Hoe werkt een elektrische auto? | Tesla Model S

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.