Jak działa samochód elektryczny?

Jak działa samochód elektryczny? Demistyfikacja technologii, która napędza przyszłość

Samochody elektryczne, które jeszcze kilkanaście lat temu były technologiczną nowinką, dziś powoli wpisują się w krajobraz motoryzacyjnego rynku. Jak każdy wariant zasilania auta, ma swoich zwolenników i przeciwników. Jedni podkreślają ekologię i ekonomiczność elektryków, inni podważają ich moc czy zasięg. A wystarczy przekonać się jak działa silnik elektryczny, aby móc wyrobić sobie opinię o elektrykach. 

Jak działa silnik elektryczny?

Główną zaletą samochodów elektrycznych jest ich pozytywny wpływ na środowisko wynikający z braku emisji spalin. Ich eliminacja możliwa jest dzięki silnikowi elektrycznemu, który do swojego działania nie wymaga spalania paliw. Jak działa silnik elektryczny? Mówiąc najprościej: przekształca energię elektryczną gromadzoną w akumulatorze na energię mechaniczną. Podstawowymi elementami silnika elektrycznego są stojan i wirnik. W uzwojeniu tego pierwszego pod wpływem dostarczonej energii dochodzi do wytworzenia pola magnetycznego. To zaś napędza wirnik, który jest odpowiedzialny też za wytworzenie pola magnetycznego, który w połączeniu z polem magnetycznym stojana wytwarzają moment elektromagnetyczny. Powstały w jego wyniku moment obrotowy wprawia w ruch wirnik, a wytworzony ruch obrotowy jest przekierowany za pośrednictwem wirnika  na skrzynię redukcyjną lub układ napędowy. 

W samochodach elektrycznych mogą być zastosowane dwa rodzaje silników: na prąd stały i prąd zmienny. Elementem odpowiedzialnym za przetwarzanie prądu stałego w zmienny jest falownik. 

Moc silnika elektrycznego

Skoro do działania silnika w samochodach elektrycznych potrzebny jest wyłącznie prąd, to od czego zależy jego moc? Na jej poziom nie ma wpływu to jak działa silnik elektryczny lecz długości jego uzwojenia, mocy przepływającej przez niego energii elektrycznej oraz siły indukcji magnetycznej. Co ważne, w przypadku samochodów elektrycznych nie możemy mówić o „wielkości silnika”, z którą mamy do czynienia w przypadku silników spalinowych. W przypadku elektryków istotna jest pojemność akumulatora i energii, jaka może być w nim zgromadzona. To ona przekłada się na zasięg, jaki może osiągnąć auto elektryczne. 

Akumulator w samochodach elektrycznych

Oczywiście praca silnika elektrycznego nie byłaby możliwa bez energii dostarczanej przez akumulator. To bateria litowo-jonowa, która gromadzi energię elektryczną konieczną do pracy pojazdu. Poziom przepływającej a akumulatora energii bezpośrednio wpływa na to jak działa silnik elektryczny. Kontrolę nad odpowiednim poziomem przepływu sprawuje sterownik, który zarządza pracą samego silnika. 

Układ zarządzania energią, w które są wyposażone samochody elektryczne, monitorują przepływ energii nie tylko między akumulatorem i silnikiem, ale też do pozostałych podzespołów samochodu. System dostarcza użytkownikowi aktualnych informacji o poziomie energii. Ułatwia też kontrolowanie trybu jazdy czy optymalizowanie wykorzystania samochodu elektrycznego.  

Istotną kwestią jest również wyposażenie samochodów elektrycznych w systemy odzyskiwania energii, które pozwalają na jej ponowne pozyskanie podczas zwalniania lub hamowania autem. 

Ekologiczny, komfortowy, bezpieczny

To jak działa silnik elektryczny znacznie różni się od tradycyjnych silników spalinowych. Bazowanie wyłącznie na energii elektrycznej eliminuje emisję spalin do środowiska. Brak łatwopalnych paliw w samochodach elektrycznych wyklucza ryzyko pożarów np. w trakcie wypadku. Poza tym, dzięki szybkiemu rozruchowi, silniki elektryczne nie powodują drgań samochodu jak w przypadku samochodów spalinowych. Wpływa to nie tylko na komfort jazdy pasażerów, ale również na cichą pracę silnika elektrycznego. 

Ze względu na budowę aut elektrycznych mamy do czynienia z mniejszym zużyciem energii na pracę oraz tarcie wewnętrzne. Szacuje się, że w tym przypadku silniki spalinowe są wydajne na poziomie 80 proc., gdzie w przypadku silników spalinowych wynosi ona jedynie 20 proc. 

Wartością dodaną zastosowania silnika elektrycznego jest również jego niewielki rozmiar, który pozwala na zainstalowanie go w podłodze samochodu. Eliminacja rozbudowanego spod maski auta, jakie znamy w przypadku samochodów spalinowych, daje o wiele większe możliwości w zakresie projektu samochodów elektrycznych. Umieszczenie silnika w dolnej części pojazdu wpływa pozytywnie nie tylko na powierzchnię użytkową samochodu, ale także na bezpieczeństwo. Podczas ewentualnego zdarzenia wyeliminowane jest ryzyko przemieszczenia się silnika w kierunku kierowcy czy pasażerów.