Чисто електричний автомобіль

Силова електроніка

• Силова електроніка в електромобілі складається з інверторів, перетворювачів, контролерів і бортового зарядного пристрою. Ці компоненти забезпечують потік електрики в транспортному засобі, насамперед від батареї до електродвигуна, а також інших компонентів транспортного засобу, що працюють від електроживлення, таких як система опалення та вентиляції, освітлення, інформаційно-розважальна система тощо.
• Зокрема, силова електроніка відповідає за перетворення постійного струму в змінний (інвертор постійного струму в змінний) або зворотний (перетворення змінного струму в постійний), а також перетворювачі постійного/постійного струму, які або підвищують напругу батареї (підвищення), або зменшують напругу батареї ( бакс).

Тяговий акумулятор

• Тягова акумуляторна батарея є основою електромобіля (EV), яка накопичує та постачає електроенергію, необхідну для живлення електродвигуна. Це акумуляторна батарея, що складається з численних менших елементів батареї, з’єднаних між собою електрично.
• Конфігурація акумуляторної батареї залежить від загальних вимог до потужності та напруги електродвигуна, причому найпоширенішим типом елементів батареї, що використовується в електромобілів, є літій-іонні (Li-ion) батареї через їх високу щільність енергії та ефективність. Ємність тягової батареї безпосередньо впливає на запас ходу електромобіля, а його здатність передавати потужність впливає на його продуктивність.

Електричний двигун

• Електродвигун є одним із основних компонентів, який приводить в дію електромобіль (EV). Він перетворює електричну енергію, що зберігається в акумуляторі автомобіля, на механічну енергію, яка рухає автомобіль вперед. На відміну від бензинових двигунів, які спалюють паливо для виробництва енергії, електродвигун використовує електроенергію для створення обертальної сили. Згенерована сила потім передається на колеса транспортного засобу через систему трансмісії, яка рухає автомобіль вперед.
• Однією з істотних переваг електродвигуна є його здатність майже миттєво видавати високий крутний момент. Це означає, що електромобілі можуть забезпечувати плавне, потужне та швидке прискорення з місця, що є відмінною рисою водіння EV.

Інвертор живлення

• Інвертор живлення діє як електронний перетворювач, який ефективно перетворює електроенергію постійного струму від акумуляторної батареї в електроенергію змінного струму з відповідною напругою та частотою для електродвигуна. Він отримує електроенергію постійного струму від акумуляторної батареї та використовує спеціальні електронні перемикачі, які називаються транзисторами, щоб швидко вмикати та вимикати напругу постійного струму. Це створює серію імпульсів, які, усереднені, нагадують форму хвилі змінного струму.
• Крім того, інвертор живлення контролює частоту перемикання та схему для точного регулювання вихідної напруги змінного струму та частоти. Це гарантує, що потужність змінного струму, що надходить до двигуна, відповідає його конкретним вимогам для оптимальної продуктивності.

Система зарядки
Система заряджання складається з зарядного порту, до якого вставляється кабель, зарядного кабелю та бортового зарядного пристрою, який перетворює енергію змінного струму від електричної мережі в енергію постійного струму, яка потім надсилається в акумулятор і зберігається в ньому. Швидка зарядка постійним струмом означає, що живлення змінного струму перетворюється на постійний поза транспортним засобом і надсилається безпосередньо на акумулятор електромобіля, минаючи бортовий зарядний пристрій. Дізнайтеся більше про зарядку електромобілів у попередній статті цієї серії.

Система теплового менеджменту
Система теплового керування, що включає радіатори, вентилятори та насоси охолоджуючої рідини, є ключовим компонентом електромобілів. Ця система допомагає регулювати температуру акумуляторної батареї, електродвигуна та силової електроніки, щоб забезпечити їх роботу при оптимальній температурі для найкращої продуктивності, а також збільшення тривалості служби. Без системи управління температурою ці компоненти були б сприйнятливі до пошкоджень через перегрів або надмірне охолодження. Регулювання температури не тільки захищає найцінніші частини транспортного засобу, але також допомагає максимізувати ефективність і запас ходу за рахунок мінімізації втрат енергії. Незважаючи на те, що екстремальні погодні умови можуть не так сильно вплинути на транспортні засоби з двигуном ICE, продуктивність і паливна ефективність все одно можуть бути знижені.

Система регенеративного гальмування

• Можливо, ви вже знайомі з рекуперативним гальмуванням як однією з ключових функцій гібридного автомобіля. Ця система перетворює кінетичну енергію, що утворюється під час гальмування, в електричну енергію, яка зберігається в акумуляторі, що, у свою чергу, зменшує кількість енергії, необхідної від акумулятора.
• На відміну від традиційних транспортних засобів із двигуном ICE, системи рекуперативного гальмування накопичують енергію назад в акумуляторі, яка інакше була б втрачена. Ці системи також допомагають зменшити знос гальм, задіюючи електродвигун для уповільнення транспортного засобу, коли він активований, наприклад, під час спуску з пагорба або наближення до знаку «стоп».

Блок керування транспортним засобом (VCU)

• Блок керування транспортним засобом (VCU) — це центральна комп’ютерна система в електромобілі (EV), яка діє як головний і командний центр. Він відповідає за моніторинг, контроль і координацію роботи різних критичних компонентів електромобіля. Він уважно стежить за акумулятором, відстежуючи такі фактори, як напруга, струм, температура та стан заряду. Це забезпечує роботу батареї в безпечних параметрах і передає цю інформацію водієві через панель приладів.
• VCU також взаємодіє з різними системами безпеки в електромобілі, включаючи контроль тяги, антиблокувальну систему гальм (ABS) і розгортання подушок безпеки. Відстежуючи динаміку автомобіля та дані датчиків, VCU може втрутитися та за потреби активувати функції безпеки.