Электромобили
Зарядные устройства и КПП
Зарядные устройства
Батареи электромобилей могут быть заряжены медленно за 8...10 часов ночью, когда городские электрические сети мапо загружены, или быстро па специальных зарядных станциях (СЗС) за 15...30 минут током в несколько сотен ампер. Сегодня освоены три технологии заряда аккумуляторных батарей электромобилей:
1.Технология 1-го уровня (стандартаый заряд). Аккумулятор заряжается от стандартной бытовой сети (110В для США) током 6... 12 А в течение 15...20 часов. Соединительная розетка должна быть надежно подключена и заземлена.
2.Технология 2-го уровня (быстрый заряд). Аккумулятор заряжается от однофазной бытовой сети током около 30 А за 3...I0 часов. Розетки устанавливаются в частных гаражах или на общественных автостоянках. К аналогичной сети подключаются мощные бытовые приборы тина эдектросушитедей или электроплит.
3.Технология 3-го уровня (ускоренный или форсированный заряд). Аккумулятор заряжается от трехфазной сети током 400 А за 15...20 минут. Стандартные зарядные устройства потребляют мощность 160...200 кВт и должны размещаться на специальных зарядных станциях.
Коробки переключения передач для электромобилей
На электромобилях используются коробки переключения передач (КПП), примерно такие же, как на автомобилях с ДВС. Эффективность привода электромобилей зависит от оборотов. Двигатель переменного тока обычно имеет КПД не менее 80% в диапазоне 2000..12000 об/мин, двигатель постоянного тока с последовательным возбуждением — 70% в диапазоне 2000...5000 об/мин. Бесколлекторный двигатель постоянного тока имеет КПД больше 85% в диапазоне 3000...8000 об/мин.
Большинство конструкций электродвигателей имеют постоянный момент на валу в диапазоне от 0 до 4000...5000 об/мин, при более высоких оборотах момент падает. Это значит, что при скоростях 65...I05 км/час электромобиль плохо ускоряется, при движении по шоссе это опасно.
Приведенные примеры показывают, что для эффективной работы электродвигатель должен иметь обороты более 2000...3000 в минуту, с другой стороны, колесо автомобиля на скорости 105 км/час делает только 500 оборотов в минуту. Вот почему, несмотря на электронное управление приводом, большинство электромобилей имеют механические коробки переключения передач с диапазоном передаточных отношений 4:1 ...8:1.
В электромобилях с КПП используется обычная автомобильная технология, когда ведущие колеса соединяются с валом двигателя через дифференциал и ручную или автоматическую коробку передач. На многих электромобилях, переделанных из обычных автомобилей, вместо ДВС устанавливается электродвигатель, коробка передач не меняется. Тем не менее многоскоростные коробки передач устанавливаются и на конструктивных (не переделанных) электромобилях. Например, электромобиль Fiat Panda Electric с двигателем 9,2 кВт имеет ручную коробку передач с четырьмя передними и одной задней скоростями.
Многоскоростные КПП устанавливаются совместно с электродвигателями постоянною тока с последовательным возбуждением, имеющими удовлетворительный КПД в относительно узком диапазоне оборотов. Коробка переключения передач в этом случае позволяет лучше согласовать характеристики электродвигателя с дорожными условиями.
Односкоростные КПП применяются совместно с электродвигателями, эффективно работающими в широком диапазоне оборотов (например, двигатели переменного тока). В этом случае для согласования характеристик двигателя с дорожными условиями достаточно одной понижающей передачи. На автомобилях, изначально спроектированных как электромобили, применяются именно такие передачи. Например, на модели Ford Ranger EV трехфазный электродвигатель встроен непосредственно в передний ведущий мост. На рис. 10.7 показан бесколлекторный двигатель постоянного тока с максимальным числом оборотов 7500 об/мин, встроенный в ведущий мост, с передаточным отношением 7,5:1.
Рис. 10.7. Ведущий мост со встроенным электродвигателем.
1 — постоянный магнит, 2 — статор, 3 — магнитная цепь, 4 — электрические провода, 5 — коронная шестерня. 6 — планетарная передача. 7 — планетарный дифференциал. 8 — выход дифференциала на левое колесо, 9 — выход на правое колесо,
10 — вход дифференциала, 11 — полый вал