Elektrische auto's zorgen voor opschudding in de autowereld.
Deze geluidsvrije, vervuilingsvrije en hoog presterende voertuigen
worden verwacht hun benzinetegenhangers overbodig te maken tegen 2025.
Deze video zal de verborgen technologie achter het Tesla Model S onthullen,
die onlangs 's wereld snelst optrekkende wagen.
We zullen zien hoe elektrische auto's hogere prestaties hebben behaald
door de technologie te analyseren achter de inductiemotor,
de omvormer,
lithium-ion batterijvoedingsbron,
en vooral het gesynchroniseerde voertuigmechanisme,
op een logische stapsgewijze manier.
De krachtpatser van de Tesla-auto is een uitvinding
van de grote wetenschapper Nikola Tesla, ongeveer 100 jaar geleden:
de inductiemotor.
De inductiemotor heeft twee hoofdonderdelen:
de stator en de rotor.
Hier zie je de constructiedetails van de motor.
De rotor is een verzameling van geleidende staven kortgesloten door eindringen.
Een driefasige wisselstroom wordt doorgegeven in de stator.
De driefasige wisselstroom in de spoelen produceren een roterend magnetisch veld.
De Teslamotor produceert een vierpolig magnetisch veld.
Dit roterende magnetische induceert stroom in de rotorstaven om hen te doen draaien.
In een inductiemotor, blijft de rotor altijd achter op het draaiveld.
Een inductiemotor heeft borstels noch een permanente magneet.
Tegelijkertijd is het robuust en krachtig.
Het mooie van een inductiemotor is dat
de snelheid afhankelijk is van de frequentie van de AC-voeding.
Dus door gewoon de frequentie van de voeding te doen variëren,
zullen we de snelheid van de aandrijfwielen kunnen bepalen.
Dit maakt de snelheidsregeling van een elektrische auto eenvoudig en betrouwbaar.
De motorvoeding komt van een aandrijving met variabele frequentie,
die op zijn beurt de motorsnelheid regelt.
Het motortoerental kan variëren van 0 tot 18.000 tpm.
Dit is het aanmerkelijkste voordeel van de elektrische auto's
in vergelijking met benzineauto's.
Een verbrandingsmotor produceert bruikbaar koppel
en uitgangsvermogen enkel binnen een beperkt snelheidsbereik.
Daarom
is het geen slim idee om de motorrotatie rechtstreeks te verbinden met het aandrijfwiel.
Een versnellingsbak moet ingevoerd worden om de snelheid van het aandrijfwiel te variëren.
Daarentegen, zal een inductiemotor efficiënt werken binnen elk snelheidsbereik.
Snelheidsvariabele transmissie is dus niet nodig voor een elektrische auto.
Bovendien produceert een verbrandingsmotor geen directe draaibeweging.
De lineaire beweging van de zuiger moet omgezet worden in rotatiebeweging.
Dit veroorzaakt grote mechanische balanceringsproblemen.
De verbrandingsmotor is niet alleen niet zelfstartend zoals een inductiemotor.
Bovendien is het uitgangsvermogen van een verbrandingsmotor steeds ongelijkmatig.
Er zijn veel accessoires nodig om deze problemen op te lossen.
Aan de andere kant, zul je hebben een directe rotatiebeweging
en uniforme uitgangsvermogen met een inductiemotor.
Veel componenten in de IC-motor kan hier worden vermeden.
Als gevolg van deze factoren,
een geweldige respons en hogere vermogen / gewichtsverhouding
komt van nature voor een inductiemotor resulterend in superieure voertuigprestaties.
Maar waar komt het vandaan de motor ontvangt stroom?
Het komt van een batterijpak.
De batterij produceert gelijkstroom.
Dus voordat het aanbod bij een motor komt het moet worden geconverteerd naar AC.
Hiervoor wordt een omvormer gebruikt.
Dit krachtige elektronische apparaat ook regelt de wisselstroomfrequentie,
dus het regelen van de motorsnelheid.
Bovendien kan de omvormer zelfs varieer de amplitude van de wisselstroom
die op hun beurt de controle hebben het motorvermogen.
De omvormer werkt dus als het brein van de elektrische auto.
Laten we nu onze focus verleggen naar het batterijpakket.
Je zult versteld staan om te vinden
dat ze slechts een verzameling zijn van gewone lithium-ioncellen
vergelijkbaar met die gebruikt in uw dagelijks leven.
De cellen zijn verbonden in een combinatie van serie en parallel
om het benodigde vermogen te produceren om je elektrische auto te besturen.
Glycol koelvloeistof is gepasseerd door metalen binnenbanden
door de opening tussen de cellen.
Dit is een van de belangrijkste vernieuwingen van Tesla.
Door veel kleine cellen te gebruiken in plaats van een paar grote cellen
effectieve koeling is gegarandeerd.
Dit minimaliseert thermische hotspots en gelijkmatige temperatuurverdeling wordt bereikt
leidend tot een hogere levensduur van de batterij.
De cellen zijn gerangschikt als afneembare modules.
Er zitten 16 van dergelijke modules in de batterij pakket dat ongeveer 7.000 cellen vormt.
De verwarmde glycol wordt afgekoeld door een radiator te passeren,
die is gemonteerd op de voorkant van het voertuig.
Bovendien kun je zien hoe zo'n laag batterijpakket,
wanneer geplaatst dichtbij het grondniveau, zal het zwaartepunt van het voertuig verlagen.
De laagste zwaartekracht verbetert de stabiliteit van de auto aanzienlijk.
Het grote batterijpakket is ook verspreid over de vloer
biedt structurele stijfheid tegen zijbotsingen.
Laten we nu teruggaan naar de aandrijflijn van Tesla.
Het vermogen geproduceerd door de motor is overgebracht naar de aangedreven wielen via een versnellingsbak.
Zoals eerder besproken, Tesla Model S maakt gebruik van een eenvoudige transmissie met één snelheid
omdat de motor efficiënt is een breed scala aan bedrijfsomstandigheden.
Je kunt die outputsnelheid zien vanaf de motor wordt in twee stappen gereduceerd.
Zelfs de achteruitversnelling bereiken is vrij eenvoudig in een elektrische auto.
Verander gewoon de volgorde van de vermogensfase hiervoor.
Het enige doel van elektrisch auto transmissie
is snelheidsreductie en geassocieerde koppelvermenigvuldiging.
Het tweede onderdeel in de versnellingsbak is een differentieel.
De aandrijving met verminderde snelheid wordt hieraan doorgegeven.
Je kunt zien dat dit zo is een eenvoudig open differentieel.
Open differentiëlen, heb een probleem met tractiecontrole.
Maar waarom is zo'n gevorderd auto gebruikt een open differentieel
in plaats van een sperdifferentieel?
Het antwoord is dat het open differentieel is robuuster en kan meer koppel dragen.
Het probleem met tractieregeling dat komt voor in een open differentieel
kan effectief worden overwonnen met behulp van twee methoden:
selectieve remmen
en het doorsnijden van de voeding.
In een verbrandingsmotor,
deze voeding wordt gesneden door te snijden de brandstof reageert niet zo goed.
In een inductiemotor echter de stroomvoorziening is vrij snel reagerend
en een effectief middel voor tractiecontrole verkrijgen.
In de Tesla,
dit kan allemaal worden bereikt met behulp van een state-of-the-art algoritme
met hulp van sensoren en controllers.
Kortom, Tesla Motors is vervangen een complex mechanisch hardwaresysteem
met slim reagerende software.
Kende je een elektrische auto kan efficiënt worden gereden
met behulp van slechts één pedaal?
Dit komt door zijn krachtige regeneratief remsysteem.
Dat betekent het grote redden kinetische energie van de auto
in de vorm van elektriciteit zonder het te verspillen als warmte.
In een elektrische auto, zodra je laat het gaspedaal los,
het regeneratief remmen komt in actie.
Het interessante is dat, tijdens het regeneratief remmen
dezelfde inductiemotor fungeert als een generator.
Hier drijven de wielen de rotor aan van de inductiemotor.
We weten het in een inductiemotor de rotorsnelheid is minder dan de RMF-snelheid.
Om de motor in een generator om te zetten,
je moet er gewoon voor zorgen dat de rotor snelheid is groter dan de RMF-snelheid.
De omvormer speelt hier een cruciale rol bij het aanpassen van de ingangsvermogenfrequentie
en het houden van de RMF-snelheid onder de rotorsnelheid.
Dit zal elektriciteit opwekken in de stator spoelen,
dat is veel hoger dan de geleverde elektriciteit.
De opgewekte elektriciteit kan dan worden opgeslagen
in het batterijpakket na de conversie.
Een tegenovergestelde elektromagnetische kracht werkt op de rotor tijdens dit proces,
dus de aangedreven wielen en de auto zal langzamer rijden.
Op deze manier kan de voertuigsnelheid nauwkeurig worden gecontroleerd
tijdens het rijden met behulp van een enkel pedaal.
Het rempedaal kan worden toegepast voor een complete stop.
Zoals je misschien al weet,
elektrische auto's zijn veel veiliger dan met interne verbrandingsauto's.
De kosten van onderhoud en besturen van een elektrische auto
is veel lager dan dat van een IC-motorwagen.
Met de nadelen van de elektrische auto ontdoken
door de komst van verbeterde technologie,
elektrische auto's beloven de auto's van de toekomst zijn.
We danken meneer Jehu Garcia,
een expert in elektrische auto's en YouTuber voor zijn technische ondersteuning voor deze video.
Uw steun op patreon.com wordt zeer op prijs gesteld.
Het stelt ons in staat om extra te maken gratis educatieve video's voor jou.
Dank je.