Hvordan fungerer en elbil?

Glem stempler, gearkasser og remme: Det har en elbil ikke. Disse biler fungerer meget lettere end en diesel- eller benzindrevet bil. Automobile-Propre forklarer deres mekanik i detaljer.

I udseende ligner en elbil ethvert andet køretøj. Man skal kigge under motorhjelmen, men også under gulvet, for at se forskellene. I stedet for en forbrændingsmotor, der bruger varme som energi, bruger den elektricitet. For trin for trin at forstå, hvordan en elbil fungerer, vil vi spore elektricitetens vej fra det offentlige net til hjulet.

Genoplad

Det hele starter med genopladning. For at tanke brændstof skal køretøjet være tilsluttet en stikkontakt, vægboks eller ladestation. Tilslutningen foretages med et kabel med passende stik. Der er flere af dem, svarende til den ønskede opladningstilstand. Til opladning i hjemmet, på arbejdet eller små offentlige terminaler bruger du normalt dit eget Type 2-kabel. Et kabel er forbundet til de hurtigt aftagelige terminaler, der opfylder to standarder: den europæiske "Combo CCS" og "Chademo" japansk. Det kan virke skræmmende i starten, men i virkeligheden, når du vænner dig til det, bliver det nemmere. Der er ingen risiko for fejl: Konnektorerne har forskellige former og kan derfor ikke indsættes i den forkerte åbning.

Når den er tilsluttet, strømmer den elektriske vekselstrøm (AC), der cirkulerer i distributionsnettet, gennem kablet, der er forbundet til køretøjet. Han udfører en række kontroller gennem sin indbyggede computer. Det sikrer især, at strømmen er af god kvalitet, er korrekt indstillet, og at jordfasen er tilstrækkelig til at sikre sikker genopladning. Hvis alt er i orden, sender bilen elektricitet gennem det første indbyggede element: en omformer, også kaldet en "on-board oplader".

Renault Zoé Combo CCS standard ladeport.

Konverter

Denne krop konverterer vekselstrømmen fra lysnettet til jævnstrøm (DC). Faktisk lagrer batterier kun energi i form af jævnstrøm. For at undgå dette trin og fremskynde genopladningen konverterer nogle terminaler selv elektricitet til at levere jævnstrøm direkte til batteriet. Det er såkaldte "hurtige" og "ultrahurtige" DC-ladestationer, der ligner dem, man finder på motorvejsstationer. Disse meget dyre og besværlige terminaler er ikke designet til at blive installeret i et privat hjem.

batteri

I et batteri er strømmen fordelt inden for dets bestanddele. De kommer i form af små bunker eller lommer samlet. Mængden af ​​energi lagret af batteriet er udtrykt i kilowatt-timer (kWh), hvilket svarer til en "liter" af brændstoftanken. Elektricitetsflow eller effekt er udtrykt i kilowatt "kW". Producenter kan rapportere "brugelig" kapacitet og/eller "nominel" kapacitet. Det er ret enkelt: Brugbar kapacitet er mængden af ​​energi, der faktisk bruges af køretøjet. Forskellen mellem nyttig og nominel giver frihøjde til at forlænge batteriets levetid.

Et eksempel til at forstå: Et 50 kWh batteri, der oplader med 10 kW, kan genoplades på cirka 5 timer. Hvorfor "omkring"? Da den er over 80 %, vil batterierne automatisk sænke opladningshastigheden. Som en flaske vand, som du fylder fra en hane, skal du reducere flowet for at undgå sprøjt.

Den akkumulerede strøm i batteriet sendes derefter til en eller flere elektriske motorer. Rotation udføres af motorens rotor under påvirkning af et magnetfelt skabt i statoren (motorens statiske spole). Før den når hjulene, passerer bevægelsen normalt gennem en gearkasse med fast udveksling for at optimere rotationshastigheden.

Smitteoverførsel

Et elektrisk køretøj har således ikke en gearkasse. Dette er ikke nødvendigt, for elmotoren kan køre uden problemer med hastigheder op til flere titusindvis af omdrejninger i minuttet. Den roterer direkte, i modsætning til en varmemotor, som skal konvertere stemplernes lineære bevægelse til cirkulær bevægelse gennem krumtapakslen. Det giver mening, at en elbil har langt færre bevægelige dele end et diesellokomotiv. Den kræver ikke motorolie, har ikke tandrem og kræver derfor meget mindre vedligeholdelse.

Regenerativ bremsning

En anden fordel ved batteridrevne køretøjer er, at de kan generere elektricitet. Dette kaldes "regenerativ bremsning" eller "B-tilstand". Faktisk, når en elektrisk motor roterer "i et vakuum" uden at levere strøm, producerer den det. Dette sker, hver gang du tager foden fra speederen eller bremsepedalen. På denne måde føres den genvundne energi direkte ind i batteriet.

De seneste EV-modeller tilbyder endda tilstande til at vælge kraften i denne regenerative bremse. I maksimal tilstand bremser den bilen kraftigt uden at belaste skiverne og klodserne, og sparer samtidig flere kilometers gangreserve. I diesellokomotiver er denne energi simpelthen spildt og fremskynder sliddet på bremsesystemet.

Et elektrisk køretøjs instrumentbræt har ofte en måler, der viser kraften af ​​den regenerative bremsning.

brud

Derfor er tekniske nedbrud af elbiler mindre almindelige. Det kan dog ske, at du løber tør for energi efter at have ventet dårligt på føreren, som i en benzin- eller dieselbil. I dette tilfælde vil køretøjet på forhånd advare om et lavt batteriniveau, normalt 5 til 10 % tilbage. En eller flere meddelelser vises på instrumentbrættet eller midterskærmen og advarer brugeren.

Afhængig af model kan du køre flere tiere ekstra kilometer til ladestedet. Motorkraft er nogle gange begrænset for at reducere forbruget og derfor udvide rækkevidden. Derudover aktiveres "skildpaddetilstanden" automatisk: bilen sænker gradvist farten til et helt stop. Signaler på instrumentbrættet opfordrer chaufføren til at finde et sted at stoppe, mens han venter på en trækvogn.

En lille lektion i mekanik på en elbil

For at gøre tingene lettere, fortæl dig selv, at i stedet for en varmemotor har din bil en elektrisk motor. Denne energikilde er i batteriet.

Du har måske bemærket, at det elektriske køretøj ikke har en kobling. Desuden skal føreren kun trykke på speederen for at opnå en konstant strøm. Jævnstrøm omdannes til vekselstrøm på grund af konverterens handling. Det er også det, der genererer det elektromagnetiske felt gennem din motors bevægelige kobberspole.

Din motor indeholder en eller flere faste magneter. De modsætter deres magnetfelt i forhold til spolens felt, som sætter dem i bevægelse og får motoren til at køre.

Oplyste bilister har måske bemærket, at der heller ikke var nogen gearkasse. I et elektrisk køretøj er dette motorakslen, som uden mellemled omfatter de drivende hjuls aksler. Derfor behøver bilen ikke stempler.

Til sidst, så alle disse "enheder" er perfekt synkroniserede med hinanden, kontrollerer og modulerer computeren den udviklede effekt. Derfor, afhængigt af situationen, justerer din bils motor sin kraft i overensstemmelse med forholdet mellem omdrejninger i minuttet. Dette er ofte mindre end på forbrændingskøretøjer.

Opladning: hvor det hele starter

For at din bil skal kunne køre din bil, skal du sætte den i en stikkontakt eller ladestation. Dette kan gøres ved hjælp af et kabel med passende stik. Der er forskellige modeller, der passer til forskellige opladningstilstande. Hvis du vil finde din nye bil derhjemme, på arbejdet eller offentlige ladestationer, skal du bruge et Type 2-stik. Brug et "Combo CCS"- eller "Chedemo"-kabel til at bruge hurtigterminalerne.

Under opladning løber en elektrisk vekselstrøm gennem kablet. Din bil gennemgår flere kontroller:

• Du har brug for en højkvalitets og velafstemt strøm;
• Jording skal give sikker opladning.

Efter at have kontrolleret disse to punkter, giver bilen tilladelse til, at elektricitet kan strømme gennem omformeren.

Omformerens vigtige rolle i et plug-in køretøj

Omformeren "konverterer" den vekselstrøm, der løber gennem terminalen, til jævnstrøm. Dette trin er nødvendigt, fordi EV-batterier kun kan lagre jævnstrøm. Du skal dog huske på, at du kan finde terminaler, der direkte konverterer AC til DC. De sender deres "produkt" direkte til dit køretøjs batteri. Disse ladestationer giver hurtig eller superhurtig opladning, alt efter model. På den anden side, hvis du skulle udstyre dig selv med disse terminaler for at oplade din nye elbil, skal du vide, at de er meget dyre og imponerende, og at de derfor under alle omstændigheder kun installeres på offentlige steder (f.eks. f.eks. rekreative områder på motorveje).

To typer elbilmotorer

Et elektrisk køretøj kan udstyres med to typer motorer: en synkronmotor eller en asynkronmotor.

En asynkronmotor genererer et magnetfelt, når den roterer. For at gøre dette er han afhængig af statoren, som modtager elektricitet. I dette tilfælde roterer rotoren konstant. Asynkronmotoren er hovedsageligt installeret i køretøjer, der kører lange rejser og bevæger sig ved høje hastigheder.

I en induktionsmotor overtager rotoren selv rollen som en elektromagnet. Derfor skaber den aktivt et magnetfelt. Rotorhastigheden afhænger af frekvensen af ​​den strøm, som motoren modtager. Det er den ideelle motortype til bykørsel, hyppige stop og langsomme starter.

Batteri, strømforsyning til elbiler

Batteriet indeholder ikke få liter benzin, men kilowatt-timer (kWh). Det forbrug, som batteriet kan yde, er udtrykt i kilowatt (kW).

Batteriet i alle elektriske køretøjer består af tusindvis af celler. Når strøm passerer gennem dem, fordeles den blandt disse tusindvis af komponenter. For at give dig en mere specifik idé om disse celler, tænk på dem som bunker eller lommer forbundet med hinanden.

Når strøm passerer gennem batterierne i batteriet, sendes den til din bils elmotor(er). På dette stadium ser statoren det genererede magnetfelt. Det er sidstnævnte, der driver motorens rotor. I modsætning til en varmemotor udskriver den sin bevægelse på hjul. Afhængigt af bilmodellen kan den overføre sin bevægelse til hjulene gennem en gearkasse. Den har kun én rapport, hvilket øger dens rotationshastighed. Det er ham, der finder det bedste forhold mellem moment og omdrejningstal. Godt at vide: Rotorhastigheden afhænger direkte af frekvensen af ​​strømmen, der løber gennem motoren.

For information skal du være opmærksom på, at nye genopladelige batterier bruger lithium. Rækkevidden for et elektrisk køretøj varierer i gennemsnit fra 150 til 200 km. Nye batterier (lithium-luft, lithium-svovl osv.) vil øge batterikapaciteten i disse køretøjer markant i løbet af de næste par år.

Hvordan ændrer du udseendet af din elbil uden gearkasse?

Denne type køretøj har en motor, der kan rotere flere titusindvis af omdrejninger i minuttet! Du behøver således ikke en gearkasse for at ændre marchhastigheden.

Et helt elektrisk køretøjs motor overfører rotation direkte til hjulene.

Hvad skal man huske om et lithium-ion-batteri?

Hvis du seriøst overvejer at købe et elektrisk køretøj, er her nogle vigtige oplysninger om lithium-ion-batterier.

En af fordelene ved dette batteri er dets lave selvafladningshastighed. Konkret betyder det, at hvis du ikke bruger din bil i et år, vil den miste mindre end 10 % af sin bæreevne.

En anden væsentlig fordel: denne type batteri er praktisk talt vedligeholdelsesfri. Til gengæld skal den systematisk udstyres med et beskyttelses- og reguleringskredsløb, BMS.

Batteriopladningstiden kan variere afhængigt af dit køretøjs model og mærke. Så for at finde ud af, hvor længe din bil vil forblive tilsluttet, se dens batteritæthed og den opladningstilstand, du vælger. Opladningen vil vare cirka 10 timer. Planlæg og forvent!

Hvis du ikke vil eller ikke har tid til at planlægge, så tilslut din bil til en ladestation eller vægboks: opladningstiden vil blive halveret!

Et andet alternativ for dem, der har travlt: Vælg en "hurtig opladning" frem for en fuld opladning: din bil vil blive opladet op til 80 % på kun 30 minutter!

Godt at vide: I de fleste tilfælde er bilbatterier placeret under gulvet. Deres effekt varierer fra 15 til 100 kWh.

Fantastisk bremsefunktion til elektriske køretøjer

Du ved det måske ikke endnu, men at køre i en elbil giver dig mulighed for at generere elektricitet! Bilproducenter har udstyret deres elektriske køretøjer med "superpower": når din motor løber tør for elektricitet (f.eks. når din fod løftes fra speederen eller når du bremser), gør den det! Denne energi går direkte til dit batteri.

Alle moderne elektriske køretøjer har flere tilstande, der giver deres chauffører mulighed for at vælge en eller anden kraft til regenerativ bremsning.

Hvordan genoplader du disse nye grønne biler?

Bor du i et lille hus? I dette tilfælde kan du oplade bilen lige derhjemme.

Oplad din bil derhjemme

For at oplade din bil derhjemme skal du tage det kabel, der blev solgt sammen med din bil, og sætte det i en almindelig stikkontakt. Den du er vant til at oplade din smartphone fra duer! Vær dog opmærksom på den potentielle risiko for overophedning. Strømstyrken er ofte begrænset til 8 eller 10A for at undgå uheld. Plus, hvis du har brug for en fuld opladning for at holde din lille elbil kørende, er det bedst at planlægge den til at tænde om natten. Dette skyldes, at lavere strøm giver længere ladetider.

En anden løsning: installer en vægboks. Det koster mellem € 500 og € 1200, men du kan anmode om en skattefradrag på 30 %. Du får hurtigere opladning og højere strøm (ca. 16A).

Oplad din bil i den offentlige terminal

Hvis du bor i lejlighed, ikke kan tilslutte din bil derhjemme, eller er på rejse, kan du tilslutte din bil til en offentlig ladestander. Du finder det hele i specialiserede applikationer eller på internettet. Ved på forhånd, at du muligvis har brug for et kiosk-adgangskort, der er udstedt af det mærke eller det fællesskab, der installerede den pågældende kiosk.

Den transmitterede effekt og dermed opladningstiden varierer også afhængigt af de forskellige enheder.

Kan elektriske modeller fejle?

Disse grønnere køretøjer har også fordelen af ​​mindre brud. Det er logisk, da de har færre komponenter!

Disse køretøjer kan dog opleve strømafbrydelser. Faktisk, hvad angår benzin- eller dieselkøretøjer, hvis du ikke forventer nok "brændstof" i din "tank", vil din bil ikke være i stand til at køre fremad!

Dit helt elektriske køretøj sender dig en advarselsmeddelelse, når batteriniveauet bliver særligt lavt. Vid, at du har 5 til 10 % af din energi tilbage! Advarsler vises på instrumentbrættet eller midterskærmen.

Vær sikker på, du vil (ikke nødvendigvis) være på kanten af ​​en øde vej. Disse rene køretøjer kan transportere dig overalt fra 20 til 50 km - det er tid til at komme til opladningsstedet.

Efter denne afstand reducerer din bil motorkraften, og du bør mærke en gradvis deceleration. Hvis du fortsætter med at køre, vil du se andre advarsler. Så aktiveres Turtle-tilstanden, når din bil virkelig er forpustet. Din tophastighed vil ikke overstige ti kilometer, og hvis du (virkelig) ikke vil være på kanten af ​​en ensom vej, bliver du helt sikkert nødt til at parkere eller lade batteriet op.

Hvor meget koster det at oplade en elbil?

Top-up omkostningerne afhænger af flere faktorer. Bemærk, at opladning af din bil derhjemme vil koste dig mindre end at oplade på en offentlig terminal. Tag Renault Zoé for eksempel. Opladning i Europa vil koste omkring 3,71 euro, eller kun 4 cent per kilometer!

Med en offentlig terminal kan du forvente, at omkring € 6 dækker 100 km.

Du finder også 22 kW-terminaler gratis i en bestemt periode, før de bliver betalt.

De dyreste er uden tvivl "hurtig genopladning"-stationerne. Dette skyldes, at de kræver meget strøm, og det kræver en vis infrastruktur. Hvis vi fortsætter med vores Renault Zoé-eksempel, vil 100 km autonomi koste dig 10,15 €.

Ved endelig, at en elbil samlet set vil koste dig mindre end et diesellokomotiv. I gennemsnit koster det 10 euro at rejse 100 km.