Ste že naš član?
Prijava registracija
Pokličite nas
05 364 66 17
Košarica
Košarica je prazna
Polcar Official Distributer

Kako deluje električni pogon v avtomobilih?

08.06.2014

Čeprav pogosto mislimo, da so električna vozila moderen izum, so prva električna vozila po naših cestah že konec 19 stoletja. Prevelikega zanimanja takrat niso povzročila, zato je šel razvoj naprej v drugo smer – v motorje z notranjim izgorevanjem. Danes pa spet bolj cenimo prednosti vozil na električni pogon, saj:

Kako deluje električni pogon v avtomobilih?
  • električna vozila manj onesnažujejo okolje,
  • so skoraj povsem neslišna in ne ustvarjajo hrupa,
  • imajo konstanten navor. 
Za razliko od vozil z motorji z notranjim izgorevanjem, imajo električna vozila električni motor, na zunaj po navadi ne morete ločiti električnih vozil od ostalih, razen po tem, da so skoraj neslišna. Danes lahko srečate na cesti že praktično skoraj vse modele vozil z električnim pogonom, saj se da običajna vozila na gorivo spremeniti v vozila na električni pogon: 
  • motor na gorivo zamenja električni motor,
  • električni motor dobiva svojo moč iz regulatorja moči,
  • regulator moči napajajo polnilne baterije oz. akumulatorji. 
Če je pod pokrovom motorja običajnega vozila videti cel kup cevk in cevi, je pod pokrovom motorja električnega vozila moč videti veliko žic, ki povezujejo motor z ostalimi deli. 
 

Notranjost električnega avtomobila

Srce električnega avtomobila je sestavljeno iz treh glavnih komponent: 
  • električnega motorja,
  • regulatorja moči in
  • baterij.
Regulator moči energijo iz baterij usmerja v motor, stopalka za plin pa je povezana s potenciometri, ki sporočajo regulatorju moči koliko moči je potrebne za vožnjo. Regulator moči tako regulira moč za vožnjo in omogoča različno hitrost, odvisno od pozicije stopalke za plin. 
Glavno nalogo za omogočanje gladke vožnje ima regulator moči – ta spreminja enosmeren električni tok iz baterij v dvosmernega trifaznega, ki poganja motor. To počne s pomočjo velikih tranzistorjev, ki hitro vklapljajo in izklapljajo baterijsko napetost in tako ustvarjajo sinusno valovanje. 
 
Da bi bolje razumeli delovanje regulatorja moči, si oglejmo primer: 
Najbolj enostaven regulator moči bi bilo veliko ON-OFF stikalo, povezano s stopalko za plin. Ko bi pritisnili na stopalko, bi se stikalo vklopilo, ko bi stopalko popustili, bi se izklopilo. Da bi ohranjali določeno hitrost, bi morali enakomerno pritiskati in popuščati stopalko za plin. Tak način ohranjanja določene hitrosti bi sicer deloval, a bi zelo neprijetno vplival na vožnjo, zato regulator moči to počne namesto voznika. Prebere namreč pozicijo stopalke za plin s pomočjo potenciometrov in prilagaja moč motorja ter tako ohranja želeno hitrost vozila. Ker se to pulziranje v motorju dogaja več kot 15.000x na sekundo, je to človeškim ušesom neslišno delovanje. 
 

Motorji električni vozil in baterije

Električna vozila lahko uporabljajo enosmerni ali izmenični električni tok, zato poznamo 2 vrsti motorjev: 

  • Motor z enosmernim električnim tokom deluje v rangu od 96 do 192 voltih. Večina tovrstnih motorjev je prišla iz industrije električnih viličarjev. 
  • Motor z izmeničnim električnim tokom je trifazni in deluje pri 240 V (potrebuje 300 V baterije). 
Motorji z enosmernim tokom so enostavnejši in cenejši, medtem ko so motorji z izmeničnim električnim tokom zmogljivejši, saj omogočajo več pospeškov. Edina težava je segrevanje motorjev pri obremenitvah, zato je popolna obremenitev motorja lahko le kratkotrajna, sicer se motor pregreje in pokvari. 
 
Pri instalacijah z izmeničnim električnim tokom imajo motorji in regulatorji moči tudi REGEN funkcijo, kar pomeni, da se med zaviranjem motor prelevi v generator in z vračanjem moči polni baterije.  
 
Akumulatorji so še vedno najšibkejši člen električnih vozil. Obstaja vsaj 6 različnih težav pri svinčenih baterijah: 
  • So zelo težke (običajen komplet baterij tehta tudi 500 kg in več),
  • Zasedejo veliko prostora, 
  • Imajo omejeno kapaciteto zmogljivosti (običajen komplet zmore od 12-15 kWh, kar pomeni le okoli 80 km dosega), 
  • Se zelo počasi polnijo (vsaj 10 ur za običajen komplet svinčenih baterij) 
  • Imajo kratko življenjsko dobo (3-4 leta, 200 polnilnih ciklov),
  • So drage (okoli 1000 EUR za komplet).

Če svinčene baterije zamenjamo NiMH ali litijevimi baterijami, se doseg vozila podvoji, življenjska doba podaljša na 10 let, a se hkrati zviša tudi cena, ki je lahko tudi 15x višja od svinčenih baterij. Ko bodo tovrstne baterije postale bolj prodajno zanimive, bodo padle tudi cene in bodo baterije bolj konkurenčne svinčenim.

Nič čudnega ni, da so zaradi težav z baterijami pri električnih vozilih, postale zanimive tudi gorivne celice. V primerjavi z baterijami so lažje, manjše in se neprestano polnijo, zato bodo zagotovo zelo pomembne pri nadaljnjem razvoju električnih vozil.