Studiind această temă, veți fi capabili:
1. să identifice caracteristicele automobilelor cu propulsie pur/full electrică.
2. să descrie regimurile de funcționare a sistemului de tensiune înaltă de la
automobilele cu propulsie pur/full electric.
3. să clasifici automobilele cu propulsie pur/full electrică după arhitectura transmisiei.
5.1 Automobile pur/full electric
Automobile pur/full electric EV (Electric Vehicle) se bazează pe utilizarea exclusivă a energiei electrice pentru a genera mișcare. Iată câteva elemente cheie ale unui sistem de propulsie electric (Figura 1):
Figura 1 Schema automobilului cu propulsiei pur/full electric
1. Motorul electric,
2. Unitatea de putere,
3. Cablurile de tensiune înalte, 4. Baterie de tensiune înaltă,
5. Încărcător intern,
6. Conectorul de încărcare, 7. Compresorul sistemului de climatizare, 8. Încălzitorul electric.
Figura 2 a) Regim de propulsare
Motor electric: Automobilul electric este echipat cu un motor electric care convertește energia electrică din baterie în mișcare mecanică (Figura 2 a). Motoarele electrice pot fi de diferite tipuri, cum ar fi motoarele cu curent continuu (DC) sau motoarele cu curent alternativ (AC), inclusiv motoarele sincrone sau asincrone.
Baterie de tensiune înaltă: Bateria reprezintă sursa principală de energie pentru automobilul electric. Aceasta stochează electricitatea necesară pentru a alimenta motorul electric (Figura 2 a). Bateriile utilizate în vehiculele electrice sunt de obicei de tip Litiu-ion, datorită densității ridicate de energie și a capacității lor de a furniza energie pentru un număr mare de cicluri de încărcare și descărcare.
Figura 2 b) Regim de decelerare/regenerare
Unitatea de putere (controler electronic): Un controler electronic gestionează fluxul de energie între baterie și motorul electric (Figura 2 a) și b)). Acesta reglează și optimizează funcționarea motorului pentru a asigura o accelerare lină, o eficiență maximă și o durată de viață a bateriei extinsă.
Sistem de regenerare a energiei: Automobilele electrice sunt echipate cu sisteme de regenerare a energiei, care transformă energia cinetică generată în timpul frânării/decelerării în energie electrică și o returnează în baterie pentru a crește eficiența energetică (Figura 2 b).
Figura 2 c) Automobilul este oprit. Se utilizează sistemele de confort
Funcționarea sistemelor de climatizare și încălzire. Când un vehicul electric este oprit, de exemplu într-un ambuteiaj, motorul/generatorul electric nu necesită energie electrică pentru a conduce. Modul de climatizare setat de pasageri se realizează folosind un încălzitor de înaltă tensiune și un compresor de aer condiționat de înaltă tensiune (Figura 2 c).
Figura 2 d) Automobilul staționează. Se utilizează sistemul încărcare
Încărcare intern: Pentru a alimenta bateria cu energie electrică, vehiculele electrice pot fi încărcate la stațiile de încărcare publice sau acasă, utilizând încărcătoare speciale. Există diferite standarde și viteze de încărcare, iar tehnologiile evoluează constant pentru a reduce timpul de încărcare și a crește autonomia vehiculelor electrice.
Transmisie: În comparație cu vehiculele cu motoare termice, multe vehicule electrice au o transmisie simplificată sau chiar o transmisie cu o treaptă de viteză (Figura 3), deoarece motoarele electrice oferă un cuplu ridicat de la început și pot acoperi o gamă largă de viteze fără a necesita o transmisie complexă.
Configurația propulsiei electrice
Un automobil electric este condus de cel puțin un motor electric. În dependeța de poziția acestuia ele pot fi clasifica în:
· Propulsie cu motor electric conectat la transmisia principalä;
· Propulsie cu motor electric conectat la butucul roților.
Propulsie cu motor electric conectat la butucul roților astăzi este folosit pentru scutere electrice, biciclete electrice, scaune cu roțile electrice.
Propulsie cu motor electric conectat la transmisia principalä sunt mai simplu de implementat, de aceia practic ele se regăsesc la toate automobilele electrice ca exemplu: Nissan LEAF, Tesla Model S, BMW i3.
Nissan Leaf
1. Motorul/Generator;
2. Booster;
3. Unitatea de putere (Invertor/ convertorul);
4. Compresor sistemului de climatizare;
5. Încălzitor al salonului habitacului;
6. Port de încărcare;
7. Bateria auxiliară 12V;
8. Bateria HV;
9. Cablul HV;
10. Mufa de service
11. Încărcătorul intern;
12. Unitate de rezervă a sistemului de frânare
Automobilele electrice pur (full electric) au avantaje precum zero emisii de gaze de eșapament, costuri de exploatare mai reduse pe termen lung și o experiență de conducere mai silențioasă în comparație cu vehiculele cu motoare termice. Cu toate acestea, ele se confruntă și cu provocări precum autonomia limitată și infrastructura de încărcare în dezvoltare.