W ostatnich latach elektromobilność stała się nieodłączną częścią rozważań nad przyszłością transportu. Warto jednak podkreślić, że pojazdy elektryczne pracują w zupełnie inny sposób niż samochody spalinowe. Co warto wiedzieć na ten temat?
Jak zbudowany jest samochód elektryczny?
Budowa samochodów elektrycznych znacznie różni się od konstrukcji pojazdów mechanicznych, które jeszcze niedawno kompletnie dominowały na drogach. Różnice te wynikają w głównej mierze z charakterystyki napędów stosowanych w autach elektrycznych. Najważniejszym komponentem jest w tym przypadku bateria, która dostarcza niezbędną energię – najczęściej w tej roli stosuje się akumulatory litowo-jonowe. Ich szerokie wykorzystanie wynika przede wszystkim z wysokiej gęstości energii, długiej żywotności i stosunkowo niskiej masy.
Jak działa samochód elektryczny? W przypadku takich pojazdów praca silnika opiera się na konwertowaniu energii elektrycznej w mechaniczną. Napęd samochodu elektrycznego może być umieszczony z przodu lub z tyłu; częstą praktyką jest też stosowanie kilku napędów jednocześnie. Co ważne, zarówno bateria, jak i silnik generują podczas pracy duże ilości ciepła – dlatego istotne jest skuteczne chłodzenie tych komponentów. Odpowiednio dobrany układ chłodzenia zapewnia utrzymanie odpowiedniej temperatury pracy wszystkich części, co ma kluczowe znaczenie dla wydajności jazdy i trwałości pojazdu.
Kolejnym ważnym elementem jest układ sterowania, który kontroluje przepływ energii między baterią a silnikiem elektrycznym, zapewniając optymalną wydajność i osiągi pojazdu. W takich samochodach często stosuje się też hamulce odzyskujące energię. Ich zadaniem jest konwersja energii kinetycznej w elektryczną poprzez ładowanie baterii – proces ten pozwala na zwiększenie zasięgu jazdy i poprawę efektywności energetycznej.
Czy samochód elektryczny ma sprzęgło?
Istotne różnice można zauważyć również w kwestii biegów silnika. O ile skrzynia biegów z kilkoma pozycjami to standard w pojazdach spalinowych, o tyle w samochodach elektrycznych nie ma potrzeby stosowania takiego mechanizmu. Zamiast tego wykorzystuje się bardzo prostą przekładnię z jednym biegiem, bez sprzęgła – wynika to z faktu, że moment obrotowy silnika elektrycznego jest dostępny już od zerowych obrotów. Wyjątkiem są jednak niektóre elektryczne pojazdy sportowe, które mogą korzystać z bardziej rozbudowanych konfiguracji.
Jak działa napęd samochodu elektrycznego?
Napęd samochodu elektrycznego to kompleksowy system, który odpowiada za ruch pojazdu przez przekształcanie energii elektrycznej zgromadzonej w akumulatorach. Kluczowym elementem tego układu jest inwerter – jego zadanie polega na konwertowaniu prądu stałego z baterii na prąd zmienny, odpowiedni dla pracy silnika. Co więcej, element ten kontroluje prędkość i moment obrotowy pojazdu, zmieniając poziom napięcia i częstotliwości prądu dostarczanego do jednostki napędowej.
Przekształcanie energii elektrycznej na ruch mechaniczny odbywa się z wykorzystaniem zjawiska elektromagnetycznego. Typowa konstrukcja silnika obejmuje dwa podstawowe elementy, które odgrywają kluczową rolę w tym procesie:
- wirnik z uzwojeniem zasilanym prądem elektrycznym;
- stojan, w którym generowane są pola magnetyczne, co powoduje obrót wirnika, a tym samym – napędzenie pojazdu.
Napęd samochodu elektrycznego a osiągi
Silniki elektryczne charakteryzują się wysokim momentem obrotowym dostępnym już od samego początku jazdy, co przekłada się na szybką i płynną reakcję pojazdu na pedał przyspieszenia. W porównaniu z silnikami spalinowymi, które wymagają czasu na osiągnięcie pełnej mocy, silniki elektryczne oferują natychmiastową odpowiedź – wpływa to na bardziej dynamiczną jazdę. Ponadto napęd elektryczny ma bardzo szeroki zakres pracy, co oznacza, że może dostarczać wysoką moc nawet przy bardzo niskich prędkościach obrotowych. Jest to szczególnie istotne podczas jazdy miejskiej, kiedy często wymagana jest szybka reakcja na zmiany sytuacji na drodze.
Osiągi samochodu elektrycznego są w głównej mierze uzależnione od wydajności całego układu napędowego, w tym baterii, inwertera i silnika elektrycznego. Im sprawniej te komponenty współpracują ze sobą, tym lepsze osiągi można uzyskać przy zachowaniu optymalnej efektywności energetycznej.
Komponenty EPP w konstrukcji samochodu elektrycznego
Bateria, jako serce każdego samochodu elektrycznego, musi być odpowiednio zabezpieczona. Z tego względu materiały stosowane do wyrobu obudowy akumulatora samochodowego powinny spełniać szereg rygorystycznych wymogów pod względem odporności na uderzenia, izolacyjności cieplnej oraz odporności na ogień i przebicia elektryczne. Nie bez znaczenia jest też zachowanie odpowiednio niskiej wagi, by wykorzystywane komponenty nie wpływały negatywnie na wydajność silnika. Wytrzymałość, izolacyjność i niewielka waga to cechy, na które można liczyć, wybierając np. spieniony polipropylen (EPP).
EPP to materiał wykorzystywany w wielu obszarach przemysłu motoryzacyjnego – od produkcji opakowań, aż po tworzenie elementów zabezpieczających przed wstrząsami czy części wyposażenia samochodów. Ze względu na swoje właściwości, spieniony polipropylen może skutecznie zastąpić inne tworzywa sztuczne, a w niektórych przypadkach nawet części aluminiowe. Wyroby z EPP to jeden z fundamentów oferty Knauf Automotive – jesteśmy zaufanym dostawcą dla wielu firm z rynku motoryzacyjnego, które wybierają wydajne, zrównoważone i innowacyjne rozwiązania.