Informacje techniczne | e-Mobilność

O napędzie elektrycznym w prostych słowach

Każdy silnik elektryczny potrzebuje źródła zasilania. Prąd jest w nim przetwarzany na energię mechaniczną. Zespół akumulatorów samochodu elektrycznego ładuje się za pomocą domowej stacji ładowania Wallbox, standardowego gniazdka elektrycznego lub na stacji publicznej.

Tak pracuje silnik elektryczny

Silnik elektryczny zamienia prąd gromadzony w zespole akumulatorów w energię mechaniczną, przy pomocy wirnika i magnesów wytwarzających pole magnetyczne. Dwa bieguny dodatnie są zwrócone do siebie ze względu na ładunek elektryczny, odpychają się nawzajem, a ruchoma część silnika elektrycznego rotuje.

Zrozumienie działania silnika elektrycznego wymaga tylko podstawowej wiedzy: kiedy bieguny się odpychają, a kiedy przyciągają. Prąd umożliwia namagnesowanie części niemającej ładunku magnetycznego. Polaryzacja zależy od kierunku przepływu prądu. Co pół obrotu, kierunek przepływu prądu zmienia się automatycznie. Dzięki temu mechanizm stale się porusza i nie zatrzymuje w martwym punkcie.

Wyjątkowa dynamika

Wysoka efektywność, niskie koszty eksploatacyjne czy zerowa emisja spalin to niewątpliwe zalety samochodów o napędzie elektrycznym. Warto też wspomnieć o ogromnej radości z prowadzenia. W odróżnieniu od modeli spalinowych, kierowca nie musi wybierać ani zmieniać biegów, a maksymalnym momentem obrotowym dysponuje już na starcie. W praktyce oznacza to, że samochód prowadzi się dynamicznie i ma świetne przyspieszenie.

Wysoka efektywność

Prawdopodobnie największą zaletą silnika elektrycznego jest jego wysoka efektywność – czyli relacja ilości energii wytworzonej do energii wykorzystanej. W typowej jednostce spalinowej aż jedna trzecia wytworzonej energii znika w postaci strat ciepła. Samochód elektryczny zaś wykorzystuje aż 95% otrzymanej energii.

Układ napędowy samochodu elektrycznego

Samochody z silnikiem elektrycznym rozwijają podobny moment obrotowy do modeli spalinowych, zarówno przy niskich, jak i przy wysokich prędkościach obrotowych. Teoretycznie więc wystarczyłby sztywny łącznik pomiędzy silnikiem i wałem napędowym. W praktyce jednak zwykle wykorzystywana jest tak zwana przekładnia redukcyjna, która zmniejsza prędkość obrotową silnika o współczynnik około 1:10.

Obsługę układu napędowego w samochodzie elektrycznym można porównać do pojazdu z automatyczną skrzynią biegów. Po uruchomieniu silnika, wystarczy włączyć tryb jazdy „D” – i ruszyć dynamicznie naprzód!

Źródło mocy samochodu elektrycznego

Silnik samochodu elektrycznego składa się z elektromagnesów: stojana i wirnika. Stojan (stator) jest nieruchomym elementem silnika, wytwarzającym stałe pole magnetyczne za pomocą prądu stałego. Ruchomy wirnik wytwarza pole magnetyczne prądem przemiennym. Dwa magnesy na przemian przyciągają się i odpychają. Wirnik się obraca, wprowadzając samochód w ruch.

Samochód elektryczny napędzany jest tak zwanym synchronicznym silnikiem prądu przemiennego, czerpiącym energię z energoelektroniki. Konwertuje prąd z zespołu akumulatorów w odpowiednią formę, siłę i częstotliwość. Stojan jest zwykle zbudowany z miękkiego żelaza magnetycznego i laminowany celem uniknięcia prądów wirowych w polu magnetycznym. W praktyce oznacza to kilka izolowanych od siebie warstw blach montowanych jedna na drugiej. Dzięki temu stojan może generować lub przekazywać pole magnetyczne.

Przetwornik w samochodzie elektrycznym

Przetwornik zwany jest również konwerterem, ze względu na jego funkcję, czyli przekształcanie 3-fazowego prądu przemiennego silnika elektrycznego w prąd stały, który przekazywany jest do zespołu akumulatorów podczas hamowania pojazdu. I odwrotnie, gdy silnik elektryczny napędza koła, prąd stały zespołu akumulatorów przekształcany jest w 3-fazowy prąd przemienny.

Zespół akumulatorów samochodu elektrycznego

Zespół akumulatorów samochodu elektrycznego zbudowany jest z modułów ogniw akumulatorowych. Im więcej modułów, tym większy zasięg pojazdu. Nowoczesne systemy opierają się na tzw. „ogniwach kieszonkowych”, podobnych w konstrukcji do baterii w telefonach komórkowych. Oprócz zespołu akumulatorów wysokonapięciowych, w samochodzie z napędem elektrycznym znajduje się również standardowy akumulator 12 V, który zasila elektronikę pokładową.

Dowiedz się więcej

Opel, E-Mobilność, samochody elektryczne Opla

Wybór odpowiedniego układu napędowego

Model w 100% elektryczny (LEV) czy model hybrydowy plug‑in (PHEV)? Opel oferuje pełną gamę. Zależy nam na dokładnym wyjaśnieniu Tobie różnic między nimi. Wtedy łatwiej podejmiesz decyzję o tym, który napęd będzie dla Ciebie najbardziej odpowiedni. Tutaj dowiesz się wszystkiego, co ważne.

Dowiedz się więcej

Jak pracuje silnik elektryczny?

Silnik elektryczny zamienia prąd elektryczny na energię kinetyczną. I robi to znacznie wydajniej niż silnik spalinowy. W samochodzie z napędem hybrydowym, silnik elektryczny wspomaga pracę silnika spalinowego, ograniczając zużycie paliwa.

Silnik samochodu elektrycznego ma znacznie prostszą konstrukcję i jest lżejszy. Zmienne pola magnetyczne wprawiają wirnik silnika w ruch. A dokładnie, na stałe wmontowany stojan, czyli elektromagnesy, ciągle zmieniają swoje bieguny zasilane energią z zespołu akumulatorów. Wirnik, będący również magnesem, umieszczony pośrodku lub w stojanie, jest w ten sposób naprzemiennie przyciągany i odpychany. To powoduje jego rotację i ostatecznie wprawia koła w ruch.

Jakie znamy rodzaje samochodów elektrycznych?

Wyróżniamy samochody z napędem w 100% elektrycznym (BEV), hybrydowym (HEV) i hybrydowym typu plug‑in (PHEV).

Modele hybrydowe wyposażone są w silnik spalinowy i elektryczny. W samochodach hybrydowych typu plug‑in, akumulatory doładowywane są ze źródła zewnętrznego oraz częściowo energią wytwarzaną podczas toczenia i hamowania. Ta forma uzupełnienia energii akumulatorów występuje również w zwykłym układzie hybrydowym. Pojazd z napędem elektrycznym wyposażony w pomocniczy generator spalinowy, zasilający i ładujący akumulatory, umożliwia pokonywanie długich tras - to tak zwany układ napędowy o zwiększonym zasięgu (E-REV).

Samochody elektryczne Opla wyposażone są w zespoły akumulatorów litowo-jonowych, niezwykle pojemnych i szybko ładujących się. Zespół akumulatorów zbudowany jest z modułów, które można niezależnie wymieniać. Każdy moduł z kolei składa się z ogniw.

Jakie są zalety e‑Mobilności?

Samochodem elektrycznym podróżujesz nie emitując spalin. Jest bardziej ekonomiczny, ponieważ nie wymaga tak skomplikowanej obsługi serwisowej i wymiany części esploatacyjnych, co modele spalinowe. Mocny napęd sprawia, że prowadzenie daje wiele radości z jazdy i zapewnia zupełnie nowe doświadczenia.

Dlaczego w dłużej perspektywie samochody elektryczne okazują się tańsze?

Ze względu na niższe koszty ładowania energią, specjalny program dofinansowania zakupu nowego modelu elektrycznego czy mniejsze wydatki na wymianę części eksploatacyjnych, bo elektryki mają mniej ruchomych części w silniku i układzie napędowym.