1.34. Принцип роботи автомобіля з електроприводом

Основна відмінність електромобіля від звичайного автомобіля полягає у тому, що замість двигуна внутрішнього згоряння встановлено електродвигун і перетворювач напруги, а замість паливного бака – акумуляторні батареї – див. рис. Електродвигун через коробку передач передає обертальний рух до ведучих коліс. Регулювання швидкості руху здійснюється за допомогою перетворювача напруги.

У 1900 році приблизно третина автомобілів у США використовувала електричну тягу. Приблизно у цей же час у Техасі знайшли поклади нафти, а через 8 років Форд налагодив масове виробництво автомобілів з бензиновими двигунами. Ера електромобілів закінчилася, хоча вони і мали ряд безперечних переваг – безшумний рух, відсутність забруднення атмосфери і бруду при експлуатації і обслуговуванні, простота керування. Дуже цінилось і те, що не потрібно було запускати і перед початком руху прогрівати двигун.

Проте дуже слабким елементом електромобіля виявився його акумулятор електричної енергії. Свинцево-кислотний акумулятор, який широко застосовується у автомобільному транспорті, має дуже малу густину енергії. Наприклад, кількість електричної енергії, наявної у одній акумуляторній батареї 6СТ-60 масою 16 кг (вона застосовується на легкових автомобілях) еквівалентна тій енергії, що міститься у 60 грамах бензину. Таким чином, щоб електромобіль міг проїхати таку ж відстань, як звичайний автомобіль на 6 літрах бензину, потрібно встановити на електромобіль 100 акумуляторних батарей 6СТ-60, маса яких становитиме 1,6 т.

Щоправда, ККД електричної силової установки удвічі вищий, ніж ефективний ККД двигунів внутрішнього згоряння. Але, з іншого боку, акумуляторні батареї шкідливо розряджати повністю. Якщо ж їх розряджати лише наполовину, то цей недолік якраз знівелює перевагу електротяги за коефіцієнтом корисної дії.

Внаслідок цього всі електромобілі мають такі недоліки як велика маса, малий пробіг, слабка динаміка (за рахунок великої маси), велика вартість (первісна і у експлуатації) через високу ціну і малий строк служби батарей, а також довгий час запрвки.

У 1997 р. корпорація General Motors презентувала електромобіль EV1, розроблений не як модифікація серійного автомобіля, а «з нуля» як електромобіль – див. рис.

Він мав двомісний кузов, для зменшення маси виготовлений з алюмінієвого сплаву. Споряджена маса автомобіля дорівнювала 1300 кг, половину з яких складала маса 26 свинцево – кислотних акумуляторних батарей (АКБ) по 12 В і 53 А.год кожна.

Час зарядки батарей у промислових умовах дорівнював 3 год, у побутових умовах – 15 год.

Електродвигун – змінного струму, потужністю 100 кВт, зі швидкістю обертання ротора від 7 до 13,5 тис. об/80в..

Час розгону до 80 км/год – 6,7 с. Запас ходу при швидкості 100 км/год – 140 км, при швидкості 70 км/год – 220 км.

При гальмуванні відбувалась рекуперація енергії – кінетична енергія машини використовувалась для зарядки АКБ.

Автомобіль було обладнано гідропідсилювачем керма, кондиціонером, антиблокувальною системою гальм.

Вдалим з точки зору риночного успіху був електромобіль Toyota RAV4 EV , який зовні нічим не відрізнявся від звичайного автомобіля – див. рис.

Він мав чотиримісний сталевий кузов.

Споряджена маса автомобіля – 1500 кг, батарея – нікель-металогідридна, напругою 300 В. Час її зарядки 6-8 год.

Електродвигун – безконтактний постійного струму, потужністю 45 кВт.

Час розгону до 80 км/год – 13,3 с. Запас ходу при швидкості 100 км/год – 90 км, при швидкості 70 км/год – 130 км.

При гальмуванні відбувалась рекуперація енергії.

Автомобіль було обладнано гідропідсилювачем керма, кондиціонером, антиблокувальною системою гальм.

Вартість на японському ринку дорівнювала $50 тис; у той час як вартість бензинового аналога - $20 тис.