Elektrikli Arabalar Nasıl Çalışır? Ana Bileşenleri ve İşlevlerini Keşfedin

Çoğu otomobil üreticisi, geleneksel alıcıları yabancılaştırmamak için elektrikli araçlarının geleneksel görünmesini sağlamaya çalışıyor, ancak EV'ler yanmalı arabalara kıyasla oldukça farklı çalışıyor. Tahrikleri, sıvı yakıtla çalışan bir aracınkinden tamamen farklı sistemlere dayanır.

Bu nedenle araba tamircileri, özel eğitim almadıkları sürece genellikle bir EV üzerinde çalışmayı reddederler. EV sahipliği deneyiminizden en iyi şekilde yararlanmak istiyorsanız, bir elektrikli otomobili neyin çalıştırdığını ve ana bileşenlerinin neler olduğunu bilmek önemlidir.

İşte bir EV'nin çalışması için gereken ana bileşenler ve sistemler.

1. Pil paketi

Bir EV yapmaya giden en büyük, en ağır ve en pahalı bileşen, pil takımıdır. Rolü, önemli miktarda elektrik depolamak ve ayrıca çok değişken hava koşullarında tekrarlanan şarj-deşarj döngülerine dayanmaktır. Bazı EV'lerde, pil paketi aynı zamanda aracın şasisinin yapısal bir üyesi olarak da işlev görür.

EV pil paketleri, birbirine bağlı yüzlerce ayrı hücreden oluşur ve boyutları daha küçük araçlarda 40 kWh'nin altındayken, bazılarında 200 kWh'nin üzerinde olabilir. elektrikli kamyonetler. GMC Hummer EV, iddia edilen 329 mil menzil sağlayan, endüstrinin en büyük pillerinden birine, 205 kWh'lik bir pakete sahiptir. Ölçeğin diğer ucunda, 32 kWh'lik küçük pil paketleri onu tek bir şarjla yalnızca 114 mil götürebilen Mini Cooper SE var.

Ayrıca üreticilerin hem toplam hem de net (kullanılabilir) pil kapasitesini verdiklerini belirtmekte fayda var, bu nedenle bazen farklı pil kapasiteleri görürsünüz. aynı EV'ler için listelenen kapasiteler. Ayrıca, aynı kapasiteye sahip bataryaya sahip iki EV muhtemelen aynı menzili sunmayacaktır çünkü aynı zamanda Araçların ne kadar hafif olduğunu ve ne kadar yuvarlanma direncine sahip olduklarını hesaba katmak, bu da sonuçta ne kadar verimli kullandıklarına dönüşür. elektrik.

2. Akü İzleme Sistemi

Bir EV'nin pil takımı, pil izleme sistemi veya kısaca BMS olarak bilinen şey olmadan işe yaramaz (ve tehlikeli) olurdu. Pil takımını izleme ve sıcaklığını, voltajını ve akımını düzenleme gibi son derece önemli bir role hizmet eder. Ayrıca, pilde kalan akım miktarına göre hesapladığı menzil ve şarj durumu tahminlerini veren de BMS'dir.

BMS ayrıca pil paketinin sağlığını hem bir bütün olarak hem de her bir pil hücresini izler. Daha gelişmiş EV kullanıcıları, pilin performansını ve kullanım modellerini izleyen BMS günlüklerine de erişebilir. Bunlar daha sonra pilin nasıl çalıştığını ve nelerin optimize edilebileceğini görmek için ayrıntılı olarak analiz edilebilir.

3. Termal Yönetim Sistemi

BMS'nin üstlendiği bir diğer önemli rol de pil paketinin termal yönetim sistemini kontrol etmektir. Bu, çoğu modern EV'yi içeren, paket sıcaklıklarını kontrol edebilen tüm EV'ler için geçerlidir. Erken gibi araçlar Nissan Leaf ve BMW i3'ün yanı sıra Renault Zoe ve Volkswagen e-Golf nesillerinin tümü termal olmadan geldi yönetmek.

Bir EV'deki sıcaklıkları yönetmek, içten yanmalı arabanızın soğutma sistemiyle hemen hemen aynı şekilde çalışır. Pil paketinin etrafına bir dizi hortum ve kanal aracılığıyla pompalanan bir sıvıya dayanır. daha iyi çalışabilmeleri ve daha uzun süre dayanabilmeleri için bu hayati bileşenlerden ısıyı uzaklaştırma amacı hayat.

Bazı EV üreticileri kontrol etmenizi ve soğutma sıvısını birkaç yılda bir değiştirmek, diğerleri ise (Tesla gibi) bunun tamamen kapalı bir sistem olduğunu ve düzenli bakım gerektirmediğini söylüyor.

Isı pompaları da EV'lerde giderek daha yaygın hale geliyor. Bu önemli donanım parçaları, pil takımından ve motordan kalan ısıyı kullanarak kabini mümkün olduğunca verimli bir şekilde ısıtmaya yardımcı olur. Aynı zamanda soğutmaya da yardımcı olurlar, çünkü esasen klima üniteleri gibi davranabilmeleri için operasyonları tersine çevrilebilir.

4. Elektrik motoru

Bir EV'de gerçekten itiş gücü sağlayan donanım, elektrik motorudur. Elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştürür bu tekerlekleri çalıştırır.

Her biri kendi güçlü ve zayıf yönlerine sahip birkaç elektrik motoru türü vardır, ancak hepsi rotor ve stator adı verilen iki ana parçadan oluşur. İlki esasen bir elektrik motorunun tek hareketli parçasıdır, ikincisi ise esasen rotorun muhafazası ve ünitenin dökülmesine yardımcı olmak için sıvının içinden pompalandığı kanallar içerir sıcaklık.

Pek çok EV, DC motor olarak bilinen, doğru akımla çalışan ve fırçalı ve fırçasız konfigürasyonlarda gelen, ikincisi oldukça yaygın olan bir motorla çalıştırılır. Bu tip motor, yüksek tork çıkışı ve dayanıklılığı ile bilinir, ancak aynı zamanda boyut, ağırlık ve güvenilirlik (özellikle fırçalı motorlar söz konusu olduğunda) gibi dezavantajları da vardır.

Endüksiyon motorları da EV'lerde oldukça yaygındır ve DC motorlara göre birçok avantaj sağlar. Daha küçük, daha basit ve bakımları daha kolaydır, ancak aynı zamanda DC motorların, özellikle de kalıcı mıknatıs kullananların güç çıkışı veya verimliliği ile boy ölçüşemezler.

Bazı üst düzey EV'ler, güç yoğunluğu ve verimlilik açısından diğer endüksiyon motor türlerinden daha iyi olan Kalıcı Mıknatıslı Senkron Motorlar (PMSM) olarak bilinenleri de kullanır. En büyük dezavantajları, ek karmaşıklıkları ve daha yüksek maliyetleridir.

5. Bulaşma

Elektrikli araçların geleneksel bir şanzımana ihtiyacı yoktur. Çok düşük devirlerde sağlanan yüksek tork çıkışları, hız arttıkça aralarında geçiş yapmak için birden fazla vitese sahip olma ihtiyacını ortadan kaldırır.

Ancak elektrikli motorlar, içten yanmalı motorlu araçlarla benzer (hatta daha yüksek) dönüş hızlarına sahip olduğundan, hızlanma ve zirve arasında iyi bir denge elde etmelerine yardımcı olmak için hala bir redüksiyon dişlisine ihtiyaçları var. hız. EV'lerde farklılıklar mevcuttur ve aynı şekilde çalışırlar bir ICE aracında olduğu gibi.

Gerçekte vitesli şanzımana sahip tek modern üretim EV'ler, arka motorları için iki vitesli otomatik şanzımana sahip olan Porsche Taycan ve Audi E-Tron GT'dir. Gereksiz bir aşırı karmaşıklık olduğu için eleştirilere maruz kaldığı için bu çözümün gelecekte de korunup korunmadığı belli değil.

Diğer üreticiler, benzer çözümler uygulama planlarını açıklamadı, ancak aşağıdakiler gibi şirketler var: ABD'de elektrikle çalışmak üzere tasarlanmış iki vitesli bir şanzıman satan aks uzmanı Dana Incorporated motor.

6. Yerleşik Şarj Cihazı

Tüm EV'lerde, bir AC (alternatif akım) şarj cihazı kullanılırken performansı genellikle aracın maksimum şarj oranını belirleyen bir tür yerleşik şarj cihazı bulunur. Rolü ayrıca bunu daha sonra BMS tarafından düzenlenen DC'ye (doğru akım) dönüştürmektir.

EV'lerdeki yerleşik şarj cihazlarının gücü 3,7 kW ile 22 kW arasında değişiyor ve ayrıca içlerinden geçen akımın tek veya üç fazlı alternatif akım olup olmadığını da tespit edebiliyorlar.

7. Rejeneratif Fren Sistemi

Çoğu elektrik motoru türü aynı zamanda elektrik jeneratörü olarak da işlev görebildiğinden, tüm EV'ler rejeneratif fren sistemi olarak bilinen sisteme sahiptir. Bu, yalnızca aşağıdakiler için kullanılabilen motorlarına bağlıdır: hızı azaltın ve suyu pil takımına geri koyun aynı zamanda.

Bu, tamamen elektrikli ve bazı hibrit araçlar için fren balatası değiştirme aralığını önemli ölçüde artırır. Ayrıca, EV'lerin tek pedallı sürüş olarak bilinen şeyi sunmasına olanak tanır; bu, esasen sürücünün hem hızlanıp hem de fren yapabileceği anlamına gelir sadece gaz pedalını kullanan araç, çünkü tamamen kalktıklarında araç motor vasıtasıyla otomatik olarak yavaşlamaya başlayacaktır. rezistans.

8. İnvertörler, Dönüştürücüler ve Kontrolörler

EV'lerde ayrıca değişen sayıda invertör, dönüştürücü ve kontrolör bulunur. Bunların hepsi, mevcut akımın optimum kullanımı yoluyla gücü ve verimliliği en üst düzeye çıkarmaya yardımcı olduklarından, aktarma organlarının doğru çalışması için hayati öneme sahiptir.

İnvertörler DC'yi AC'ye dönüştürmekten sorumluyken, dönüştürücüler dönüştürme rolüne sahiptir. akü takımından aracın çalışması için ihtiyaç duyduğu daha düşük voltajlı bir akıma çekilen yüksek voltajlı DC çeşitli sistemler. Denetleyiciler, pil paketine giden ve pil paketinden gelen elektrik akışını yönetmeye yardımcı oldukları için güç dağıtımı için hayati önem taşır; aynı zamanda elektrikli araçlarda rejeneratif frenlemeyi mümkün kılan şeylerdir.

EV'ler Çok Farklı Bir Şekilde Güçlendiriliyor

Elektrikli araçlar, yanmalı arabalara kıyasla daha az hareketli parçaya sahip olabilir, ancak bu onların karmaşık mühendislik parçaları olmadığı anlamına gelmez. Aslında tam tersi, çünkü tüketicilerin talep ettiği gücü, verimliliği, menzili ve güvenilirliği sağlamak için birlikte çalışacak bir dizi sisteme ihtiyaçları var.

EV teknolojisindeki atılımlar ve ilerlemeler yaygındır ve en azından bunların nasıl çalıştığına ve tam olarak neyin iyileştirildiğine dair temel bir anlayışa sahip olmak en iyisidir. Bu bilgi, bir EV'ye sahipseniz ve ona nasıl uygun şekilde bakım yapacağınızı ve bunun bir ICE aracından nasıl farklı olduğunu bilmekle ilgileniyorsanız de önemlidir.