Základy elektrických vozidel:Výhody, nevýhody a klasifikace

Elektrická vozidla jsou ta vozidla, která používají k pohonu jeden nebo více elektromotorů. Výrobci vozidel se v dnešní době zaměřují na elektromobilitu.

Buď zahájili výrobu elektrických vozidel, nebo oznámili své plány na elektrická vozidla.

  • Seznam nejlepších výrobců elektromobilů na světě

Proč elektrická vozidla?

Ekologické problémy a očekávané omezení konvenčních paliv v blízké budoucnosti přitahují výrobce k elektromobilům.

Typické osobní vozidlo emituje přibližně 4,6 metrických tun oxidu uhličitého ročně. A jeden litr benzínu vypustí 2,3 kg oxidu uhličitého při hoření.

Atmosférická teplota se zvyšuje v důsledku emisí skleníkových plynů. Dopady konvenčních vozidel na životní prostředí a vyčerpání fosilních paliv činí vozidla na alternativní paliva a elektrická vozidla populární.

Viděli jste někdy elektrické vozidlo?

První elektrické vozidlo, které jsem viděl, bylo autíčko na dálkové ovládání. 🙂 Elektromobily mohou být v dnešní době autíčka, vlaky, trolejbusy, auta, skútry, nákladní auta, autobusy a dokonce i letadla!

Americká vesmírná agentura NASA testuje elektrický letoun Maxwell X-57 a plánuje stanovit standard pro plně elektrická letadla. Zde je odkaz na článek a zde je odkaz na video .

Mezinárodní vesmírná stanice využívá sluneční energii.

První letadlo na solární pohon „Solar Impulse 1“ měl svůj první let v roce 2009 a „Solar Impulse 2“ cestoval po celém světě v roce 2015.

Elektromobily mají své výhody a nevýhody ve srovnání s konvenčními vozidly se spalovacím motorem.

Lidé půjdou po elektrickém a hybridním elektrickém vozidle, pokud jsou mnohem lepší než vozidla se spalovacím motorem. Porovnání konvenčních a elektrických vozidel je nezbytné, abychom zjistili, které z nich je nejlepší.

Výhody elektrického vozidla

Proč by lidé měli používat elektromobily? Proč by člověk volil elektrické nebo hybridní elektrické vozidlo, když konvenční vozidla s vnitřním spalováním (IC) jsou populární a dostupná?

Níže je uvedeno několik výhod elektromobilů, které by vás mohly přesvědčit, proč je nutné sáhnout po elektromobilu. 🙂

#1 Elektrická vozidla mají nulové emise z výfuku

Elektromotory nevypouštějí žádné plyny jako spalovací motor. Baterie elektrická vozidla jsou tedy vozidla s nulovými emisemi. Hybridní elektrická vozidla (HEV) jsou vozidla s nízkými emisemi ve srovnání s vozidly se spalovacím motorem..

Přečtěte si další informace o různých typech elektrických vozidel.

Pokud vezmeme v úvahu znečištění ovzduší, elektrická vozidla jsou ekologická . Jsou elektromobily opravdu dobré pro životní prostředí?

Znečištění životního prostředí nutí výrobce vozidel přemýšlet o elektrických vozidlech spíše než o vozidlech se spalovacím motorem. Vlády také začaly přijímat opatření ke snížení uhlíkové stopy.

Nejlidnatější města světa trpí znečištěním ovzduší . V důsledku toho byla v několika městech zakázána vozidla s naftovým motorem. Bezemisní elektrická vozidla jsou zde velmi důležitá.

#2 EV nezpůsobují žádné znečištění hlukem

Hluk z elektrických vozidel je menší než u konvenčních vozidel. Hlučný IC motory jsou nahrazeny tichými elektromotory v elektrických vozidlech.

Elektromotory jsou tak tiché ve srovnání se spalovacím motorem. Bateriové elektrické vozidlo, které má pouze elektromotor, není rozpoznáno ani hlukem, když se pohybuje.

#3 Elektromobily jsou bezúdržbové/méně údržby

Hnací ústrojí elektrického vozidla není tak složitý jako u vozidla se spalovacím motorem. Náklady na údržbu elektromotorů jsou nižší ve srovnání s náklady na IC motory.

Odhaduje se, že elektromobil má méně než 25 (Chevrolet Bolt) pohyblivých dílů, zatímco vozidlo se spalovacím motorem jich má více než 10 000.

Jiné součásti, jako je olej, chladicí systém motoru, výfukový systém atd., v elektrickém vozidle chybí.

Můžete číst

  • Očekávaná životnost elektrického vozidla:Jak dlouho vydrží elektromobil?

#4 Nízké provozní náklady

Náklady na provoz elektrického vozidla na 1 km jsou mnohem nižší než náklady na vozidlo se spalovacím motorem. Náklady na palivo vykazují v nadcházejících letech exponenciální růst a nejnovější technologie snižují náklady na výrobu elektrické energie.

Provozní náklady elektrického vozidla se tedy v budoucnu dále sníží. Jsou elektrická auta skutečně hospodárná?

Výzvy, kterým čelí elektromobil

Přestože elektrická vozidla mají mnoho výhod, existuje řada výzev, kterým čelí. Chcete-li dosáhnout širokého přijetí elektrických vozidel, je třeba se postarat o následující body.

  • Důvody, proč byste si neměli kupovat elektromobil!

Popularita elektrických vozidel by závisela na tom, jak se výrobci dostanou přes následující nevýhody.

#1 Nedostatek veřejných dobíjecích stanic pro elektromobily

Více nabíjecích stanic by měly být instalovány v celé oblasti, kde se očekává použití vozidel. Tento proces vyžaduje čas.

S nárůstem elektromobilů roste i počet nabíjecích stanic.

#2 Delší doba nabíjení

Doplnění paliva v běžném vozidle je otázkou sekund. Ale dobíjení baterie elektromobilu zabere více času. Takže dlouhé cesty v elektrických vozidlech jsou nepohodlné.

Opravdu záleží na době nabíjení u elektromobilu?
Techniky rychlého nabíjení zkracují dobu potřebnou k nabíjení baterie elektromobilu.

Řidič nemůže nepřetržitě řídit vozidlo po dlouhou dobu. Takže nabíjení lze provádět během přestávek na dlouhé cestě a to trvá méně než půl hodiny.

#2 EV s krátkým dosahem

Vzdálenost ujetá elektrickým vozidlem s plně nabitou baterií je mnohem menší než u konvenčního vozidla s plnou nádrží paliva.

Průměrná vzdálenost, kterou lze ujet plně nabitým elektromobilem, se pohybuje kolem 100 km. Jen několik elektromobilů poskytuje dojezd srovnatelný s vozidly se spalovacím motorem.

U dálkové dopravy by to byl problém, ale pro každodenní použití bude dosah dostačující.

#3 Výměna baterie

Kratší životnost baterie a náklady na výměnu jsou hlavními omezeními, která oddělují lidi od elektrického vozidla. Životnost baterie elektromobilu se pohybuje od 5 do 10 let.

Je dobré vědět, že v oblasti EV baterie probíhají výzkumy, které pomáhají snižovat cenu a poskytují prodlouženou životnost.

  • Očekávaná životnost baterie elektrického vozidla:Jak dlouho vydrží baterie elektromobilu?

Technologie baterií jsou vyvíjeny den za dnem, aby se zlepšila kapacita úložiště, životnost atd. Cena baterie vykazuje za poslední 2 roky snížení.

Dalo by se očekávat, že stejný trend snižování nákladů na baterie bude pokračovat i v budoucnu. Zde jsou stručně popsány baterie používané v elektrických vozidlech. [Baterie elektrických vozidel ]

Klasifikace elektrických vozidel

Elektromobily jsou klasifikovány na základě různých faktorů. Pojďme se podívat na klasifikaci založenou na zdrojích napájení a konfiguraci.

Elektrická vozidla jsou široce klasifikována do

  • Elektrické vozidlo na baterie (BEV)
  • Hybridní elektrické vozidlo (HEV)
  • Plug-in Hybrid Electric Vehicle (PHEV)

#1 bateriové elektrické vozidlo

Bateriové elektrické vozidlo je obecně označováno pojmem elektrické vozidlo který funguje výhradně na elektrickou energii uloženou v baterii. Vozidlo pohání elektromotor napájený z akumulované elektřiny.

BEV jsou vybaveny zásuvkou pro nabíjení baterie. Tato vozidla lze nabíjet také z nabíjecích stanic pro elektromobily.

Rekuperační brzdění může být také použito pro akumulaci energie z brzdění.

Přečtěte si níže článek o Regenerativním brzdění

  • Regenerativní brzdění:teorie, výhody a výzvy

Krátký dojezd bateriových elektrických vozidel lze překonat používáním hybridních elektrických vozidel a plug-in hybridních elektrických vozidel.

#2 Hybridní elektrické vozidlo

Hybridní elektrické vozidlo využívá jeden nebo více zdrojů energie spolu s elektřinou pro pohon. Běžnou kombinací je motor s vnitřním spalováním (IC) s elektromotorem .

Dojezd vozidla (vzdálenost ujetá na jednotku paliva ) se s touto kombinací výrazně zlepšuje. Elektromotor pohání vozidlo v oblasti s vysokou účinností provozu spalovacího motoru a zlepšuje spotřebu paliva vozidla.

Řídící jednotka vozidla rozhoduje o strategii rozdělení výkonu mezi elektromotor a IC motor v HEV. Na základě procenta hybridizace se HEV dělí na mikro , mírné a silné hybridy .

Hybridní elektrická vozidla nemají možnost plug-in. Nelze je připojit k externí elektrické zásuvce pro nabíjení .

Baterie HEV se dobíjí pomocí regenerativního brzdění a energii generovanou elektrickým strojem připojeným ke spalovacímu motoru

#3 Plug-in hybridní elektrické vozidlo

Plug-in Hybrid Electric Vehicles (PHEV) jsou víceméně hybridní elektrická vozidla, která mají možnost plug-in. Jejich baterie lze nabíjet z externí elektrické zásuvky spolu s rekuperačním brzděním z vozidla.

PHEV mají vysokokapacitní baterii ve srovnání s HEV, které lze nabíjet z externí zásuvky.

Není tedy vždy nutné spoléhat na palivo a rekuperační brzdění, aby bylo nabito.

Klasifikace hybridních elektrických vozidel

Hybridní elektrická vozidla jsou klasifikována jako paralelní , Řada, a Série/paralelní hybridní elektrická vozidla založená na konfiguraci hnacího ústrojí.

Sériové/paralelní pohony umožňují motoru a elektromotoru poskytovat energii nezávisle nebo ve vzájemném spojení.

#1 paralelní hybridní elektrické vozidlo

Elektromotor a motor s vnitřním spalováním může nabídnout mechanickou sílu současně na kola paralelních hybridních elektrických vozidel. Mohou také řídit kolo nezávisle.

Spalovací motor a elektromotor spolupracují na výrobě potřebné energie pro vozidlo.

Motor je připojen přímo ke kolům hybridního elektromobilu a pomáhá snižovat ztráty v důsledku přeměny mechanického výkonu na elektřinu a naopak jako u sériového hybridního elektromobilu.

Protože motor nemusí nést plnou zátěž vozidla, může být výkon motoru a baterie nižší ve srovnání se sériovým hybridním elektrickým vozidlem. Konfigurace paralelního hnacího ústrojí je tedy u hybridních elektrických vozidel oblíbená.

#2 Series Hybridní elektrické vozidlo

Sériové pohony jsou z hlediska vývoje a ovládání nejjednodušší hybridní konfigurací. Hybridy, které využívají sériový pohon, získávají mechanickou energii pouze z elektromotoru, který je poháněn buď baterií, nebo generátorem poháněným benzínovým motorem.

Pohon vozidla zajišťuje pouze elektromotor. Motor by tedy měl být schopen dodat nápravám dostatek energie.

Proto by hodnocení motoru v sériovém hybridním elektrickém vozidle bylo vyšší ve srovnání s paralelním hybridním elektrickým vozidlem.

Elektromotor je poháněn buď generátorem připojeným k benzínovému motoru nebo baterií.

Baterie se dobíjí regenerativním brzděním. Kombinace IC motor-generátor také vyrábí elektřinu a dobíjí baterii.

#3 sériové/paralelní hybridní elektrické vozidlo

Sériová/paralelní hnací ústrojí spojují výhody a komplikace jak paralelních, tak sériových hnacích ústrojí. IC motor pracuje téměř v oblasti s nejlepší účinností častěji.

Často by bylo možné dosáhnout pouze vnitřního spalování a pouze elektrického provozu vozidla.

Při nižších rychlostech funguje spíše jako sériové vozidlo, zatímco při vysokých rychlostech, kde je sériové hnací ústrojí méně účinné, přebírá řízení spalovací motor a energetické ztráty jsou minimalizovány.