Електромобіль приводиться в рух одним або кількома електромоторами, які можуть працювати в режимі двигуна (навантаження автомобіля) або в режимі генератора (сповільнення автомобіля). Гібридний автомобіль має двигун внутрішнього згоряння та електричний привід, які вступають в роботу залежно від режиму руху та навантаження автомобіля. Сучасні автомобілі з електричним приводом класифікуються за типовими схемами компонування, які описані нижче.
HEV (Hybrid Electric Vehicle) – гібридний автомобіль. Ємність ВВ батареї невелика. Відсутнє заряджання від зовнішнього джерела. Для запуску ДВЗ використовується електромотор (в режимі стартера). На низьких швидкостях автомобіль може приводитися в рух тільки електромотором (в режимі двигуна). Електромотор (в режимі генератора) заряджає ВВ батарею при рекуперативному гальмуванні або від ДВЗ при невеликому навантаженні. Для забезпечення великої потужності в роботу вступають ДВЗ та електромотор. Типові моделі: Toyota Prius, Toуota Camrу Hуbrid.
PHEV (Plug-in Hybrid Electric Vehicle) – плагін-гібридний автомобіль. Ємність і розміри ВВ батареї збільшені, що забезпечує більш тривалий запас ходу автомобіля від електромотора на більш високих швидкостях. Доступне заряджання ВВ батареї від зовнішнього джерела. В іншому тип PHEV схожий на тип HEV. Типові моделі: Toyota Prius PHV, Chevrolet Volt.
EREV (Extended Range Electric Vehicle) – електромобіль зі збільшеним пробігом. Ємність ВВ батареї забезпечує достатній запас ходу автомобіля від електромотора. Автомобіль приводиться в рух тільки електроприводом незалежно від режиму руху. ДВЗ не з’єднаний з трансмісією автомобіля, вони в парі з електрогенератором заряджають ВВ батарею, що дає можливість розширити діапазон пробігу. Доступне заряджання ВВ батареї від зовнішнього джерела. Типові моделі: BMW i3 REX.
EV, BEV (Electric Vehicle, Battery Electric Vehicle) – електричний автомобіль. Ємність ВВ батареї достатньо велика (до 100 кВт-год). ДВЗ відсутній. Заряджання ВВ батареї можливе від зовнішнього джерела або при рекуперативному гальмуванні. Запас ходу залежить тільки від ємності ВВ батареї та режиму руху. Типові моделі: Nissan Leaf, Tesla.
FCEV (Fuel Cell Electric Vehicle) – електромобіль на паливних елементах. Для приводу електродвигуна використовується енергія водневих паливних елементів, отримана в результаті хімічної реакції між воднем та киснем з навколишнього повітря. Акумуляторна батарея використовується для підтримки системи паливних елементів, а також для генерації енергії рекуперативного гальмування. Запас ходу близький до запасу ходу автомобілів з ДВЗ. Типові моделі: Hyundai Tucson/ix35 FCEV, Toyota Mirai FCV.
Електричний привід електромобіля чи гібридного автомобіля характеризується наявністю високовольтних компонентів:
Високовольтна батарея (ВВБ) призначена для живлення всіх споживачів електричної енергії.
Електромотор перетворює електричну енергію в механічну і забезпечує рух автомобіля в режимі навантаження. В режимі сповільнення електромотор виконує функцію генератора, перетворює механічну енергію в електричну для заряджання високовольтної батареї.
Інвертор перетворює напругу постійного струму високовольтної батареї в трифазну напругу змінного струму (DC/AC) для живлення тягового електромотора в режимі навантаження. В режимі сповільнення трифазна напруга генератора перетворюється в інверторі в напругу постійного струму (AC/DC) для заряджання високовольтної батареї.
Підсилювач напруги (HV converter) призначений для підвищення напруги постійного струму ВВБ з метою подачі більш високої напруги для живлення тягового електродвигуна, що забезпечує збільшення його потужності при тих самих розмірах і масі.
DC/DC-перетворювач призначений для зниження високої напруги ВВБ в низьку напругу для заряджання допоміжної акумуляторної батареї 12В та живлення низьковольтних споживачів електроенергії.
Бортовий зарядний пристрій призначений для заряджання ВВБ від зовнішнього джерела та контролювання параметрів заряджання.
Джерелом електричної енергії електромобіля є високовольтна акумуляторна батарея. Вона забезпечує електроенергією всі високовольтні компоненти електромобіля чи гібридного автомобіля. Основним елементом ВВБ є акумуляторні елементи, які з’єднані між собою і утворюють акумуляторні модулі. Набір різної кількості акумуляторних модулів утворює високовольтну батарею. Напруга і ємність ВВБ залежать від кількості та схеми з’єднання акумуляторних модулів між собою.
Всі елементи ВВБ розташовані в досить міцному корпусі, який складається з піддону, нижньої та верхньої кришок і решітки, яка забезпечує утримання акумуляторних модулів. ВВБ має систему підтримання температурного режиму. При низьких температурах акумуляторні модулі підігріваються, а при високих температурах – охолоджуються.
Керування температурним режимом, процесами заряджання і розряджання, а також балансуванням акумуляторних елементів здійснює система керування високовольтною батареєю BMS.
Вмикання і вимикання високої напруги ВВБ забезпечується головними реле, які розташовані в блоці розподілу і комутації. Цей блок також розподіляє живлення між заднім і переднім електромоторами повнопривідного автомобіля.
Джерело: Кукурудзяк, Ю. Ю. "Електрообладнання автомобілів та електромобілі: електронний навчальний посібник" [Електронний ресурс], 2023. – (PDF, 227 с.)