Miksi sähköautoissa ei ole generaattoreita?
Pitoisuus
Tässä artikkelissa selitän sinulle tarkat syyt, miksi sähköajoneuvot eivät tarvitse generaattoreita.
Monet ihmiset ihmettelevät, toimiiko laturin lisääminen sähköautoon. Kysymys on oikeudenmukainen, koska vaihtovirtageneraattorit auttavat ylläpitämään auton akkua ja lataamaan sen lisävarusteita. Jos kuitenkin tarkastelemme mekanismia tarkasti, huomaamme, että tämä ei ole mahdollista.
Sähköautot eivät voi käyttää generaattoreita, koska niissä ei ole moottoreita. Lisäksi generaattori varastoi käytettävissä olevan energian auton mekanismiin eikä tuota sitä. Täten, sähköauto, ei pysy mukana energiahäviöissä, jolloin auto hidastuu ja lopulta sammuu.
Selitän alla.
Mikä on generaattori
Ennen kuin aloitan selittämään syitä, miksi emme voi asentaa generaattoria sähköautoon, minun on selitettävä, mikä generaattori on.
Laturi on laite, joka muuntaa vaihtovirran (AC) tasavirraksi (DC). Tämä johtuu siitä, että laturi voi muuntaa mekaanisen energian sähköenergiaksi.
Se koostuu pääasiassa seuraavista osista:
- Pyörän hihnapyörä; se antaa generaattorille moottorin vääntömomentin
- akseli; kytkettynä hihnapyörään, se pyörittää magneetteja
- Pyörivät magneetit; luoda magneettikenttä pyörittämällä. Spin synnyttää jatkuvasti suuntaa muuttavan virran (AC).
- Diodit; ne pysäyttävät virran muutoksen ja pakottavat sen seuraamaan yhteen suuntaan
- säädin; ohjaa virtaa, joka kulkee auton piirin läpi
Kuinka generaattori toimii
Jotta generaattori toimisi autossa, moottorin on oltava käynnissä.
1. Energian saaminen
Moottori saa virtansa akusta käynnistyäkseen. Sitten se kuluttaa polttoainetta ja antaa generaattorille mekaanista tehoa.
Generaattori ja moottori on yhdistetty hihnalla, joka on kiinnitetty hihnapyörään. Hihnapyörä pyörii akselin mukana, mikä kääntää pyöriviä magneetteja.
2. Sähköntuotanto
Magneettien pyöriminen luo magneettikentän, joka tuottaa sähköä. Pyöriminen aiheuttaa myös virran nopean ja johdonmukaisen suunnan vaihtamisen vaihtaen virtaa.
Laitteen diodit vastaanottavat vaihtovirtaa. Mekanismillaan ne pakottavat virran ottamaan yhteen suuntaan ja pidättäytymään muuttamasta sitä.
3. AC - DC
Sitten tulee säädin. Se ohjaa sähkön virtaa, joten se vastaa akun jännitettä.
Tasavirta virtaa akkuun lataamaan sitä ja sitten muuhun piiriin, jotta ajoneuvon järjestelmä pysyy päällä myös ilman akkua.
Miksi tarvitsemme generaattorin perinteiseen autoon
Generaattorin päätehtävä on akun purkaminen.
Autojen akut käyttävät kemiallista energiaa, joka vapautuu jatkuvista kemiallisista reaktioista niiden komponenttien välillä. Kun akku toimii, kemialliset reaktiot eivät lopu.
Akun ulkopuolella oleva mekanismi antaa sen levätä generaattorin ollessa käynnissä. Reaktiot pysäytetään, jolloin alkuaineet palaavat alkuperäiseen tilaan mahdollisimman tehokkaasti.
Tämä auttaa akun kunnossapidossa, koska sen kennot eivät kulu.
Miten sähköauto toimii
Sähköautoja on kolmenlaisia.
Niiden keskeiset mekanismit ovat samat, vaikka ne eroavatkin muutamista yksityiskohdista.
- Täyssähköautot
- Hybridi autot
- Ladattavat hybridiajoneuvot
Erot ovat latauksessa ja energian varastoinnissa.
- Täyssähköautot tarvitsevat jatkuvaa latausta pistorasiasta.
- Hybridiautoissa käytetään moottoria ja sähköakkua, joka latautuu jarrutettaessa.
- Plug-in-hybridiautot jakavat valikoimansa kaasun ja sähkön kulutuksen suhteen. Niiden sähköakku voidaan kuitenkin ladata pistokkeen kautta.
Sähköautot koostuvat:
- Vetoakkupaketti
- Lisäakku
- Sähkömoottori
- invertteri
- DC/DC-muunnin
Akkupaketti, joka tunnetaan myös vetoakuna, koostuu litiumionikennoista, jotka on kytketty toisiinsa. Se vastaanottaa tasavirtaa latauksen aikana ja säästää energiaa.
Osa tästä energiasta siirretään apuakkuun, joka saa virtaa auton lisävarusteista. Tässä muunninmekanismista on hyötyä. Lisävarusteet vaativat vähemmän jännitettä kuin lisäakku lähettää, joten muuntaja vähentää sähkötehoa.
Toinen osa akkuun varastoidusta energiasta menee sähkömoottoriin, joka käyttää auton pyöriä.
Moottori toimii vaihtovirralla, jonka invertteri muuntaa tasavirrasta.
Miksi sähköautoissa ei ole generaattoreita?
Kuten jo mainittiin, generaattorit tarvitsevat mekaanista energiaa muuntaakseen sähköenergiaksi.
Tämä energia tulee yksinomaan polttomoottorista, mikä ei koske sähköajoneuvoja. Niissä on kuitenkin muita mekanismeja, jotka korvaavat generaattorin.
Mutta vaikka korvaamme nämä mekanismit, generaattori ei silti pysty toimimaan sähköautossa.
1. Fysiikan lait
Ensinnäkin meidän on huomattava, että energiaa ei voida luoda, se voidaan vain muuttaa.
On ollut ajatuksia, jotka kuvaavat vaihtovirtageneraattorien käyttöä sähköajoneuvoissa seuraavalla mekanismilla: Akkua voitaisiin käyttää moottorin kääntämiseen, joka voisi kääntää vaihtovirtageneraattorin tuottamaan tehoa.
Tämä teoria voidaan toteuttaa, mutta tietyt fysiikan lait määräävät toisin.
Laturi käyttää palamisenergian mekaanista energiaa. Hihnapyörän ja magneettien avulla se muuntaa sen sähköksi. Tuotettu sähkö on jaettu kahteen osaan. Toinen osa syötetään muihin auton lisälaitteisiin (eli stereojärjestelmään) ja toinen osa sähkömoottoriin.
Sähkömoottori saa vähemmän tehoa ja käy hitaammin. Näin ollen vaihtovirtalaturiin takaisin menevä teho on pienempi joka kerta.
Kuten edellä mainittiin, laturi muuntaa vain vaihtovirran tasavirraksi. Vaihtovirtageneraattorin työprosessi osoittaa, että sen vaihteet vaihtavat energiaa lisäämättä tai vähentämättä sen määrää. Hän ei voi vastaanottaa tiettyä määrää sähköenergiaa ja kertoa sitä.
Siksi ehdotetun mekanismin ongelmana on, että laturi ei pysty tuottamaan sähköä itse.
2. Erityyppiset paristot
Toinen syy, miksi sähköautoissa ei ole generaattoreita, on se, etteivät ne tarvitse niitä.
Niiden käyttämät akut eroavat tavallisista auton akuista. Sähköajoneuvojen akut koostuvat useista kennoista, jotka sijaitsevat päällekkäin. Ne eivät tarvitse generaattoria, jotta ne eivät käy kuivaksi.
Auton akku koostuu elektrolyyttiliuoksesta, lyijystä ja haposta. Laturi on välttämätön, jotta akku pysyy elossa mahdollisimman pitkään ja elektrolyyttiliuos ei pääse haihtumaan. Se auttaa myös minimoimaan kemiallisten reaktioiden määrää, jotta akku ei kulu.
3. Muut laitteet korvaavat generaattorin
Sähköajoneuvoissa on laitteita, jotka muuttavat vaihtovirran tasavirtaan ja päinvastoin. Heillä on myös useita tapoja varastoida energiaa.
Siten generaattori korvataan kokonaan muilla laitteilla.
Mitä sähköautoissa on sen sijaan?
Vaihtovirtageneraattorin puutteesta huolimatta sähköautoissa on muita mekanismeja, jotka voivat muuntaa ja jopa regeneroida energiaa.
1. Tehonmuuntimet
Sähköajoneuvot voivat toimia vaihto- tai tasavirralla latausasemasta riippuen.
Sähkömoottori muuntaa vaihtovirran tasavirraksi ja invertteri DC-tehon AC:ksi. Lisäksi DC-DC-muuntimen on syötettävä virtaa sekä ajoneuvon lisävarusteille että ajoakulle säilytystä varten.
2. Regeneratiivinen jarrutus
Monissa sähköautoissa, enimmäkseen hybrideissä, on mekanismi akkujen lataamiseen.
Tätä prosessia kutsutaan regeneratiiviseksi jarrutukseksi ja se siirtää sähkövoimaa ajoakkuun. Jarrutettaessa auton moottori muuttaa suuntaa ja tuottaa sähköä.
Tällä tavalla energiaa varastoituu akkuun ja energiahäviö minimoidaan.
Yhteenvetona
Generaattorit ovat laitteita, jotka muuttavat mekaanisen energian sähköenergiaksi.
Ne eivät voi tuottaa lisäenergiaa, vain muuntaa sitä, joten niitä ei voida käyttää sähköajoneuvoissa. Tämän tyyppisessä ajoneuvossa on lisämekanismeja, jotka voivat tarvittaessa muuntaa vaihtovirran tasavirraksi ja päinvastoin.
Niiden kehittyneen teknologian avulla ne säästävät energiaa, jota ei käytetä sillä hetkellä tulevia sovelluksia varten.
Tutustu alla oleviin artikkeleihimme.
- Onko sähköautoissa katalysaattorit?
- Kuinka monta ampeeria tarvitaan sähköauton lataamiseen
- Kuinka kytkeä useita auton ääniakkuja
Videolinkit
