můžete své auto připojit k veřejné nabíjecí stanici. To vše najdete ve specializovaných aplikacích nebo na internetu. Předem si uvědomte, že možná budete potřebovat přístupovou kartu kiosku vydanou značkou nebo komunitou, která daný kiosek nainstalovala.

Přenášený výkon a tím i doba nabíjení se také liší v závislosti na různých zařízeních.

Mohou elektrické modely selhat?

Tato ekologičtější vozidla mají také výhodu v menším rozbití. Je to logické, protože mají méně součástí!

U těchto vozidel však může dojít k výpadkům proudu. Co se benzinových nebo naftových aut skutečně týče, pokud ve své „nádrži“ neočekáváte dostatek „paliva“, vaše auto se nepohne vpřed!

Vaše plně elektrické vozidlo vám pošle varovnou zprávu, když bude úroveň baterie obzvlášť nízká. Vězte, že vám zbývá 5 až 10 % energie! Na přístrojové desce nebo na středové obrazovce se zobrazují varování.

Buďte si jisti, že budete (ne nutně) na okraji opuštěné silnice. Tato čistá vozidla vás mohou přepravit kamkoli od 20 do 50 km – je čas dostat se do nabíjecího bodu.

Po této vzdálenosti vaše auto sníží výkon motoru a měli byste cítit postupné zpomalování. Pokud budete pokračovat v jízdě, uvidíte další varování. Poté se režim Želva aktivuje, když vašemu autu opravdu dochází dech. Vaše maximální rychlost nepřesáhne deset kilometrů, a pokud se vám (opravdu) nechce stát na okraji osamělé silnice, budete muset určitě zaparkovat nebo dobít baterii.

Kolik stojí nabíjení elektromobilu?

Cena dobíjení závisí na několika faktorech. Pamatujte, že nabíjení auta doma vás bude stát méně než nabíjení na veřejném terminálu. Vezměte si například Renault Zoé. Nabíjení v Evropě bude stát kolem 3,71 eura, tedy pouhé 4 centy za kilometr!

S veřejným terminálem počítejte s přibližně 6 EUR na ujetí 100 km.

Najdete zde také 22 kW terminály zdarma po stanovenou dobu, než budou zaplaceny.

Nejdražší jsou bezesporu „rychlodobíjecí“ stanice. To je způsobeno tím, že vyžadují hodně energie a to vyžaduje určitou infrastrukturu. Pokud budeme pokračovat v našem příkladu Renault Zoé, 100 km autonomie vás bude stát 10,15 EUR.

Konečně vězte, že celkově vás elektromobil vyjde levněji než dieselová lokomotiva. Průměrně ujet 10 km stojí 100 eur.