Схема электрическая принципиальная электрокары: Электрические схемы некоторых электрокаров и автопогрузчиков

Электрические схемы некоторых электрокаров и автопогрузчиков

Электрические схемы некоторых электрокаров и автопогрузчиков

Выше рассматривалось электрооборудование электрокаров и автопогрузчиков и прохождение тока в электрических цепях некоторых из них. Приведем для примера электрические схемы некоторых электрокаров и автопогрузчиков.

На рис. 56 приведена схема автопогрузчиков 4004 и 4004А.

В отличие от батареи автопогрузчиков типов 02 и 04, батарея погрузчиков 4004 и 4004А имеет две секции, которые включаются контроллером_ последовательно или параллельно. В первых трех положениях контроллера обе секции батареи включаются параллельно, вследствие чего напряжение всей батареи будет равно половине ее наибольшего рабочего напряжения, и двигатель будет развивать небольшое число оборотов. В первых двух положениях в цепь двигателя включается все пусковое сопротивление, а во втором положен-нии — половина его.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Дополнительные материалы по теме:

В целом схема работает следующим образом. Перед пуском автопогрузчика включается цепь управления поворотом ключа 3. Затем машина растормаживается (при этом замыкается блок-контакт тормоза БТ), и рукоятка барабана реверса ставится в рабочее положение, вследствие чего замыкаются контакты Я—б и Я Я—а или Я—а и ЯЯ—Я1.

В первом положении контроллера контакты и П2 замыкаются, а Контакт О размыкается, вследствие чего обе секции батареи соединяются параллельно, что нетрудно видеть из схемы.

После этого замыкается нормально открытый контакт KB, катушка контактора движения КД получает питание, контактор срабатывает, замыкая контакт КД в цепи двигателя и блок-контакт КД\ в цепи питания катушки. В цепь двигателя в этом положении контроллера включено все пусковое сопротивление.

Рис. 54. Штепсельное соединение электрокара ЭК-2:
1 — неподвижное гнездо; 2 — вилка.

Рис. 55. Разрез по штурвалу электрокара «Ящерица»: 1 — штурвал; 2 — сигнальная кнопка; 3 — сигнальные контакты; 4 — кожух контактов.

Рис. 56. Схема электрических соединений автопогрузчиков 4004 и 4004А:
А Б — аккумуляторная батарея; ЭД — тяговый электродвигатель; ЭН — электродвигатель насоса; К — контроллер; КД — контактор тягового электродвигателя; КН —- контактор электродвигателя насоса; Р, — Р — Р3 — пусковое сопротивление; ВИ — включатель электродвигателя насоса; 3 — замок; БТ — блок-контакт тормоза; Ф — фара; С — сигнал; ВФ — выключатель фары; ПФС — предохранитель фары и сигнала; КС — кнопка сигнала; ПМ — предохранитель цепей на массу; 11Д — предохранитель цепей электродвигателей; ПУ — предохранитель цепей управления; ШР — штепсельная розетка; ШВ — штепсельная вилка; ПБ — предохранитель цепей аккумуляторной батареи. (Р, — Р3 — 0,11 ом; Р2 — Р3 — 0,055 ом).

При установке контроллера во второе положение замыкается контакт 1, выключающий одну секцию пускового сопротивления. Далее прохождение тока остается неизменным. Скорость двигателя при этом возрастает. С включением контакта размыкается нормально закрытый контакт KB контроллера К Обмотка контактора КД будет получать при этом питание через свой замкнувшийся контакт Если выключить цепь управления (разомкнуть контакт 3) или затормозить автопогрузчик (при этом разомкнётся контакт БТ), то цепь питания контактора КД разорвется, его контакт в цепи двигателя разомкнётся, и для того чтобы снова пустить двигатель, необходимо возвратить контроллер в нулевое или первое положение. Это относится и к остальным положениям контроллера.

Такая блокировка предупреждает возможность начала движения автопогрузчика со второго или последующих положений контроллера.

В третьем положении контроллера из цепи двигателя замыканием контакта 2 полностью исключается пусковое сопротивление, и двигатель развивает еще большую скорость. Это положение является первым рабочим. При этом из цепи двигателя исключается пусковое сопротивление, в котором расходуется часть мощности батареи, вследствие чего работа автопогрузчика на первом и втором положен-ниях контроллера нежелательна. При установке контроллера в четвертое положение происходят последовательно, следующие переключения: размыкается контакт, включающий часть пускового сопротивления (между зажимами Р3 и Р2) в цепь двигателя, чем снижается дугообразование при последующих переключениях, размыкаются контакты П1 и П2 и замыкается контакт О. Обе секции батареи при этом оказываются включенными последовательно, и двигатель развивает еще большую скорость. В пятом положении замыкается контакт, чем исключается из цепи двигателя вторая секция пускового сопротивления. Это положение является основным рабочим, в котором разрешается длительная работа автопогрузчика.

Включение электродвигателя насоса подъема может производиться также только после поворота ключа в замке управления. Одновременная работа обоих двигателей (движения и подъема) не рекомендуется и допустима лишь в редких случаях, так как вызывает большой расход емкости батареи. Цепь двигателя насоса включается контактором КН, в цепи обмотки которого находится выключатель двигателя насоса ВН.

Грузоподъемные операции с пониженными скоростями можно производить на одном из первых трех положений контроллера. Для этого надо затормозить погрузчик, поставить контроллер в одно из первых трех положений, после чего можно оперировать с грузом. Этот способ работы экономичнее по затратам энергии батареи, но он требует от водителя определенного навыка. На рис. 57 приведена схема электрических соединений электрокаров ЭКП-750 и электрокаров ЭКБ-750.

Рис. 57. Схема электрических соединений электрокаров ЭКП-750 и ЭКБ-750.

В положении контроллера «2-я скорость» прохождение тока аналогично, но так как при этом замкнут контакт контроллера 2, закорачивающий часть сопротивления R, то скорость двигателя повысится.

В положении «3-я скорость» дополнительно замыкается контакт контроллера 3, вследствие чего полностью закорачивается сопротивление R, и двигатель развивает наибольшую скорость. Это положение и является основным рабочим.

Кулачок контакта насажен свободно на вал контроллера и связан тягой с ножной педалью. При нажатии на педаль растормаживается двигатель движения, при опускании педали двигатель заторможен.

В положении контроллера «назад, подъем», соответствующем первой скорости, замкнуты контакты контроллера. В этом случае ток от плюса батареи по цепи V и через замкнутый контакт контроллера по цепи R направится в якорь двигателя; затем ток по цепи ЯЯ через замкнутый контакт контроллера и цепь КК направится в обмотку возбуждения, пройдет через нее и далее через сопротивление R и замкнутый контакт контроллера вернется к минусу батареи. «

Таким образом, направление тока в якоре изменится на обратное описанному ранее при неизменном направлении тока в обмотке возбуждения, чем и достигается реверсирование двигателя.

Рис. 58. Схема электрических соединений электрокара «Ящерица»

В остальном работа схемы при всех положениях контроллера «назад, подъем» ничем не отличается от работы при положении -«вперед, опускание».

На рис. 58 показана полная электрическая схема электрокара «Ящерица». Контроллер «Ящерица» имеет, как и контроллер электро-кара ЭКП-750, три положения «вперед» и три положения «назад».

Работа схемы возможна только при замкнутом контакторе выключателя К, т. е. только тогда, когда поворотом ключа контроллера рычаг запрета будет повернут и этот контакт замкнется.

Таким образом, при отсутствии ключа контроллер электрокара работать не будет.

Безреостатная схема управления электромобилей 1960-х годов на полупроводниковых управляемых вентилях — Часть 1 из 5: Общие сведения

В 1960-х годах появилась возможность несколько улучшить технико-экономические параметры электромобилей и тем самым расширить сферы эффективного их применения за счет использования импульсного метода регулирования тягового электродвигателя.

Процесс разгона электромобиля может быть разделен на два этапа. На первом этапе производится пуск тягового электродвигателя. На втором — разгон электромобиля осуществляется по тяговой характеристике электродвигателя, позволяющей, как известно, в определенных пределах получать автоматичность регулировки скорости.

Обычно пуск электродвигателя осуществляется посредством последовательного замыкания пусковых ступеней сопротивления в цепи обмоток электродвигателя. Поэтому при определении величины емкости аккумуляторной батареи, необходимой для обеспечения работы электромобиля, приходится дополнительно предусматривать энергию I²R, которая превращается в пусковых сопротивлениях в тепло.

Для уменьшения пусковых потерь применяют схемы, в которых искусственные скоростные характеристики получают как за счет изменения коэффициента возбуждения, так и за счет ступенчатого (в два раза) изменения напряжения, подаваемого на электродвигатель, путем пересоединения секции аккумуляторной батареи с последовательного на параллельное.

В качестве примера последовательно-параллельного переключения секций аккумуляторной батареи может служить электрическая схема управления электромобилями фирмы Smith.

При двухдвигательном приводе изменение скорости передвижения достигается также переключением двигателей с последовательного на параллельное соединение. В качестве примера схемы контакторного управления электромобилем может служить схема управления электромобиля НАМИ (рис. 1), в которой для получения промежуточной «экономической» скорости используется параллельно-последовательное соединение тяговых электродвигателей. При пуске используют три ступени пусковых сопротивлений.

Рис. 1. Принципиальная схема управления электромобилем НАМИ.

При нулевом положении контроллера подготавливается к включению цепь обмотки реле C_лк — замыкаются контакты C₀. Цепь обмотки реле C₀ не размыкается и на остальных позициях контроллера, поскольку она будет питаться через замкнувшийся контакт C₀. В первом положении контроллера включается реле C_лк и соответственно в силовой цепи замыкается контакт C_лк и ток поступает через сопротивления R₁, R₂ и R₃ в электрические двигатели, соединенные последовательно размыкающим контактом C_п. При втором положении контроллера контакт реле C₁ замыкает сопротивление R₁. При третьем положении контроллера включаются реле C₂ и C₃, контакты которых замыкают сопротивления R₂ и R₃. Это положение соответствует первой «экономической» скорости. При четвертом положении контроллера размыкается цепь обмотки реле C₃ и включается реле C_п. Включение реле C_п приводит к размыканию размыкающего контакта и замыканию замыкающих контактов C_п. Благодаря этому происходит переключение двигателей с последовательного на параллельное соединение. При этом двигатели питаются через сопротивление R₃. При пятом положении контроллера включается реле C₃, замыкающее накоротко сопротивление R₃. Это соответствует второй «экономической» скорости. При нажиме на педаль тормоза, связанную с тормозным переключателем ТП, двигатели отключаются от батареи, благодаря выключению реле C_лк. Одновременно реле C_п остается включенным и включается реле C_т. Благодаря этому оба двигателя замыкаются на общее тормозное сопротивление R₄. Следует отметить, что во всех схемах, подобных схеме управления электромобилями НАМИ и электромобилями фирмы Smith, со ступенчатым пуском имеет место ступенчатый разгон с соответствующими бросками силы тока и момента. Поэтому на электроподвижном составе и на некоторых опытных моделях электромобилей, иногда применяли так называемый бесступенчатый пуск с помощью переменного угольного или проволочного сопротивления, плавно изменяемого при переводе рычага или педали командоаппарата. Однако хотя при применении бесступенчатого контроллера и обеспечивается плавность разгона, снимаются пики силы тока и момента, потери энергии в пусковом сопротивлении остаются.

Все части: 1 | 2 | 3 | 4 | 5

Введение инженера в электромобили (EV)

Согласно прогнозу Международного энергетического агентства, использование электромобилей вырастет с 3 миллионов до 125 миллионов к 2030 году. Это почти в 41 раз больше, чем сейчас. сегодня, с растущим спросом на ископаемое топливо и проблемами с загрязнением, это, скорее всего, произойдет. В связи с этим все основные производители автомобилей с двигателями внутреннего сгорания, такие как Ford и GM, постепенно обращают свое внимание на электромобили. Рынок и потребители нуждаются в более дешевом личном транспорте, и даже вдобавок к этому правительство начало поддерживать электромобили посредством своей политики. Принимая во внимание все эти факты, становится очевидным, что очень скоро мы обнаружим, что электромобили мчатся по нашим дорогам. Или я должен также включить Space , где уже есть один автомобиль Tesla, путешествующий за пределы Марса, когда я пишу эту статью.

Это изменение уже начало проявляться. За последние несколько лет появилось много успешных производителей электромобилей, таких как Tesla, Kia Soul, Navistar и Kandi, и это лишь некоторые из них. И благодаря им также произошло много технологических прорывов в области аккумуляторов и двигателей электромобилей. Пока идут изменения, нам как инженерам пора понять что под капотом электромобиля и как они работают . Итак, в этой статье давайте разберем электромобиль до костей и плоти, чтобы узнать о них.

Важное примечание: Прежде чем мы углубимся в тему, я хотел бы упомянуть, что термин «Электромобиль» — это обширное понятие. Любой локомотив, у которого нет топливного бака, называется электромобилем. Но в этой статье, посвященной электромобилям или электромобилям, я имею в виду только электромобили, автобусы и грузовики. Если не указано иное, специальные электромобили, такие как сегвеи, бортовые или водные электромобили, не подпадают под действие этой статьи.

Из чего состоит электромобиль?

Электромобиль сам по себе является автомобилем и состоит из множества компонентов и большого пучка проводов, соединяющих их все. Но есть несколько основных минимальных материалов для электромобиля, которые показаны на блок-схеме ниже.

Двигатель обычного автомобиля с двигателем внутреннего сгорания заменяется электрическим двигателем, а топливный бак заменяется аккумуляторной батареей. Из всех компонентов только 9Только на 0003 Аккумулятор и двигатель приходится более 50 % общего веса автомобиля и его цена . Как вы можете видеть, блок аккумуляторов , контроллер системы управления батареями (BMS) , двигатель и блок трансмиссии образуют основные компоненты в электромобиле .

Важнейшие части электромобиля

Аккумуляторная батарея является источником топлива для автомобиля, поскольку аккумуляторная батарея состоит из сотен элементов. Для контроля этих элементов требуется специальная схема. называется Цепь контроля аккумуляторной батареи . Напряжение постоянного тока от батареи нельзя использовать для привода двигателя, поэтому нам нужен контроллер, который управляет двигателем, а система трансмиссии передает энергию вращения от двигателя на колеса через некоторые зубчатые передачи. Давайте подробно рассмотрим каждую часть, чтобы лучше понять электромобили.

Аккумуляторы для электромобилей

Аккумуляторы являются источником топлива для электромобилей , но также важно знать, что аккумуляторы не являются единственным источником топлива. Существуют и другие альтернативы для питания электромобиля, такие как топливные элементы или суперконденсаторы, но оба они все еще находятся в стадии разработки, и ни один коммерческий автомобиль на дороге не использует их. Поэтому давайте сосредоточимся в этой статье только на электромобилях с батарейным питанием.

Первое, что вы должны знать об батареях в электромобилях, это то, что, в отличие от вашего мобильного телефона, в котором есть только одна батарея, электромобили питаются от сотен, если не тысяч батарей, объединенных в блок. Чтобы дать вам представление, в Tesla 7000 батарей, а в Chevrolet Spark 600 батарей . Полная аккумуляторная анархия состоит из элемента, аккумуляторного модуля и аккумуляторного блока.

Ячейка

Ячейка относится к одной батарее. Существует много разных размеров и форм клетки в зависимости от химии. Наиболее часто используемая химия — Свинцово-кислотные батареи и литиевые батареи . Эти батареи доступны во многих различных формах, таких как цилиндрическая, монетовидная, призматическая и плоская, некоторые из которых показаны ниже.

Номинальное напряжение элементов (на элемент) будет варьироваться от 3,7 В для литиевых аккумуляторов до 12 В для свинцово-кислотных аккумуляторов. Но, как вы могли догадаться, этого напряжения недостаточно для запуска электромобиля. Тесла, например, имеет аккумуляторную батарею с напряжением 356 вольт, и даже для обычного электрического велосипеда нам нужно минимум 36 вольт, поэтому как мы можем получить это более высокое напряжение от литиевых элементов, которые составляют всего 3,7 В?

Батарейный модуль

Таким образом, чтобы получить более высокое напряжение от литиевых элементов 3,7 В, используются аккумуляторные блоки, которые формируются путем объединения нескольких аккумуляторов. Когда две батареи соединены последовательно, их номинальное напряжение суммируется, а когда две батареи соединяются параллельно, добавляется их номинальное значение в ампер-часах. Например, предположим, что у нас есть литиевые батареи 3,7 В 2000 мАч. Если вы соедините два из них последовательно, полученная система называется модулем, и этот модуль будет иметь 7,4 В 2000 мАч. Точно так же, если мы подключим два из них параллельно, результирующий модуль будет 3,7 В 4000 мАч.

Одного напряжения литиевого элемента и номинальной мощности в ампер-часах недостаточно для привода электромобиля, поэтому эти элементы соединены последовательно и параллельно для увеличения результирующего напряжения системы. Этот пакет называется модулем . Для людей, которые плохо знакомы с батареями, термин Ah может сбить с толку, существует множество таких параметров, связанных с батареями, которые мы рассмотрим в отдельной статье. На данный момент вы можете думать об Ah как о запасе топлива EV 9.0003 больше Ах больше пробега, который мы можем получить от EV .

Аккумуляторная батарея

После того, как напряжение системы и номинальное значение Ач будут получены путем объединения различных модулей в последовательной и параллельной конфигурации, эта установка должна быть размещена внутри электромобиля. Но это не так просто; причина в его сложности. Литиевые элементы нестабильны по своей природе, любой сбой, такой как короткое замыкание или чрезмерная зарядка или разрядка, может привести к тому, что батареи сильно нагреются, что приведет к пожару или взрыву. Таким образом, напряжение тока и температура каждой ячейки должны контролироваться для безопасной работы. Обязанность контролировать элементы во время процедуры зарядки и разрядки возложена на схему, называемую системой управления батареями или сокращенно BMS . Мы углубимся в это позже.

Итак, когда модуль батареи готов, его необходимо подключить к BMS и системе охлаждения для безопасной эксплуатации батареи. Вся установка хранится в стальном корпусе для предотвращения механических повреждений. Эта полная сборка вместе с BMS, корпусом системы охлаждения и аккумуляторными модулями называется аккумуляторной батареей автомобиля 9.0004 . Эти рюкзаки обычно большие и занимают всю площадь пола электромобиля, как показано на рисунке ниже, взятом из Википедии. На этом изображении Nissan Leaf разрезан наполовину, чтобы вы могли составить представление.

О батареях еще предстоит рассказать массу информации, но ради этого урока давайте закончим на этом.

Система управления батареями (BMS)

Теперь, когда мы узнали об батареях в электромобилях, нам следует узнать о системе управления батареями. BMS подобна мозгу или хранителю батарей , как мы видели ранее, в электромобиле много батарей, и каждая батарея должна контролироваться для обеспечения безопасности. Для свинцово-кислотных аккумуляторов BMS не является обязательной, хотя некоторые ее используют, но для литиевых элементов BMS становится необходимой из-за ее нестабильной природы.

Почти все литиевые элементы поставляются с собственной схемой защиты, если они используются в бытовой электронике. Это связано с тем, что если с ними не обращаться должным образом, например, с перезарядкой или чрезмерной разрядкой, батарея может нагреться и даже сгореть. Схема просто отслеживает напряжение или ток элемента и разрывает соединение с нагрузкой, если оно превышает безопасные пределы. Для этого существует множество способов, о которых мы поговорим в отдельной статье. Хотя, если вы хотите узнать больше о литиевых батареях, ознакомьтесь с этой статьей.

Каждая BMS измеряет только три жизненно важных параметра батареи: напряжение, ток и температуру ячейки . Он постоянно сравнивает эти значения с пределами безопасности и отключает нагрузку, если они превышают пороговые значения. Помимо целей безопасности, BMS также используется для некоторых вычислительных целей, таких как измерение SOC и SOH батареи .

SOC означает состояние заряда, а SOH означает состояние здоровья . В отличие от автомобиля с ДВС количество топлива, оставшегося в аккумуляторе, нельзя измерить, просто взглянув на него. Некоторые люди даже думают, что измерение напряжения на клеммах батареи может дать вам емкость батареи, но это не так, и это не так просто. Точно так же SOH дает ожидаемый срок службы батареи. И SOC, и SOH являются жизненно важной информацией для потребителя, поскольку SOC сообщает вам, как далеко вы можете проехать до перезарядки, а SOH сообщает вам, когда пришло время заменить батареи. Обязанностью BMS является измерение обоих этих параметров. Как происходит это измерение — это совсем другая история, о которой мы расскажем в отдельной статье.

Схемы BMS часто бывают сложными, простая 4-элементная литиевая BMS показана на рисунке ниже. Представьте себе BMS автомобиля, который должен контролировать около 7000 ячеек.

Двигатели электромобилей

Батареи — это топливные баки электромобиля, а двигатели — его двигатели. Существует много типов двигателей, используемых в электромобилях, и тот, который используется для скутеров и велосипедов, полностью отличается от того, который используется в автомобилях. Давайте кратко рассмотрим наиболее часто используемые из них: двигатели BLDC, коллекторные двигатели постоянного тока и асинхронные двигатели переменного тока. Более подробная статья о двигателях для электромобилей будет представлена ​​позже.

Двигатели BLDC: Двигатели BLDC были выбором для электромобилей с момента их появления в 1900 году. Даже сегодня они широко используются в электрических велосипедах и скутерах. BLDC означает бесщеточный двигатель постоянного тока. Эти двигатели имеют постоянный крутящий момент и быстрый отклик, что делает их подходящими для автомобильных приложений. Помимо электромобилей, эти двигатели также используются в стеклоочистителях, стеклоподъемниках и т. д. Электродвигатели постоянного тока для электромобилей можно разделить на следующие два типа:

Втулочные двигатели BLDC

В двигателе типа ступицы BLDC ротор магнита представляет собой само колесо, что означает отсутствие необходимости в соединении, поскольку обод колеса образует двигатель. Эти двигатели также называются двигателями BLDC out runner. Преимущество этого типа двигателя заключается в том, что он имеет меньшие механические потери, а также снижает стоимость единицы трансмиссии и снижает вес. Недостатком является то, что мы не можем иметь передаточное отношение двигателей большой мощности из-за ограничений по размеру. Втулочный двигатель BLDC скутера показан ниже. Почти все электрические велосипеды и скутеры, которые вы найдете на дороге, используют такие двигатели.

BLDC In-Runner Motors: Другим типом BLDC двигателей являются In-Runner. Они используются в приложениях, где требуется блок передачи. Обычно они соединяются с дифференциалом для 3-х или 4-х колесных электромобилей. Эти двигатели выглядят как обычные двигатели с валом, и вал вращается при включении двигателя. Ниже показан двигатель электрорикши с бегунком, соединенный с дифференциалом.

Коллекторные двигатели постоянного тока: Коллекторные двигатели постоянного тока, также известные как двигатели постоянного тока, были предпочтительным выбором для всех старых электромобилей. Эти двигатели обеспечивают большой крутящий момент, который может легко придать электромобилю спортивный вид. Тяга / подъем электромобиля будет почти на уровне среднего обычного автомобиля, на котором эти двигатели использовались гонщиками в то время. Но теперь, после 2008 года, эти двигатели больше не используются, потому что двигатели постоянного тока не могут обеспечить постоянный крутящий момент при переменной нагрузке. То есть ругаться или карабкаться в гору на машине будет сложно. Также двигатели постоянного тока не могут запускаться без нагрузки, т. е. они не могут запускаться самостоятельно из-за высокого начального тока, который может повредить сам двигатель. Сегодня эти двигатели обычно используются в тележках для гольфа, их изображение показано ниже 9.0007

Асинхронные двигатели переменного тока: Большинство современных электромобилей, таких как , Tesla использует асинхронный двигатель переменного тока . Например, в модели Tesla S используется трехфазный асинхронный двигатель переменного тока. Ну, вы, наверное, уже догадались, потому что сама компания названа в честь Тесла , который изобрел трехфазный асинхронный двигатель переменного тока. Причина выбора этих двигателей заключается в том, что в них нет постоянных магнитов и, следовательно, низкая стоимость. У него также хорошая жизнь, так как нет магнитов, магниты потеряли бы свою тенденцию в течение дня. Недостатком двигателя было бы то, что трудно контролировать скорость и крутящий момент двигателя, и требуются современные схемы. Ниже фото Переднее колесо Tesla Model S , взято из Википедии.

Контроллер

Вполне вероятно, что этот вопрос уже задавал вас. Мы знаем, что электромобили работают от аккумуляторов, которые питаются от постоянного тока, и у нас есть двигатели, которые работают от трехфазного переменного тока. Как они будут работать вместе? Эту работу выполняет контроллер, от простого велосипеда до родстера Tesla . У каждого электромобиля есть собственный контроллер, который преобразует напряжение постоянного тока от батареи в подходящий уровень для работы двигателей. Он также контролирует скорость двигателя.

Контроллер получает все входные данные от пользователя, такие как величина дроссельной заслонки (ускорение), тормозное давление, режим вождения и т. д., и соответствующим образом регулирует скорость двигателя . Если моторы считать мускулами автомобиля, то контроллер — его мозг. Контроллер часто является общим термином, и он может включать в себя другие схемы, такие как преобразователь постоянного тока, регулятор скорости, инвертор и т. д. Преобразователь постоянного тока используется для питания всех периферийных устройств автомобиля, таких как информационно-развлекательная система, фары и другие низкочастотные устройства. уровневые электронные устройства.

Помимо этого контроллер также обеспечивает рекуперативное торможение. Это процесс преобразования кинетической энергии в электрическую. То есть, когда электромобиль едет вниз по склону, двигатель свободно вращается за счет кинетической энергии, в этой ситуации двигатели можно заставить действовать как генератор, чтобы полученная таким образом мощность могла использоваться для зарядки аккумуляторов. Большинство современных электромобилей имеют это, но его производительность и функциональность все еще остаются спорными.

Зарядные устройства для электромобилей

Еще одним важным компонентом электромобиля, требующим усовершенствования, являются зарядные устройства. Среднестатистическому электромобилю требуется не менее 5 часов для зарядки, что в сочетании с его очень небольшим пробегом становится катастрофой. Средний американец проезжает более 50 км в день, в этом сценарии электромобиль, который дает ярость 90 км на полной зарядке, должен заряжаться почти каждый день. Это делает заряды наиболее часто используемым компонентом.

Он подключается к сети переменного тока и преобразует переменный ток в постоянный для зарядки аккумуляторов. Но есть еще что добавить. Зарядка — это процесс, в котором батареи и зарядное устройство должны сосуществовать. Вы не можете подавать ток внутрь батареи, если батарея не готова его принять. Есть много типов зарядных устройств; наиболее распространенные типы обсуждаются ниже.

Зарядное устройство уровня 1: Это самые простые зарядные устройства, и, вероятно, это то, что вы получаете вместе с автомобилем. Им требуется много времени для зарядки аккумуляторов, так как они работают от сети переменного тока 120 В. Они преобразуют эти 120 В переменного тока в постоянный и используют его для зарядки аккумуляторов. Текущий рейтинг зарядного устройства также будет низким, где-то около 8-10 А, это означает, что вы будете посылать меньший ток и, следовательно, потребуется много времени для зарядки аккумуляторов в течение ночи. С положительной стороны, этот метод улучшает жизненный цикл батареи, поскольку ток зарядки у нас меньше.

Зарядное устройство уровня 2: Это немного быстрее, чем зарядное устройство уровня 1, зависит от производителя, который предоставит вам зарядное устройство уровня 1 или уровня 2. Зарядные устройства уровня 2 работают при более высоких напряжениях, таких как 240 В или выше, а также имеют номинальный ток от 40 до 50 А. Благодаря этому машина быстрее заряжается.

Зарядные устройства 3-го уровня: Зарядные устройства 3-го уровня меняют правила игры, их также называют суперзарядными устройствами или быстрыми зарядными устройствами. Они могут зарядить ваш автомобиль до 60% от его полной емкости в течение 30 минут. Недостатком является то, что, поскольку он проталкивает большой ток внутри вашей батареи, например, 100 А для Теслы (безумие! Да), батареи внутри будут чувствовать себя так, как будто вы проходите ускоренный курс в течение всего года. Таким образом, в конечном итоге срок службы батареи уменьшается. Также большинство нагнетателей не заряжают аккумуляторы до 100%, так как для зарядки аккумулятора с 80% до 100% потребуется больше времени. Ниже показана суперзарядная станция Tesla.

Думаю, теперь у вас есть общее представление о том, что такое электромобиль и как он работает. Отсюда давайте рассмотрим несколько общих вопросов, которые возникают у всех, когда речь идет об EV.

Поскольку электроэнергия также поступает от угольной электростанции. Действительно ли электромобили экологичны?

Этот вопрос является дискуссионным, поскольку электромобили работают от аккумуляторов, электричество для зарядки этих аккумуляторов поступает от электростанции, и около 61% электроэнергии в мире производится из невозобновляемых ресурсов, таких как уголь и газ, согласно опросу, показанному ниже.

Кроме того, аккумуляторы электромобиля изготовлены из вредных химических веществ и при утилизации снова загрязняют окружающую среду. Учитывая все это, электромобиль может быть не таким экологичным, как мы думали. Или это?

Многие эксперты сходятся во мнении, что электромобили намного экологичнее обычных автомобилей с ДВС. Это обусловлено следующими причинами.

Устойчивое развитие: Как электромобили становятся популярными, так и сектор возобновляемых источников энергии. Мы постепенно переходим к ветровой и солнечной энергии для производства электроэнергии и, таким образом, делаем процесс производства электроэнергии более экологичным.

Топливо Стоимость перевозки: Многие люди не учитывают это. Бензин, который вы получаете на своей заправочной станции, перекачивался, перерабатывался и транспортировался из нефтяной скважины в другое место. Все эти процессы связаны с загрязнением на определенном уровне. С другой стороны, для электромобилей электричество передается от электростанции в ваш дом по проводам, и эта настройка уже установлена.

Регенерация энергии: Еще одна возможность, которая возможна только с электромобилями, — это регенерация электроэнергии. Это не добавляет многого, но все же оказывает небольшое влияние на то, чтобы сделать электромобили более экологичными.

Итак, в заключение, электромобили наверняка будут намного экологичнее, чем ДВС, если мы перейдем на возобновляемые источники энергии для производства электроэнергии и будем практиковать безопасную утилизацию аккумуляторов.

В чем разница между гибридным автомобилем и электромобилем?

Некоторые люди склонны использовать термины «гибридный автомобиль» и «электрический автомобиль» взаимозаменяемо, что не так. Оба имеют совершенно разное значение. Проще говоря, если транспортное средство работает как на электричестве, так и на газе, то это гибридное транспортное средство, если оно работает только на электричестве и не может работать на газе, то оно называется электромобилем. Вы можете убедиться, что автомобиль является электромобилем, проверив, есть ли у него топливный бак, если топливного бака нет, то автомобиль, безусловно, является электромобилем.

И электромобили, и гибриды имеют собственное значение. Гибридный автомобиль может исключить недостатки электромобиля, такие как расход топлива, малая дальность поездки и т. д., но, поскольку в нем есть оборудование как для ДВС, так и для электромобиля, эти автомобили обычно дороги. Гибридные автомобили обычно предназначены для повышения эффективности автомобиля за счет использования двигателя для движения автомобиля на низких скоростях.

Основы автомобильных электрических цепей

Легковые автомобили и легкие грузовики имеют обширные электрические системы с большим количеством проводов.
и сотни циклов. Электрическая цепь — это в основном маршрут или путь через
какие электроны текут. Электрическая цепь должна образовывать полный контур, чтобы ток продолжал течь.
электронам нужен обратный путь к их источнику (аккумулятору или генератору переменного тока), иначе им некуда идти.

По существу существует два типа автомобильных электрических цепей:

* Цепь серии — это цепь, в которой все элементы цепи соединены встык в виде цепи.
У тока есть только один путь, поэтому количество тока, проходящего через него, будет одинаковым повсюду.
полное сопротивление в последовательной цепи равно сумме отдельных сопротивлений в каждом элементе цепи. Если один
элемент в последовательной цепи выходит из строя, непрерывность нарушается, и вся цепь обесточивается, потому что ток не может завершиться
его путешествие по цепи.

* Параллельная цепь — это цепь, элементы которой соединены рядом или параллельно друг другу. Этот
создает множество ветвей или путей, по которым может течь ток. Сопротивление в любой данной ветви будет определять
падение напряжения и ток текут через эту ветвь и только эту ветвь. Одним из преимуществ параллельной схемы является то, что
различные сегменты или пути цепи могут работать независимо друг от друга. Если один элемент открывается (ломается
непрерывность), это не нарушит функцию другого.

Некоторые схемы сочетают в себе элементы как последовательной, так и параллельной схемы. Их можно назвать последовательно-параллельными электрическими соединениями .
цепь . В этом типе цепи часть цепи может иметь последовательные нагрузки, в то время как в другой части нагрузки будут
параллельно.

Поиск и устранение неисправностей автомобильных электрических цепей часто требует измерения напряжения, силы тока или сопротивления. Это три основные единицы
измерения, которые используются для описания того, что происходит внутри электрической цепи.

ВОЛЬТ

Напряжение — это разница электрических потенциалов между двумя точками или величина «толчка», который заставляет электроны
поток. Ее также называют электродвижущей силой (ЭДС). Это похоже на давление, которое нагнетает сжатый воздух через шланг, но
напряжение измеряется не в фунтах на квадратный дюйм, а в единицах, называемых вольтами.

Вы можете измерять напряжение цифровым или аналоговым вольтметром. Для автомобилей последних моделей рекомендуется использовать цифровой вольтметр, т.к.
уровни напряжения, которые вы измеряете, часто должны считываться с точностью до десятых долей вольта (0,1 вольта).

Все электрические системы легковых автомобилей и легких грузовиков имеют напряжение 12 вольт с середины 1950-х годов. Электрический
Все системы имеют отрицательное (-) заземление, при этом корпус обычно служит заземлением для многих электрических цепей.
отрицательный кабель аккумулятора прикреплен к металлическому корпусу или шасси, а положительный кабель аккумулятора (+) подключен к источнику питания
стороны электрических цепей автомобиля и системы зарядки.

Многие датчики и цепи датчиков используют более низкое напряжение, обычно 5 вольт, в то время как катушки зажигания генерируют очень высокое напряжение.
напряжение (от 5000 до 35000 вольт) для зажигания свечей зажигания. Гибридные автомобили используют аккумулятор высокого напряжения (от 140 до 300 вольт), генератор
и электродвигатель для их систем стоп-старт и электропривод.

Будьте предельно осторожны при работе с гибридными электрическими компонентами (которые обычно имеют цветовую маркировку ОРАНЖЕВЫЙ , и избегайте
прикасайтесь к катушкам зажигания или проводам свечей зажигания при работающем двигателе, чтобы снизить риск поражения электрическим током. Шок от
провод свечи зажигания может быть болезненным, но не смертельным, потому что ток (сила тока) низкий. А вот шок от гибридной батареи может быть
фатально!

АМП

Ток — это количество или объем электронов, протекающих через проводник или цепь. Это мера объема и
указывается в единицах, называемых ампер или ампер . Аналогией с воздушным шлангом будет количество кубических футов на
минут прохождения воздуха через шланг. Один ампер равен 6,3 миллиона триллионов электронов (6,3 с 18 нулями после него), протекающих через
мимо точки за одну секунду! Это много электронов, но относительно небольшой ток во многих автомобильных цепях. Стартер,
например, может потреблять несколько сотен ампер при запуске двигателя.

Ампер измеряется амперметром или мультиметром с функцией амперметра. Измерение силы тока обычно требует использования индуктивного
Датчик, зажимаемый вокруг провода для измерения тока, протекающего по нему, хотя очень малые токи (100 миллиампер или менее) могут
часто измеряются непосредственно с помощью самого измерителя без использования индуктивного датчика.

Предохранители используются для защиты электрических цепей от опасных перегрузок, которые могут привести к их перегреву, плавлению или возгоранию.
Предохранители оцениваются в зависимости от того, сколько ампер они могут выдержать, прежде чем предохранитель перегорит и остановит подачу тока.
через цепь. Таким образом, перегоревший предохранитель часто является признаком перегрузки цепи или неисправности.
например, короткое замыкание, вызывающее чрезмерный ток в цепи.
Для получения дополнительной информации см. соответствующую статью о центрах питания: реле и предохранители

Осторожно: Если перегорел предохранитель, замените его предохранителем с ТАКИМ же номиналом, что и исходный. НЕ заменяйте замену
предохранитель с более высоким номиналом, так как это может привести к перегреву или повреждению цепи. И НИКОГДА не заменяйте перегоревший предохранитель прочным.
провода или проводника, так как это не докажет никакой защиты от перегрузки.

Ом

Электрическое сопротивление — это сопротивление протеканию тока или ограничение, препятствующее прохождению электронов. Сопротивление
измеряется в единицах, называемых Ом . Поток воздуха через шланг можно уменьшить, пережав его, уменьшив диаметр шланга.
шланг или удерживая палец над выпускным отверстием. Точно так же ток, протекающий по проводу, можно замедлить или контролировать, добавляя
сопротивление. Сопротивление можно создать, изменив состав материала, уменьшив размер
проводника или провода (меньший провод имеет большее сопротивление, чем провод большего размера), или путем добавления тепла (нагрев увеличивает сопротивление).

Сопротивление измеряется омметром или мультиметром с функцией измерения сопротивления.

Осторожно: НЕ пытайтесь измерить сопротивление (Ом) в любой цепи, находящейся под напряжением или включенной, так как это может привести к повреждению омметра.
Сопротивление измеряется при отключении тока.

ЗАКОН ОМА

Один вольт равен силе, необходимой для проталкивания тока в один ампер по цепи с сопротивлением в один ом. Это
Закон Ома, и назван в честь ученого, который первым его вычислил. Закон Ома можно выразить по-разному:

Понимание закона Ома и отношений между вольтами, омами и амперами является ключом к пониманию электрических токов и того, что
происходит внутри автомобильной электрической цепи. Закон Ома объясняет, почему высокое сопротивление в цепи блокирует ток и вызывает
падение напряжения. Это также объясняет, почему короткое замыкание может привести к быстрому перегреву и возгоранию провода из-за неконтролируемого тока.

Общие проблемы в автомобильных электрических цепях

Короткие замыкания — это тип неисправности, который может возникнуть, если ток, проходящий через электрическую цепь, не проходит через компонент, питаемый от этой цепи, а находит другой путь к земле. Это может произойти, если провод трется об острый край и замыкает на землю, или изоляция соседних проводов протирается или повреждается, позволяя току в одном проводе переходить на соседний провод. Короткое замыкание может привести к неуправляемому току из-за уменьшения сопротивления в цепи. Это может привести к быстрому перегреву провода, расплавлению или возгоранию изоляции вокруг него и возникновению электрического пожара. Короткое замыкание обычно приводит к перегоранию предохранителя цепи.

Примечание. Если в цепи перегорел предохранитель, а новый предохранитель перегорел сразу после его замены, скорее всего, в цепи произошло короткое замыкание.

Короткие замыкания чаще всего возникают там, где проводка трется об острую металлическую кромку, например, когда проводка проходит через перегородку, брандмауэр между моторным отсеком и пассажирским салоном, дверь или другую полость кузова. Резиновые втулки обычно используются для защиты проводки в местах, где проводка проходит через металлические панели. Но если втулка повреждена или отсутствует, проводка может тереться об острый край и замыкать.

Короткие замыкания также могут возникать между соседними проводами, если изоляция вокруг проводов повреждена или треснула. Изоляция может стать хрупкой с возрастом и может треснуть или отслаиваться от проводки, позволяя оголенному металлу под ней вступать в электрический контакт с соседними проводами или телом.

Прерывистые короткие замыкания могут возникать, когда провода имеют прерывистый контакт в результате изменений температуры, вызывающих расширение и сжатие металла, или в результате вибрации. Найти прерывистые шорты может быть сложно, потому что проблема приходит и уходит. Покачивание и встряхивание проводов или обдувание их горячим воздухом с помощью термофена может потребоваться для имитации условий, вызывающих короткое замыкание.

Короткие замыкания можно устранить, обмотав оголенные или поврежденные провода изолентой или заменив поврежденные провода.

Обрывы — это еще один тип неисправности, который может возникнуть в автомобильных электрических цепях. Обрыв — это как раз то, что следует из названия: разрыв в проводке, который останавливает поток тока и уничтожает цепь. Обрыв не приведет к перегоранию предохранителя, но помешает функционированию цепи. Размыкание может произойти, если обрыв провода, разъем проводки ослаблен или отключен, или сильная коррозия внутри электрического разъема создала такое большое сопротивление, что ток не может течь по цепи.

Обрывы также могут возникать в электронных схемах, если в паяных соединениях или на печатных платах образуются микротрещины. Цепь может нормально пропускать ток в холодном состоянии, но по мере ее нагревания и расширения микротрещины могут открываться, вызывая прерывистое размыкание.

Перегрузки — это состояние, которое может возникнуть в цепи, когда электродвигатель или другое устройство работает в условиях, при которых он потребляет больше тока, чем обычно. Примером может служить временная перегрузка в цепи электродвигателя стеклоочистителя ветрового стекла, если стеклоочистители заклинило льдом или сильным снегом. Перегрузка может привести к перегоранию предохранителя цепи.

Некоторые конкретные примеры проблем с автомобильной электрической цепью

Типичным примером закона Ома, вызывающего проблемы с электричеством в вашем автомобиле или грузовике, может быть ослабленный или корродированный кабель аккумуляторной батареи. Бедные
соединение создает электрическое сопротивление, которое не позволяет аккумулятору подавать нормальный ток в электрическую систему автомобиля.
Это, в свою очередь, может помешать стартеру провернуть двигатель достаточно быстро, чтобы запустить его, или может вообще помешать работе стартера.
Ненадежное или корродированное соединение аккумуляторной батареи также может помешать генератору полностью зарядить аккумуляторную батарею, в результате чего аккумуляторная батарея выйдет из строя.
спуститься.

Другим примером закона Ома в действии может быть цепь топливного насоса с плохим заземлением. Плохое соединение с землей создает
высокое сопротивление, уменьшающее ток, протекающий через топливный насос. Это заставляет насос вращаться намного медленнее, чем обычно, вызывая
падение объема топлива и давления, которое может привести к потере мощности или неровной работе двигателя.

Низкое напряжение системы из-за разряженной батареи или низкой мощности зарядки может привести к поломке электронных блоков управления автомобиля. Много модулей
не будут работать нормально, если на них не подается питание 12 вольт. Это, в свою очередь, может вызвать различные виды управляемости или
проблемы с производительностью.

Коррозия является распространенной причиной высокого сопротивления в электрических цепях. Коррозия может быть вызвана влагой и окислением,
электрические разъемы и клеммы в электрической системе. Это одна из причин, почему страховые компании учитывают многие транспортные средства, которые
был затоплен. Как только вода попадает в проводку внутри автомобиля, это может вызвать коррозию и многочисленные проблемы с электричеством в будущем.

Вибрация также может вызвать высокое сопротивление электрических разъемов и проводки. Движение происходит, когда транспортное средство движется
может вызвать трение и микроскопический износ электрических разъемов, которые не поддерживаются должным образом. Со временем это может привести к ухудшению
проблемы с электрическим соединением и цепью из-за скачка тока в этой цепи.

Измерение падения напряжения для поиска электрических проблем

Падение напряжения происходит, когда ток протекает через компонент в цепи. Сопротивление, создаваемое устройством, создает
соответствующее падение напряжения, которое можно рассчитать с помощью закона Ома, если известно сопротивление компонента и протекающий ток.

ПАДЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ = СОПРОТИВЛЕНИЕ x ТОК

Вы можете измерить падение напряжения в цепи или на соединении с помощью цифрового вольтметра. Выводы вольтметра подключены
на любой стороне проверяемого компонента схемы или соединения. Если соединение ослабло или подверглось коррозии,
это создаст сопротивление в цепи и ограничит протекание тока, вызывая чрезмерное падение напряжения.

Как правило, падение напряжения БОЛЕЕ одной десятой вольта (0,1 В) на низковольтном или малоамперном соединении означает неисправность.
Цепи, которые работают с более высокими напряжениями или токами (например, цепь выходного напряжения для системы зарядки), могут выдерживать напряжение
падает до половины вольта (0,5 вольта), но лучше всего 0,1 вольта или меньше.

Измерение падения напряжения является эффективным средством для быстрого выявления проблем с электрической цепью автомобиля, таких как ослабление или коррозия.
разъемы, провода, выключатели и т. д. Это более точно, чем простое измерение напряжения в цепи или использование простой контрольной лампы, чтобы увидеть
если есть питание или нет, потому что он сообщает вам, есть ли чрезмерное сопротивление, которое может ограничить ток в цепи.

Автомобильные электрические схемы

Производители транспортных средств публикуют электрические схемы для всех различных электрических цепей транспортных средств.
Они делают. Их можно получить на технических веб-сайтах производителей транспортных средств или в автомобильном
источник вторичного рынка, такой как AlldataDIY для небольшого
платеж. Наличие правильной электрической схемы является обязательным условием для устранения неполадок в электрической цепи.

На электрических схемах используются символы (см. ниже) для обозначения различных компонентов схемы. Отдельные цепи обычно нумеруются, а провода в цепях имеют цветовую маркировку.
облегчить идентификацию.