Электрическая «масса»

Использование металлического кузова и рамы автомобиля в качестве части электрической цепи позволяет уменьшить длину используемых проводов и упростить подключение. Рама автомобиля называется «массой» и подсоединяется к одной из клемм аккумуляторной батареи. Обычно «массой» является отрицательный полюс аккумуляторной батареи; в этом случае полярность называется «с отрицательной массой».
Когда лампа подсоединена к аккумуляторной батарее двумя проводами, один из проводов называется «питающим», а другой провод «возвратным». Если предположить, что кузов автомобиля является возвратным проводом, тогда будет иметься система с возвратом через «массу» (рис. 36.3). (Эти термины — «питающий провод», «возвратный провод» являются чисто условными, поскольку для определенности договорились считать, что ток протекает от положительного полюса к отрицательному, хотя можно было бы и наоборот. Все это условности, никак не связанные с физической природой тока, поскольку в равной степени можно считать, что ток является движением электронов (отрицательных частиц) или движением мест, где не хватает электронов (так называемых «дырок» — положительных частиц). Альтернативная цепь из двух проводов называется цепью с изолированным возвратом; она редко используется в автомобилях, разве что в автомобилях специального назначения, например, в бензовозах.
Важно, чтобы клеммы аккумуляторной батареи были подсоединены с учетом правильной полярности. Если они будут по ошибке подключены другим образом, это может привести к серьезным поломкам, в особенности устройств, содержащих электронные компоненты.

Почему минус на массе: один секрет электрика

В 1950-годы в мировом автопроме начался массовый переход на однопроводную схему электрооборудования автомобилей с минусом на массе – т. е. на металлических частях кузова. До того автопроизводители использовали массу как с плюсом, так и с минусом. Какая же собственно разница, какую клемму аккумулятора и генератора соединять с массой?

Основная причина – в явлении электрохимической коррозии, которая провоцирует более активное ржавление кузова. Не вдаваясь в подробности электротехники и химии, скажем, что направление движения электронов в проводниках (коим в однопроводной системе является кузов) влияет на интенсивность коррозии металла-проводника. А именно полярностью подсоединения источника тока и определяется вышеуказанное направление движения электронов. (Принято считать, что электроны в цепи движутся от плюса к минусу).

Между тем, к 1950-м годам учеными было замечено, что кузова, к которым подведен плюс, при прочих равных условиях ржавеют интенсивнее, чем кузова с минусом. Теоретические расчеты подтвердили проявившуюся на практике особенность. Но не только это послужило причиной всеобщего перехода на систему с минусом на массе. К середине прошлого века автомобили массово стали получать различное дополнительное электро- и радиооборудование. Приемники, различные аудиопроигрыватели, кондиционеры, сервоприводы и прочее оборудование производились сторонними поставщиками, которым для удешевления продукции требовалась единая схема подключения – с определенным полюсом на массе. Кроме того, все больше грузовых автомобилей становились носителями профессионального оборудования – радио- и телевизионных станций, радиолокационных станций, холодильников, буровых, армейского оборудования и т.п. Им также требовалась стандартизированная схема питания. И поскольку химики уже сказали свое слово касательно отрицательного и положительного полюса на кузове, схема с минусом на массе была принята всеми производителями.

Что такое масса в электрике автомобиля

Каждый раз, пытаясь подключить люстру или бра, датчик освещенности или движения, варочную панель или вытяжной вентилятор, терморегулятор теплого пола или блок питания светодиодной ленты, а также любое другое электрооборудование, вы можете увидеть следующие маркировки возле клемм подключения — L и N. Давайте разберемся, о чем говорят обозначения L и N в электрике. Как вы, наверное, сами догадались это не просто произвольные символы, каждый из них несет конкретное значение и выполняет роль подсказки, для правильного подключения электроприбора к сети. Также, если вам удобнее, можно ориентироваться на такие понятия английских слов как Lead подводящий провод, жила или Live под напряжением. Соответственно обозначением L маркируются зажимы и контактные соединения, предназначенные для подключения фазного провода.

Дорогие читатели! Наши статьи рассказывают о типовых способах решения юридических вопросов, но каждый случай носит уникальный характер.

Если вы хотите узнать, как решить именно Вашу проблему — обращайтесь в форму онлайн-консультанта справа или звоните по телефонам, представленным на сайте. Это быстро и бесплатно!

Что такое масса в электрике автомобиля

Используется в транспорте общего и специального назначения, авиации, космических аппаратах. Положительный вывод электрического элемента может соединяться, к примеру, с источником питания, образуя замкнутый контур [4] , по которому потечёт ток.

Например, анодный вывод диода 2ДА1 [5] , на который накручивается гайка. Исторически сложилось так, что использовать в качестве минусового провода корпус изделия было экономически обосновано экономией материалов, в том числе дорогостоящих проводников , и с целью уменьшения массы изделия.

Это решение было настолько простым и рациональным, удобным в использовании, что термин сохранился в практической электротехнике до настоящего времени. Материал из Википедии — свободной энциклопедии.

Текущая версия не проверялась. Дата обращения 17 сентября Категория : Электротехника. Скрытая категория: Википедия:Статьи с некорректным использованием шаблонов:Cite web не указан язык. Пространства имён Статья Обсуждение. Просмотры Читать Править Править код История. На других языках Добавить ссылки. Эта страница в последний раз была отредактирована 8 апреля в Текст доступен по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike ; в отдельных случаях могут действовать дополнительные условия. Подробнее см.

Условия использования.

Здравствуйте, гость Вход Регистрация. Правила Форума «Электрик».

В данном случае, когда речь идёт о размыкании цепи, то говоря о напряжении, нам необходимо обеспечить зазор между контактами такой, чтобы не возникало пробоя, плюс борьба с дугой во время размыкания. Говоря же о токе, в первую очередь речь идёт о самой защитной функции автомата. Он расчитан на 63 ампера и при большем токе, он разомкнёт цепь. Если же автомат при превышении тока не сработает, из-за того например, что расчитан на переменный ток, то он может начать разрушаться. Дорогие читатели!

Электрика автомобиля: краткое обучение для автолюбителя

Давайте для начала разберемся что такое фаза и что такое ноль, а потом посмотрим как их найти. В промышленных масштабах у нас производится трехфазный переменный ток , а в быту мы используем, как правило, однофазный. Это достигается за счет подключения нашей проводки к одному из трех фазовых проводов рисунок 1 , причем, какая именно фаза приходит в квартиру нам, для дальнейшего рассмотрения материала, глубоко безразлично. Поскольку этот пример очень схематичен, следует кратко рассмотреть физический смысл такого подключения рисунок 2. Электрический ток возникает при наличии замкнутой электрической цепи, которая состоит из обмотки Lт трансформатора подстанции 1 , соединительной линии 2 , электропроводки нашей квартиры 3. Здесь обозначение фазы L, нуля — N.

Масса (электротехника)

Современный автомобиль не может работать без электричества. При помощи электрического тока происходит зажигание рабочей смеси в бензиновых двигателях, пуск двигателя стартером, приводятся в действие световая и звуковая сигнализация, контрольно-измерительные приборы, освещение и дополнительное оборудование. Кроме того, тенденции мирового автомобилестроения в последнее время направлены на все более широкое применение электрической тяги в автомобилях гибридные силовые установки, топливные элементы и электромобили. Для получения электрической энергии на автомобиле устанавливают источники электрического тока- генератор и аккумуляторную батарею. Аккумулятор используется для пуска двигателя и для питания электроприборов при неработающем двигателе.

Д ля подключения полезной нагрузки к источнику электропитания требуются два провода — об этом знает даже школьник хотя Никола Тесла считал иначе…. Самый очевидный пример, вполне возможно, находящийся сейчас прямо рядом с вами — настольная лампа, включенная в розетку.

В годы в мировом автопроме начался массовый переход на однопроводную схему электрооборудования автомобилей с минусом на массе — т. До того автопроизводители использовали массу как с плюсом, так и с минусом. Какая же собственно разница, какую клемму аккумулятора и генератора соединять с массой? Основная причина — в явлении электрохимической коррозии, которая провоцирует более активное ржавление кузова. Не вдаваясь в подробности электротехники и химии, скажем, что направление движения электронов в проводниках коим в однопроводной системе является кузов влияет на интенсивность коррозии металла-проводника. А именно полярностью подсоединения источника тока и определяется вышеуказанное направление движения электронов. Принято считать, что электроны в цепи движутся от плюса к минусу. Между тем, к м годам учеными было замечено, что кузова, к которым подведен плюс, при прочих равных условиях ржавеют интенсивнее, чем кузова с минусом. Теоретические расчеты подтвердили проявившуюся на практике особенность.

Для чего нужна масса в электрике

Используется в транспорте общего и специального назначения, авиации, космических аппаратах. Положительный вывод электрического элемента может соединяться, к примеру, с источником питания, образуя замкнутый контур [4] , по которому потечёт ток. Например, анодный вывод диода 2ДА1 [5] , на который накручивается гайка.

Регистрация Вход. Ответы Mail.

.

Вообще, разницу между массой и весом, как физическими величинами, объясняет учебник физики за 7 класс. И это не самая сложная тема.

Обозначение L и N в электрике

.

ФАЗА, НОЛЬ, ЗАЗЕМЛЕНИЕ

.

Почему минус на массе: один секрет электрика

.

.

.

.

Что такое масса в электрике

Масса между двигателем и кузовом

Линия «31», в народе получившая название «масса», «минус» или «отрицательная цепь» имеет очень важное значения для автомобиля. И не только для электрооборудования, но и для многих других систем, в том числе и для двигателя или АКПП

Практически все автомобили имеют однопроводную систему бортовой сети и роль «минуса» в этой цепи выполняют металлические части кузова. Это во много раз уменьшает количество проводов и уменьшает себестоимость автомобиля.

Получается, что все участники этой цепи имеют свое подключение к кузову — панель приборов, фары, ЭБУ, двигатель и т.д.

Не смотря на визуальную целостность этих подключений, со временем в следствие окисления и коррозии, контакт медленно и незаметно ухудшается, что приводит к просадкам напряжения во время включения мощных потребителей или нарушению работы системы.

Я бы разделил подключения массы на основные и локальные. Допустим, подключения масс головного света является локальным и при нарушении этого подключения пострадает только головной свет. А вот при нарушении контакта массы от АКБ к кузову пострадает вся бортовая сеть, и из-за чего могут возникнуть проблемы в работе двигателя и прочих важных узлов и агрегатов.

Вот так на графиках диагностики выглядит напряжение бортовой сети с проблемными массами

А вот график после профилактики массы АКБ — двигатель — кузов

Поэтому надежная масса двигатель — кузов очень важна для исправной и беспроблемной работы всего автомобиля.

А масса ЭБУ — двигатель имеет еще большее значение, так как напряжения в системе управления двигателем не превышают 5 В. Поэтому это ещё больше стимулирует владельцев автомобилей с системой управления двигателем более серьёзно подходить к вопросу масс, нежели владельцев карбюраторных авто, где напряжение 12 -14 В. Потому что, чем меньше напряжение, тем больше ущерб от потерь в цепи.

В общем, цепь массы необходимо поддерживать в идеальном состоянии. Это как аксиома.

Дальше рассмотрим где находится масса двигатель — кузов и как её проверить.

Как проверить массу на автомобиле

На самом деле только небольшая группа автомобилистов уделяет этому вопросу достаточно внимания. Остальные же начинают об этом задумываться, когда при включении вентилятора охлаждения или фар головного света начинают проседать обороты двигателя или при включении обогрева заднего стекла двигатель начинает труситься, передавая вибрацию по всему кузову.

Но даже на этом этапе многие ограничиваются банальным осмотром и подтягиванием гаек подключения масс на двигателе и кузове. Всё прикручено — значит всё в порядке.

Затем начинаются дергания автомобиля без всяких видимых причин, зависания оборотов холостого хода, пропуски воспламенения, глюки охранной системы и так дальше по накатанной, вплоть до отказа стартера в самый неподходящий момент. Но даже здесь многие не пойдут проверять массы, а побегут в магазин за новым стартером. Ведь провод на стартер целый и напряжение имеется, а он, редиска, не крутит.

Замена стартера, естественно, не помогает. В итоге следом в утилизацию идёт вполне ещё живой аккумулятор и ситуация, вроде, улучшилась, но через пару дней снова отказ стартера и начинаешь уже верить в домовых и в потусторонние силы, которым больше делать нечего, как наводить порчу на чужой автомобиль.

Но, благо разум побеждает и вспоминается совет хорошего человека — проверить массы.

Опять же, что тут сложного. Необходимо проверить сопротивление от двигателя до кузова.

Плохая масса неиссякаемый источник глюков

Внимание! Данная методика применима только на семейство 2110 и 2113-2115 ‘нового’ образца, в которых управление вентилятором идет по массовому проводу. В семействе 2108-2115 ‘старого’ типа управление вентилятором может осуществляться коммутацией +12V

Больной: А/м ВАЗ 21114, 2005 г. выпуска, пробег 7500 км., 8V, 1,6L.

Жалоба: На прогретом двигателе положение ДПДЗ 1-2%% на ХХ. Ощутимый (100-200 оборотов) дрейф оборотов ХХ при включении электро вентилятора радиатора. От экземпляра датчика не зависящий (Отечественный или GM). При проверке выявлено изменение напряжение на выходе ДПДЗ от 0,41 до 0,57В при включении электро вентилятора радиатора. Далее в тексте в вилке измеренных напряжений, значение слева от дефиса при выключенном, а справа при включенном электровентиляторе радиатора. Измерения проводились при помощи цифрового тестера производства фирмы Mastech

Диагноз: недостаточно надежный контакт массы ЭСУД с массой автомобиля, известный как «плохая масса».

Лечение: Дополнительным толстым проводом в двойной изоляции, сечением 3х2,5 кв.мм. проложена дополнительная масса от минусовой клеммы АКБ до металлического каркаса центральной консоли панели приборов. Клеммы на обоих концах дополнительного провода обжаты и пропаяны. На каркасе провод закреплен на шпильку крепления проводов массы ЭСУД, вместе с его штатными проводами массы. Так же пропаяны клеммы на штатном проводе масса, установленном между минусом АКБ и кузовом автомобиля.

Провод прикручен на предназначенное место. Результат: Напряжение на выходе ДПДЗ стало меняться в пределах 0,39-0,46В. Далее провод массы, идущий на реле включения электровентилятора радиатора, откушен от жгута ЭСУД и подсоединен к металлическому каркасу отдельным проводом. Наращивание провода выполнено методом обжатия в переходной луженой медной трубке. Результат: 0,37-0,39В!!!!!!!! Сопутствующие измерения: Напряжение на зеленом, массовом проводе ДПДЗ до перекоммутации 0,056-0,215В. После перекоммутации 0,03-0,03В! Т.е. практически не меняется! Кроме того, налицо тенденция снижения напряжения на выходе ДПДЗ при закрытой дроссельной заслонке по мере улучшения контакта контроллера ЭСУД с массой автомобиля. Вывод: Все заверения ОАО АВТОВАЗ об улучшении качества электрических соединений в выпускаемых а/м гроша ломанного не стоят. Добиться штатной работы двигателя под управлением ЭСУД И 7.9.7 и Январь 7.2 можно в большинстве случаев только произведя дополнительные и не акцептуемые изготовителем как гарантийные, работы по изменению электрической схемы автомобиля. PS. Такое толстое сечение провода взято, поскольку провода с другим сечением под руками не оказалось, и разделывать его на отдельные провода было просто лень. На самом деле хватило бы возможно и 2,5 квадратов.

Текст и фото: И.Н. Скрыдлов, Люберцы (aka Aktuator) chiptuner.ru

Масса на автомобиле это плюс или минус – АвтоТоп

Написать эту статейку меня побудил очередной случай, когда потребовалось воспользоваться «прикуриванием» — запустить двигатель от аккумулятора другого автомобиля. Каждый раз при этой этом сталкиваюсь с неграмотностью других водителей. А в этот раз, когда я аргументировано объяснил почему и как нужно делать, водитель заявил, что он электрик. Не стал спорить, пусть будет электриком…

Итак, два основных заблуждения при прикуривании:
1. Обязательно нужно первым подключить минус(массу), затем плюс.
2. Подгазовывать(держать обороты повыше ХХ) при пуске другой машины.

Разберемся с первым. Всегда интересовался, почему так настойчиво хотят соединить первым массу. Все что слышу в ответ – «ну это же масса». В последний раз еще получил ответ «я электрик») По факту же для низковольтных сетей автомобилей нет никакой разницы, что соединить первым – плюс или минус. Тем более, что автомобили надежно изолированы друг от друга толщиной резиновых покрышек. Можно смело соединять первым плюсовые клеммы аккумулятора. Преимущество последовательности подключения сначала плюс, затем минус – в безопасности.
Если сначала соединить минус(массу), то все верно «говорят», масса у автомобилей становится общей, все железо обоих автомобилей становится подключено к минусам обоих аккумуляторов. Поэтому, соединять потом плюсы, нужно очень аккуратно, нечаянное задевание свободным зажимом плюсового провода, за любое железо обоих машин, даст короткое замыкание и приличный фейерверк. С последствиями или без – как повезет.
Если же соединять плюс до объединения масс, то все намного проще. Один конец провода(плюсового) заранее выводится за пределы автомобиля к которому первым будет подключен провод. Затем он свободно подключается к плюсу второго автомобиля не опасаясь задеть его железо(массу).Массы автомобилей еще не соединены, короткого замыкания не будет. Потом подключается минусовой(соединяем массу) провод без всяких опасений. Устроить короткое замыкание при такой последовательности, нужно специально постараться.

Второе заблуждение. Считается, что если погазовать(держать повышенные обороты) во время попыток пуска, то второй автомобиль заведется лучше. В принципе это верно, генератор добавит несколько сотен ватт. Возможно, в крайнем случае, такой вариант будет единственным. Но если случай не крайний, зачем подвергать генератор нагрузке, на которую он не рассчитан? При холодном пуске стартер может потреблять сотни ампер. Генераторы и проводка легковых авто не рассчитаны на такие токи. И чем больше добавлять оборотов при попытках пуска, тем больше будет нагружаться генератор. Сгоревшие диоды в генераторе можно получить легко. Поэтому лучше пытаться заводить вторую машину вообще заглушив двигатель. Перед пуском конечно можно дать поработать генератору на зарядку аккумулятора запускаемой машины. Потом заглушить и сделать попытку пуска.

Итог. «Прикуриваем» правильно:
1. Аккумуляторы автомобилей соединяем сначала плюсовым проводом, затем соединяем массу.
2. Без особой необходимости не держим заведенным автомобиль во время пуска второго автомобиля, а тем более не подгазовываем.

При снятии АКБ с автомобиля, какова очередность снятия клемм?

Какую клемму первой одевать на аккумулятор при его установке?

Провод плюс или минус одевать и снимать первым с аккумулятора?

Причина возникновения этого устойчивого мнения автолюбителей – какую из клемм надо снимать/ставить первой, исключительно в предотвращении вредных последствий небрежного монтажа/демонтажа.

Для начала ликбез по теме «что есть что» для того что бы следуя нашим советам вы могли отличить одно от другого. Любая аккумуляторная батарея имеет последовательно соединенные банки, которые выведены на два наружных контакта – клемма «+» обычно обозначающаяся красным или оранжевым цветом и имеющая более толстый усеченный конус, и клемма «-» обозначаемая синим или черным цветом и конус у нее несколько тоньше. Минус это есть «масса» – контакт постоянно замкнутый на кузов автомобиля. Плюс всегда рвется ключами электрической схемы.

Монтаж АКБ (установка)

При установки аккумулятора, первой одевается клемма «+» последней одеваем клемму «-» И дело здесь даже не в рекомендациях производителей, а в исключении возможных случайных замыканий металлическим предметом клеммы «+» и частей кузова автомобиля. Если это произойдет при пока еще не одетой клемме «-» замыкания не будет. Но когда вы установили первой клемму минус и взялись устанавливать плюс, при затягивании последней не мудрено коротнуть ключом о кузов.

Демонтаж АКБ (снятие)

Если вы снимаете аккумулятор, правильно будет первым делом ослабить и снять провод с минусовой клеммы. Потому как «минус» уже выведен на кузов авто и является «массой» Если вы коротнули ключом минус на кузов, ни чего не произойдет (замыкания между одним и тем же потенциалом не бывает) После того как вы сняли первый минус, вы сняли минус и с кузова авто, теперь можно откручивать и плюсовую клемму, и даже если вы коснетесь плюса и частей кузова замыкания тоже не будет, ведь второго контакта кузов уже не имеет.

Как бы вы ни были аккуратны, я бы советовал запомнить это правило, потому как бывают ситуации, когда аккумулятор приходится ставить и в очень стесненных условиях, и при плохом освещении и даже в темноте на ощупь. Вот здесь это вам очень пригодится. Крайний всегда «минус» хоть при снятии, хоть при установки – соответственно начал снятие с минуса и минусом же закончил установку.

В разделе Прочие Авто-темы на вопрос Вопрос на засыпку)) Почему в автомобилях отключают «массу»,т. е минус, а не плюс? заданный автором Вася лучший ответ это У меня ваще плохо с математикой)) ) Минусы, плюсы – нихрена не понимаю))
Источник: Приветосик, дорогой))

Электрика автомобиля: краткое обучение для автолюбителя

Содержание статьи

Электрический ток

Современный автомобиль не может работать без электричества. При помощи электрического тока происходит зажигание рабочей
смеси в бензиновых двигателях, пуск двигателя стартером, приводятся в действие световая и звуковая сигнализация, контрольно-измерительные
приборы, освещение и дополнительное оборудование. Кроме того, тенденции мирового автомобилестроения в последнее время направлены на все более
широкое применение электрической тяги в автомобилях (гибридные силовые установки, топливные элементы и электромобили).

Для получения электрической энергии на автомобиле устанавливают источники электрического тока- генератор и аккумуляторную батарею.
Аккумулятор используется для пуска двигателя и для питания электроприборов при неработающем двигателе. Генератор питает электрооборудование автомобиля при работающем двигателе, и, кроме того, подзаряжает аккумуляторную батарею. Генератор превращает механическую энергию от вращения коленвала в электрическую, а аккумулятор- химическую энергию в электрическую.

Генератор и аккумулятор относятся к источникам электрического тока, все остальные электроприборы автомобиля являются его потребителями. Источники и потребители электрического тока соединяются между собой с помощью проводников, в качестве которых, как правило, служит медный провод. Провод обязательно должен находиться в изоляции во избежание замыкания с другими проводниками и, как следствие, перегорания электроприборов.

Все материалы по электропроводности делятся на проводники и непроводники (изоляторы). Не вдаваясь в дебри физики, просто отметим, что в проводниках
находится большое количество свободных электронов, которые хаотично движутся. При приложении электрического напряжения к проводнику свободные электроны начинают двигаться в одном направлении, создавая электрический ток. В изоляторах же свободных электронов практически нет, поэтому и ток создавать нечем. К проводникам относится большинство металлов, уголь, водные растворы щелочей и кислот. К изоляторам- резина, пластмассы, стекло и т.п.

Если источник тока, провода и потребители соединить между собой в замкнутый контур, то мы получим электрическую цепь, по которой потечет электрический ток. Характерной особенностью электрической цепи на автомобиле является то, что одним из проводов служит масса (металлические части кузова автомобиля), а другим проводом служат изолированные провода. Поэтому такая электрическая цепь называется однопроводной.

Между полюсами (выводами) любого источника тока существует электрическое напряжение (обозначается U), измеряемое в вольтах. Сила электрического тока (обозначается I) измеряется в амперах. Всякий проводник и потребитель создает сопротивление электрическому току (обозначается R), которое измеряется в омах. Между этими тремя величинами существует зависимость, которую выражает знаменитый закон Ома: I = U / R. Работа электрического тока, выполненная за 1 секунду, называется мощностью. Мощность измеряется в ваттах и обозначается P. Мощность можно рассчитать по формуле P = U * I. Электрический ток, проходящий через проводник, нагревает его. Количество выделяемого при этом тепла зависит от силы тока, сопротивления и времени прохождения тока.

На автомобилях приборы электрооборудования питаются постоянным током. Постоянным называется ток, который движется в проводнике только
в одном направлении, в отличие от переменного тока, который движется в проводнике попеременно то в одном, то в другом направлении.
В каждом источнике постоянного тока различают два полюса: положительный (+) и отрицательный (-). Условно считают, что постоянный ток в цепи движется
от положительного полюса к отрицательному. На автомобилях отрицательный полюс источника тока соединяют с массой (если, конечно, кузов металлический).

Потребители или источники тока могут быть соединены между собой последовательно или параллельно. При последовательном соединении отрицательный полюс одного источника тока соединяют с положительным полюсом другого. В результате такого соединения общее напряжение будет равно сумме напряжений всех источников тока. При параллельном соединении источников тока соединяют между собой одноименные полюса- положительные с положительными, отрицательные с отрицательными. При таком соединении общее напряжение будет таким же, как у одного источника тока, а сила тока увеличится во столько раз, сколько источников тока соединены между собой.

При последовательном соединении потребителей весь ток проходит через каждый потребитель. Если выйдет из строя один из потребителей, обесточивается вся цепь. При параллельном соединении ток, разветвляясь, поступает к каждому потребителю отдельно. В этом случае выход из строя любого потребителя не влияет на работоспособность остальных.

Магнетизм и электромагнетизм

Все знают, что такое магнит. Также все замечали, что магниты притягивают к себе стальные предметы не только при непосредственном соприкосновении, но
и на расстоянии, что свидетельствует о наличии вокруг них магнитного поля. Каждый магнит имеет два полюса, которые условно называют северным (N) и южным (S). При сближении одноименных полюсов двух магнитов они отталкиваются, а при сближении разноименных полюсов- притягиваются.

Магнитное поле, созданное вокруг магнитов, состоит из магнитных силовых линий, направленных от северного полюса к южному. С удалением от магнита величина магнитного поля уменьшается.

Если через проводник пропустить электрический ток, то вокруг него создается кольцевое магнитное поле без выраженных полюсов. Если же проводник свернуть в виде спирали, то при прохождении по нему тока магнитное поле образует на концах спирали полюса- северный и южный. Если в середину такой катушки поместить стальной сердечник, то образуется электромагнит, имеющий все свойства обычного магнита (очень наглядно это показано в мультфильме “Ивашка из дворца пионеров”, где главный герой с помощью электромагнита расправляется с Кащеем Бессмертным).

Магнитное поле электромагнита можно увеличивать или уменьшать, изменяя силу тока или количество витков катушки. С увеличением силы тока или количества витков электромагнита увеличивается его магнитное поле.

Если проводник с током поместить в магнитное поле магнита (электромагнита), то в результате взаимодействия магнитных полей проводника и магнита проводник будет выталкиваться, т.е. электрическая энергия будет превращаться в механическую. На этом явлении основана работа электродвигателей.

Для превращения механической энергии в электрическую используют явление электромагнитной индукции. Если замкнутый проводник вращать в магнитном поле, то в проводнике возникает электрический ток. Величина тока зависит от длины проводника, скорости пересечения,плотности магнитного поля и угла, под которым пересекаются магнитные силовые линии. На этом явлении основана работа генератора.

Вы, конечно же обратили внимание, что картинки практически одинаковы? Не удивляйтесь, это свидетельство обратимости электрических машин. Обратимость электрических машин — одинаковое устройство преобразователей электрической энергии в механическую и механической в электрическую. Таким образом, электрические машины взаимозаменяемы: любой электродвигатель может использоваться в качестве генератора и наоборот. Приоритетная функция электрической машины определяет её конструктивные особенности, вследствие которых обратимость становится неравномерной. Говоря по-русски, электрогенератор будет работать лучше, чем используемый в качестве генератора соответствующий по размерам электродвигатель, и наоборот.

Обозначения на электрических схемах

Обозначения на схемах электрооборудования автомобиля, как правило, интуитивно понятны. Но, для общего развития, не мешает знать и некоторые специфические условные обозначения.

ИТАК, запомните:

• Постоянный ток условно течет от плюса к минусу.
• Нельзя соединять напрямую минусовой и плюсовой провода, минуя потребителей, иначе произойдет короткое замыкание.
• Минусовой провод присоединяется к “массе” автомобиля.
• В электротехнике существуют только две неисправности: нет контакта, там где он должен быть, и есть контакт, там, где его не должно быть.

Основы автомобильной электрической системы

Сегодняшние автомобили состоят из ряда систем, гармонично работающих вместе. Было бы невозможно удалить одну из этих систем (например, топливную) и все еще иметь машину, которая ездит. Таким образом, хотя вы не обязательно можете сказать, что электрическая система автомобиля является «самой важной», она все же довольно близка, особенно когда технология движется в сторону гибридного и электрического будущего. Вот краткий обзор компонентов электрической системы и взгляд на то, как обычные автомобили с газовым двигателем используют электроэнергию.

«Электричество» относится к потоку электронов через цепь, в которой один конец является положительным, а другой — отрицательным. На самом деле каждый объект имеет электрический заряд, но большинство из них настолько малы, что их невозможно обнаружить. Чтобы привести в действие нечто вроде двигателя, мы разработали искусственные химические элементы с высоким электрическим потенциалом: батареи. Аккумуляторы, в свою очередь, обеспечивают питание систем запуска, зарядки и безопасности, фонарей, АБС, компьютеров, датчиков, климат-контроля и бортовых аксессуаров.Вероятно, это первое, о чем вы думаете, когда слышите об электричестве в автомобильных приложениях, но батареи — далеко не единственные в работе системы.

Существует два типа электроэнергии: переменный ток (AC) и постоянный ток (DC). Когда батареи разряжаются, они излучают постоянный ток постоянного тока в одном направлении, подавая электричество через положительный вывод на отрицательный. Большинство автомобильных компонентов требуют, чтобы этот заряд постоянного тока работал должным образом, но он ограничен, потому что аккумуляторы в конечном итоге полностью разряжаются, не давая остаточной мощности.

Для решения этой проблемы в автомобилях также есть генераторы переменного тока. Генераторы переменного тока на самом деле представляют собой небольшие генераторы, способные преобразовывать механическую энергию в электрическую. Приводимые ремнем двигателя, генераторы переменного тока используют небольшой сигнал от батареи для возбуждения тока возбуждения, который вращает ротор внутри набора статоров. Поскольку эта энергия управляется полярностью магнитных полей, возникающий в результате ток меняет направление при вращении ротора, производя ток в противоположных или переменных направлениях (отсюда и переменный ток).Генераторы вырабатывают значительно более высокие токи, чем изначально подаются от батареи, поэтому они используются для подзарядки самой батареи и питания других электрических компонентов.

Однако для работы большинства компонентов требуется постоянный ток. Решением является набор диодов, которые служат своего рода электрическим обратным клапаном для тока, выходящего из генератора. Диоды позволяют току течь только в одном направлении, поэтому, когда переменный ток идет с одной стороны, только постоянный ток выходит с другой.

Другой серьезной проблемой в электрической системе автомобиля является то, что не все компоненты выдерживают одинаковую силу тока или силу тока. Следовательно, система должна включать регуляторы напряжения и предохранители для уменьшения расхода и защиты компонентов, которые не могут выдерживать силу тока, подаваемую генератором переменного тока. Предохранители защищают электрические цепи при размещении перед нагрузкой (компонентом). Если скачок напряжения вызывает слишком большую силу тока, направляемую к фарам, предохранитель, рассчитанный на «перегорание» силы тока 15 ампер, сделает это, не позволяя току продолжать нагревать саму фару.

Электрическая система — сложная, но важная часть того, что заставляет ваш автомобиль заводиться, работать, заряжаться и выполнять небольшие, но важные вещи, такие как запирание дверей. И хотя напряжение в автомобильных системах намного ниже, чем, скажем, в домашних условиях, все же важно заручиться руководством профессионала при диагностике или начале ремонта, поскольку многие компоненты чрезвычайно чувствительны и могут быть легко повреждены без надлежащей подготовки и знаний.

Ознакомьтесь со всеми продуктами для электрических систем , доступными на NAPA Online, или доверьтесь одному из наших 17 000 пунктов обслуживания NAPA AutoCare для текущего обслуживания и ремонта.Чтобы получить дополнительную информацию об электрической системе автомобиля, поговорите со знающим экспертом в местном магазине NAPA AUTO PARTS.

Фотография любезно предоставлена ​​Блэром Лампе.

Разоблачение 7 самых распространенных мифов об электромобилях

Ах, да, пересылка писем с темами вроде «Настоящая история…» или «То, о чем вам не рассказывали…».

Они могут содержать много дезинформации, а их «факты» могут распространяться с цифровой скоростью. Недавно мы получили один от одного австралийского знакомого, который услужливо отправил его примерно 70 своим ближайшим друзьям.

Скопировано и вставлено из полученного им самим документа под названием «Новости об электромобилях, о которых вы мало что слышите». И, мальчик, этого было много … ну, скажем так, вводящее в заблуждение и вырванное из контекста. Он содержал некоторую откровенную дезинформацию и здоровую порцию FUD.

Применительно к электромобилям такие материалы рискуют произвести неизгладимое впечатление у покупателей новых автомобилей. Так что их стоит попытаться опровергнуть.

Однажды рано утром, подкрепившись заваркой крепкого чая, мы гремели в ответ.

Мы расширили этот ответ до более общих ответов на некоторые мифы о подключаемых электромобилях, копируя и вставляя каждый пункт из заметки, слегка отредактированный для ясности и стиля, перед нашим ответом. Не стесняйтесь копировать и вставлять их сами по мере необходимости, но, пожалуйста, включите ссылку на этот фрагмент!

Тесла Модель S P100D

(1) ВЕС АККУМУЛЯТОРА И ШИНЫ

Лучшие электромобили, такие как Tesla, имеют 500 килограммов батарей.Представьте, что вы ведете свой нынешний автомобиль, несущий дополнительный вес шести здоровенных регбистов в качестве пассажиров повсюду, с мгновенным ускорением, которое дает квадратная кривая крутящего момента электродвигателя. Я предсказываю, что срок службы шин сократится на 50 процентов. Представьте себе стоимость, твердые частицы и выбросы CO2 для удвоения производства автомобильных шин.

Весовая статистика верна. Но большинство электромобилей с большим объемом двигателя имеют встроенное электронное управление, предотвращающее неконтролируемое пробуксовывание колес, как и в обычных автомобилях.Однако батареи электромобилей со временем станут легче, поскольку плотность энергии литий-ионных элементов возрастает (на 7 процентов в год).

Для использования энергии вес является меньшей проблемой, чем для бензиновых автомобилей. Они тратят увеличившуюся энергию, используемую для ускорения более высокого веса. Но импульс электромобиля позволяет вам возвращать энергию в аккумулятор, когда автомобиль замедляется. Чем тяжелее автомобиль, тем больше энергии требуется для ускорения, но тем больше вы соразмерно возвращаетесь к аккумулятору за счет рекуперативного торможения.

Конечно, если вы заплатите шестизначную сумму за высокопроизводительный электромобиль (представьте себе Tesla Model S P100D) и используете его возможности, вам следует ожидать, что вы будете заменять очень дорогие низкопрофильные шины каждые 15 000 миль или около того. Это нормально для сегмента.

2019 Audi e-tron аккумулятор

(2) СРОК СЛУЖБЫ АККУМУЛЯТОРА И УТИЛИЗАЦИЯ

Эти батареи стоят около 15 000 долларов. Владелец Tesla / Audi столкнется с этой стоимостью замены примерно через 10 лет. Они могут жить в отдаленных районах.Представьте себе транспортировку и переработку.

Остается открытым вопрос, нужно ли заменять аккумулятор электромобиля через 10 лет. Аккумуляторы Nissan Leaf имеют пассивное воздушное охлаждение и, следовательно, теряют емкость быстрее, чем аккумуляторы Tesla, GM и других производителей с активным жидкостным охлаждением.

Но нам понадобятся от сотен тысяч до миллионов электромобилей в течение их полного срока службы, чтобы иметь достаточно данных, чтобы делать окончательные выводы о сроке службы батарей. Помните, что производители проектируют автомобили только на срок службы от 10 до 12 лет и от 100 000 до 150 000 миль для начала, хотя Toyotas и некоторые другие бренды часто служат намного дольше.

На данный момент данные показывают, что батареи Tesla потеряли лишь около 10 процентов своей энергоемкости после 100 000 миль.

НЕ ПРОПУСТИТЕ: Срок службы батареи Tesla Model S: что показывают данные

Но задолго до переработки у аккумуляторов электромобилей будет вторая и третья жизнь, выходящая далеко за рамки их использования в автомобилях. Формируются малые предприятия, чтобы использовать их для хранения энергии в зданиях и т. Д. Некоторые автопроизводители даже сами идут в этот бизнес.

Стоимость новой батареи от 5000 до 10000 долларов не упадет внезапно до нуля, поэтому люди не захотят их бросать.Они слишком ценны и могут прожить несколько десятилетий.

Затем, когда они, наконец, будут готовы к переработке, это произойдет точно так же, как все мертвые гибридные батареи теперь удаляются и перерабатываются их производителями. Свинцово-кислотный стартерный аккумулятор — лучшая модель; это может быть единственный потребительский товар в мире, который больше всего перерабатывается (отчасти потому, что, в отличие от аккумуляторов электромобилей, его свинец делает все это очень токсичным).

Нанопроволоки из оксида марганца, выращенные вирусами, для литий-воздушных батарей (MIT)

(3) СТАВКА УЛУЧШЕНИЯ

Сегодня производится 100000000 автомобилей в год; если электромобилям требуется в среднем 300 кг батарей каждый, то это 100 000 ТОНН батарей в день.По мере роста спроса на кобальт и литий затраты не будут снижаться, как мы читаем, например, о законе Мура для компьютерной мощности.

Закон Мура не имеет ничего общего с стоимостью батареи. Любой, кто это говорит, понятия не имеет, о чем они говорят. Но батареи улучшаются с каждым годом.

Реальные данные: За более чем 20 лет расходы на литий-ионные батареи в среднем падали на 7 процентов в год. Это намного быстрее, чем ежегодное повышение эффективности двигателей внутреннего сгорания.

Литий распространен на пяти континентах.Сейчас он разносится пылью по равнинам Перу. Большинство анализов показывают, что нефть никогда не увидит дефицита, картелей или ограничений продаж. Его слишком много.

Поставка кобальта и некоторых других металлов батарей, используемых в меньших количествах, более ограничена. Его добыча не бесплатна. Майнинг никогда не бывает красивым; это разрушительно для природных ландшафтов и часто наносит непоправимый вред людям и сообществам. Тем не менее, некоторые части мировой автомобильной промышленности в настоящее время уделяют пристальное внимание этичному поиску поставщиков, чтобы избежать истории о добыче кобальта детьми в ДРК, которая, похоже, в последнее время стала так популярна.BMW теперь будет покупать кобальт непосредственно в шахтах, чтобы избежать эксплуатации детей посредниками.

Постоянно ведутся исследования в области нового химического состава батарей и модернизированных электронных компонентов, которые сокращают использование дефицитных и дорогих материалов. Некоторые из крупнейших производителей литиевых батарей для автомобилей поставили перед собой цель исключить кобальт из своей химии. Тем временем концентрации кобальта падают, подобно использованию платины в каталитических нейтрализаторах: преобразователи в современных автомобилях используют менее 10 процентов от количества платины, содержавшейся в первых таких преобразователях в 1975 году.

Также стоит отметить, что ископаемое топливо, которое мы сжигаем с 1850 года или около того, имеет свои собственные экологические недостатки, не только в виде вредных выбросов, но и в значительно возросшей концентрации атмосферного углерода в результате выбросов CO2, что ведет к изменению климата.

Также учтите следующее: нефть, добываемая с Земли и очищенная, обычно сжигается один раз для транспортировки, прежде чем потребуется пробурить новую нефть, чтобы заменить ее (например, для заправки вашего резервуара). Литий и другие минералы, добытые для батарей, повторно используются снова и снова. , тысячи раз вождения автомобиля, прежде чем батареи станут слишком слабыми и перейдут к другому использованию.Хотя добыча полезных ископаемых имеет серьезные последствия, присвоение такого же веса добыче аккумуляторных материалов, что и бурению нефти, является ложным эквивалентом.

Исследование BNEF показывает, что выбросы электромобилей сокращаются быстрее, чем газовые двигатели, поскольку электросеть становится чище

(4) СПРОС НА СЕТЬ от АВТОМОБИЛЕЙ

До тех пор, пока ядерная энергия не будет принята во всем мире, ископаемое топливо для базовой нагрузки будет подавлено 100 миллионами электромобилей в год в периоды пиковой нагрузки, и потребует значительного увеличения.

Это просто чушь. Большинство электромобилей, как и мобильные телефоны, будут подключены к сети за ночь для подзарядки. Электроэнергетические компании приветствуют это дополнительное использование, поскольку оно стабилизирует их спрос на электроэнергию в течение ночи.

Коммунальные предприятия и их регулирующие органы введут штрафные санкции — там, где они еще не существуют как «плата за спрос», — чтобы препятствовать подключению электромобилей во время пиков спроса. Скорее всего, подключение к сети в 15 часов жарким и душным днем ​​будет стоить вам гораздо дороже, чем между 23 и 6 часами ночи.

За 10 лет мы поговорили с десятками руководителей коммунальных предприятий. Все они считают, что нагрузка на электромобиль предсказуема, управляема и приветствуется, потому что это один из немногих способов, с помощью которых они могут увеличить потребление электроэнергии этичным и экологически полезным способом.

Старшие руководители скажут вам, что появление дешевых, массовых, широко распространенных, неэффективных домашних кондиционеров в период с 1960-х по 1980-е годы нанесло больше вреда энергосистеме, чем электромобили.

Как видно из приведенной выше диаграммы BloombergNEF, новые источники электроэнергии все чаще поступают из экологически чистых возобновляемых источников энергии, поскольку старые электростанции, работающие на ископаемом топливе, выводятся из эксплуатации.С точки зрения выбросов, эта тенденция более чем компенсирует рост спроса на электроэнергию от электромобилей с течением времени.

Электромобили Chevrolet Bolt EV 2017 года вне автосалона [фото: Патрик Рид]

(5) ЦЕНЫ НА Б / У ЭЛЕКТРОАВТО

Надеясь продать свой электромобиль через восемь лет, потенциальный покупатель знает о приближающейся стоимости замены аккумулятора.

Это определенно открытый вопрос. Подержанные электромобили сегодня страдают от двойного удара.Мало того, что они в основном маломощные (от 70 до 125 миль, за исключением Teslas), но и у крупногабаритного Nissan Leaf, вероятно, будет по крайней мере заметная деградация батареи.

Но данных мало, и подержанные Tesla до сих пор держали свои цены так же, или даже лучше, чем другие подержанные роскошные автомобили того же возраста и пробега.

Вопрос о дальности действия имеет решающее значение: 200-мильная батарея, которая разлагается, скажем, до 160 или 180 миль, — это совсем другое дело, чем 75-мильная батарея, которая теперь доставляет только 45 или 60 миль.

Другая причина того, что электромобили ближнего действия не сохранили свою ценность, заключается в том, что покупатели знают, что машины с большей дальностью хода, которые не намного дороже, уже не за горами. Кому нужен электромобиль на 60 миль, если они могут получить электромобиль на 150 миль? По мере того как электромобили на 200 или 300 миль становятся нормой, эти расхождения, похоже, сглаживаются.

Эта проблема, безусловно, остается проблемой, но нам нужно больше данных.

Мост Гонконг-Макао-Чжухай

(6) ВЫХОД ЗА ДИАПАЗОН

Если из-за встречного ветра, жаркой или холодной погоды, полной нагрузки, стареющих аккумуляторов, холмистой местности или быстрой езды у кого-то разрядятся аккумуляторы за городом или в Сиднейском туннеле, ситуация станет ужасной.

Ага, машина, которая внезапно умирает, вызывает беспокойство. Спросите любого, у кого закончился бензин или у кого произошла поломка посреди туннеля или на мосту.

Конечно, когда вы в последний раз позволяли машине работать так низко, что у вас действительно кончился бензин? Много не бывает, правда? Как и в случае с бензиновыми автомобилями, водители электромобилей изучают реальный запас хода автомобиля и перестают зацикливаться на этом, когда индикатор оставшегося запаса хода становится двузначным.

Также стоит отметить, что все электромобили имеют «режим черепахи», который ограничивает мощность при очень низком уровне заряда батареи.Это даст вам от 1 до 5 миль больше при пониженных характеристиках и скорости — например, чтобы вывести вас из этого туннеля. Они не просто отключаются без предупреждения, как бензиновые автомобили, когда у них заканчивается топливо.

Но когда вы поговорите с реальными водителями электромобилей, они скажут вам, что все они пришли к пониманию того, на что способны их автомобили, и очень немногие из них когда-либо полностью выходили за пределы допустимого диапазона. Заглядывая в будущее, опять же, 200-мильные электромобили полностью меняют картину по сравнению с электромобилями с пробегом в 75 миль.

2019 Chevrolet Volt

(7) ПОДКЛЮЧИТЕЛЬНЫЕ ГИБРИДЫ И ИХ ПЕРСПЕКТИВЫ

Подключаемый гибридный автомобиль снижает количество первых пяти проблем на 80 процентов, а шестого — полностью, но дает такое же сокращение выбросов CO2.

, безусловно, являются отличным решением некоторых проблем, поднятых выше. Действительно, некоторые из самых ранних данных показали, что водители Chevy Volts (с запасом хода батареи 35 миль в 2012 году) проезжали на электричестве больше миль в день, чем водители 75-мильных Nissan Leafs 2012 года.

Проблема в том, что подключаемые гибриды практически невозможно объяснить покупателям автомобилей массового производства. По сути, они представляют собой инженерное решение нормативной проблемы, о которой потребители так не формулируют и о которых прямо не просят.

Что еще более важно, затраты на аккумуляторные батареи снижаются достаточно быстро, и кажется, что полностью электрические автомобили с аккумуляторами на 200 миль и более будут стоить меньше для производства и продажи к 2025 году, чем автомобиль, которому нужны две трансмиссии: бензиновый и электрический. .

GM, похоже, решил, что больше не будет вкладывать средства в подключаемые гибриды; она прекратила производство своего новаторского Chevrolet Volt в феврале. Аналогичным образом VW Group планирует продавать к 2025 году 1 миллион электромобилей с аккумуляторной батареей в год из 10 миллионов автомобилей, которые она продает по всему миру каждый год. Пять лет назад он планировал просто предложить к 2020 году дополнительную подключаемую гибридную версию для всех своих моделей с обычными силовыми агрегатами.

Литий-ионный аккумулятор Tesla South Australia

ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНОЕ ПРИМЕЧАНИЕ: Китай, затем Европа

Государственно-промышленный комплекс Китая уже давно преследует три цели для страны.Он хочет доминировать в мировом производстве фотоэлектрических солнечных элементов, литий-ионных аккумуляторных элементов и электромобилей.

Первое выполнено, второе находится в стадии реализации (хотя китайские производители все еще не преодолели окончательные барьеры качества и надежности, которые удерживают японских и корейских производителей ячеек на вершине), а третье усилие только начинается.

У правительства Китая есть несколько пряников и целая куча очень больших кнутов, чтобы побудить потребителей покупать автомобили с подключаемым модулем и заставить производителей их строить.Это очень хорошо позиционирует страну в глобальной конкуренции в эпоху цифровых технологий.

Европа последует. Теперь, когда мы пережили увлечение дизельным двигателем — мы знаем, чем закончилась эта история, — европейские производители очень серьезно относятся к электромобилям. Это потому, что это единственный жизнеспособный способ соблюдать жесткие законы ЕС, сокращающие общее количество выбросов CO2 на милю пройденного пути.

Северная Америка вполне может отставать. У нас дешевое топливо, наши грузовики большие и тяжелые, и мы едем на большие расстояния, чем китайские или европейские водители — у всех есть доступ к широко распространенному, надежному, чистому и доступному общественному транспорту между парами городов.Североамериканцы этого не делают.

Что касается Австралии, то это просто недостаточно большой рынок транспортных средств, чтобы так или иначе повлиять на глобальные изменения. Я подозреваю, что его использование транспортных средств больше похоже на использование в Северной Америке, и он вполне может продолжать приводить в действие свои транспортные средства, продолжая сжигать ископаемое топливо.

Гонка на электромобиле только начинается

На южной окраине Брюсселя, где город превращается в пригород, будущее самого успешного автопроизводителя Германии формируется внутри своеобразного автомобильного завода.Здесь нет выхлопных труб, трансмиссии и топливных баков. Нет свечей зажигания, радиаторов или коллекторов. Однако у завода Volkswagen Group есть батареи, уложенные на стропила.

Тридцать шесть аккумуляторных модулей размером с обувную коробку, каждый из которых содержит дюжину литий-ионных элементов, упакованы в электрические аккумуляторные блоки длиной семь футов и брошены под пол каждого производимого здесь внедорожника.Первый электрический внедорожник от роскошного бренда Audi Volkswagen, e-tron, может проехать 400 километров (почти 250 миль) за один цикл от аккумулятора и зарядиться всего за полчаса. Стиль традиционен, интерьер роскошный, а поездка почти бесшумна.

У внедорожника e-tron есть одна задача для Volkswagen: доказать, что производитель автомобилей, который почти полностью полагался на двигатель внутреннего сгорания с момента своего основания 82 года назад, может производить электромобили, которые люди хотят покупать, и политики будут приветствовать их, когда они ищут способы борьбы с климатическим кризисом.Успех означает, что Volkswagen обгонит конкурентов, в том числе Tesla, по продажам электромобилей и отбьет новых соперников из Китая и Кремниевой долины; Провал может означать начало конца для компании с 665 000 сотрудников и годовым доходом в 265 миллиардов долларов.

Volkswagen не одинок. Известные автопроизводители по всему миру меняют свои бизнес-модели в надежде адаптироваться к новому миру, в котором электричество заменяет бензин и дизельное топливо. Заводы модернизируются для производства электромобилей, а автопроизводители раскупают все аккумуляторы, которые могут найти. Высокая стоимость разработки электромобилей вынуждает одни компании искать партнеров и превращать другие в объекты для приобретения.Необходимость соблюдать строгие стандарты выбросов в Китае и Европе означает, что руководители уделяют гораздо больше внимания политике, проводимой в Пекине или Брюсселе, чем тому, что конкуренты строят в Детройте или Вольфсбурге, родном городе Volkswagen.

Немецкий концерн, которому также принадлежат Porsche, Bugatti, Skoda, Lamborghini и SEAT, принимает вызов, проводя радикальные преобразования, не имевшие аналогов со времен Второй мировой войны.Компания потратит 30 миллиардов евро (34 миллиарда долларов) в течение следующих пяти лет на создание электрической или гибридной версии каждого автомобиля в своей линейке и планирует выпустить 70 новых электрических моделей к 2028 году. К концу 2030 года она хочет четыре из каждых 10 проданных автомобилей — электрические, и эта игра на массовом рынке зависит от успеха новой линейки автомобилей под названием «ID».

Капитальный ремонт имеет серьезные последствия для крупнейшего в мире автопроизводителя, который пытается перевернуть страницу своего скандала с дорогостоящими выбросами дизельного топлива.Volkswagen тратит миллиарды долларов на модернизацию заводов от Германии до Китая для производства автомобилей на базе своей модульной производственной платформы электромобилей MEB. Компания также дала понять, что она будет использовать часть денег, которые она зарабатывает от продажи автомобилей, работающих на топливе, для производства собственных аккумуляторов и построения сетей зарядки.

Инициативы дорогие.Но уровень инвестиций Volkswagen и его конкурентов в сочетании с агрессивными целевыми показателями выбросов, установленными регулирующими органами, показывает, что пути назад нет. Все это приводит к новому вопросу: сможет ли Tesla сохранить лидерство в глобальной гонке за электромобилем?

История — не лучший показатель того, кто выйдет из этой битвы победителем. Отрасль имеет плохую репутацию с электромобилями.EV1 General Motors появился на американских дорогах в 1996 году, в том же году автомобильная промышленность успешно лоббировала требование Калифорнийского совета по воздушным ресурсам производить больше электромобилей. Модель была отменена в 2003 году, после чего последовал ряд недовольных покупателей, а документальный фильм «Кто убил электромобиль?» Chevrolet отключил Volt, который никогда не продавался в больших количествах, в прошлом году. Nissan Leaf все еще находится в производстве, но ему не удалось достичь уровня коммерческого успеха, на который рассчитывал бывший председатель компании Карлос Гон.В более широком плане спросу препятствовали опасения по поводу дальности пробега автомобилей, отсутствия инфраструктуры для зарядки и высоких ценовых тарифов.

До недавнего времени у Volkswagen никогда не было особых причин беспокоиться об электромобилях. Вместо этого он вложил инвестиционные доллары в то, чтобы сделать свои дизельные двигатели более экономичными и доступными, что помогло ему продавать огромные объемы автомобилей и обогнать японского конкурента Toyota. В 2018 году Volkswagen поставил рекордные 10 автомобилей.8 миллионов машин. В нем говорится, что только 40 000 из них, или 0,4%, были электромобилями. Еще 60 000 были подключаемыми гибридами. По данным консалтинговой компании LMC Automotive, глобальные продажи электромобилей были лишь немного менее анемичными: из примерно 95 миллионов автомобилей, проданных по всему миру в 2018 году, 1,3 миллиона были электрики от аккумуляторов.

Отсутствие интереса со стороны традиционных автопроизводителей расчистило путь к победе на первых этапах гонки Tesla, компании, управляемой неутомимым предпринимателем Илоном Маском.По данным LMC Automotive, в 2018 году Tesla продала более 220 000 электромобилей, что примерно на 70 000 больше, чем ее ближайший конкурент, китайская государственная группа BAIC. Глобальный альянс Renault, Nissan и Mitsubishi Motors в прошлом году продал около 130 000 электромобилей, в то время как немецкие конкуренты Volkswagen, BMW и Daimler, продали 33 000 и 14 400 автомобилей соответственно. В конце списка оказалась Toyota, второй по величине производитель автомобилей в мире, который решил сосредоточиться на гибридных автомобилях и технологиях топливных элементов. В прошлом году было продано всего 1000 электромобилей, что больше нуля в 2017 году.LMC, чьи данные не включают продажи в Южной Америке, Канаде и Мексике или коммерческих фургонов, имеет Volkswagen, продающий 26 000 электромобилей.

Несмотря на то, что у электромобилей неоднозначное прошлое, руководители и аналитики автомобильной отрасли сходятся во мнении, что приближается переломный момент, когда массовое внедрение станет неизбежным из-за падения стоимости аккумуляторов, давления со стороны регулирующих органов и щедрых государственных субсидий.«Эти факторы объединились, чтобы заставить традиционную промышленность серьезно относиться к электрификации — быстрее, чем мы ожидали ранее», — сказал Макс Уорбертон, аналитик исследовательской компании Bernstein. «Это сейчас действительно происходит».

По словам Бернштейна, резкое снижение цен на аккумуляторы позволит ведущим автопроизводителям продавать полностью электрические автомобили по цене ниже, чем автомобили, работающие на бензине и дизельном топливе, уже к 2022 году.Они утверждают, что электромобили уже набирают обороты: еще в 2010 году годовые продажи были близки к нулю. «В электромобили вкладывают невероятные суммы денег, — сказал Аль Бедвелл, директор по глобальным силовым агрегатам в LMC Automotive. — Я смотрю на эту отрасль в течение 20 лет, и мне кажется, что она вроде бы сейчас не остановить ».

Бедвелл сказал, что традиционных автопроизводителей подталкивают к более быстрому продвижению благодаря двум дополнительным факторам: новым строгим правилам ЕС, которые требуют от автопроизводителей резко сократить выбросы CO2, начиная со следующего года.А в Китае, который уже является крупнейшим в мире рынком электромобилей, правительство внедрило систему, которая требует, чтобы автопроизводители производили экологически чистые автомобили или покупали кредиты на выбросы CO2, производимые их автомобилями.

Volkswagen, заплативший штрафов на сумму более 30 миллиардов долларов с момента признания в 2015 году фальсификации выбросов миллионов дизельных автомобилей, принял электричество с энтузиазмом новообращенного. «Volkswagen радикально изменится», — сказал акционерам в марте генеральный директор Герберт Дисс. «Некоторые из вас могут до сих пор тереть глаза от изумления.Но не заблуждайтесь — супертанкер набирает скорость ».

В то время как компания объявила о своих амбициях на массовом рынке электромобилей, ее люксовые бренды лидируют.Первый полностью электрический Porsche Taycan поступит в продажу в конце этого года. Тем временем Audi планирует предложить к 2025 году 12 полностью электрических моделей. На Женевский автосалон в этом году бренд представил только электрифицированные автомобили, в том числе компактный внедорожник, производство которого ожидается к концу 2020 года. Успех этих ранних роскошных моделей. жизненно важно: Volkswagen производит более 10 миллионов автомобилей каждый год, но полагается на продажу 2 миллионов Audi и Porsche для получения 65% своей прибыли.

Человек, которому поручено сделать электромобили Audi успешными, — это Стефан Ниманд, глава компании по электрификации.В интервью в штаб-квартире Audi в баварском городе Ингольштадт этот человек с бочкообразной грудью утверждал, что компания хорошо подготовлена ​​к своему электрическому будущему. По его словам, следующее поколение электромобилей будет дешевле и оснащено технологиями, которые нужны клиентам. «Мы многому научились с помощью аккумуляторной системы e-tron, аварийной системы, системы охлаждения, системы подключения и всего остального. И, конечно же, теперь мы лучше понимаем, где мы можем снизить затраты, где мы можем оптимизировать систему, где мы можем увеличить диапазон или производительность.”

Самый важный вопрос — откликнутся ли клиенты на такие автомобили, как e-tron.«Думаю, мы сделали все, что могли. Мы сделали первую машину, и я думаю, что она очень и очень хороша, — говорит Ниманд.

Задумавшись о том, готовы ли потребители массово внедрять электромобили, Ниманд вспоминает свой первый опыт работы с R8 e-tron, электрической версией двухместного спортивного автомобиля Audi, который испытывался в различных формах по крайней мере с 2010 года. .Перед тем, как вести машину, профессиональный водитель предупредил руководителя, что это будет намного быстрее, чем он ожидал. Ниманд сказал, что, по его мнению, водитель шутил. «Затем я нажал на дроссельную заслонку и… я знал, забудьте обо всем остальном».

Его опыт не оставил ему сомнений: «Это будущее.”

Ведущие производители электромобилей в 2025 году

Показатели продаж будущих лидеров отрасли

0

20 000

40 000

60 000

80 000

100 000

120 000

160 000

200 000

240 000

250 000

500 000

750 000

1 000 000

1,250,000

1 500 000

Renault-Nissan-Mitsubishi

Источник: LMC Automotive.Продажи и прогнозы
LMC не включают Южную Америку, Канаду и Мексику, а также коммерческие фургоны.

2015

Компания Nissan, производящая Leaf, объединилась с партнером по альянсу Renault, чтобы стать лидером мировых автопроизводителей по продажам электромобилей.

2016

Tesla опережает Renault и Nissan, которые остаются лидерами в чартах.Продажи электромобилей Volkswagen упали до чуть более 13 000 единиц.

2017

Nissan и Renault теряют корону электромобилей в пользу Tesla, которая продала почти 100 000 автомобилей в 2017 году.

2018

Tesla уверенно лидирует.По мере роста производства Model 3 компания продает около 222 000 автомобилей.

2025

Volkswagen является лидером среди всех автопроизводителей с более чем 1,4 миллиона продаж. Renault-Nissan и китайская Geely также обогнали Tesla.

Если удастся завоевать сердца и умы стойких фанатов скорости, вопрос для Audi состоит в том, как получить преимущество перед Tesla, которая стала синонимом электромобилей и конкурирует за тех же потребителей роскоши, что и немецкий бренд.Для Ниманда ответ заключается в том, чтобы делать то, что Audi делала более 100 лет: создавать автомобили, которыми люди хотят управлять. «Это то, в чем мы действительно хороши, — сказал он. «В этом преимущество. Если вы сравните e-tron с другими полностью электрическими автомобилями новичков, то увидите знания, которыми мы обладаем в создании автомобилей. Я думаю, клиенты это уважают ».

Ниманд признает, что Audi может многому научиться у Tesla, особенно когда речь идет о скорости внедрения инноваций.Но когда дело доходит до производства, он сказал, что у Audi есть большое преимущество. «Мистер. Маск говорил о производственном аду », — сказал он, имея в виду комментарии генерального директора Tesla, сделанные в 2017 году.« Именно здесь у нас гораздо больше опыта и знаний. С запуском e-tron мы не попали в производственный ад, и мы все еще нет, и мы не попадем в производственный ад ». Ниманд более пренебрежительно относится к попыткам технологических компаний, таких как Uber, Google и Apple, проникнуть в автомобильный бизнес. «Если вы посмотрите на все усилия по автономному вождению от Uber, Google и Apple, и если вы увидите результат до сих пор, он почти ничего не стоит.Почему? Потому что это все еще о машине ».

Tesla есть одно важное преимущество перед более традиционными конкурентами: отсутствие багажа.У американского выскочки нет крупной дилерской сети, устойчивых профсоюзов или унаследованного бизнеса, которым нужно было бы управлять. «Для традиционных автопроизводителей очень дорого стоит освоить рынок электромобилей», — сказал Бедвелл, аналитик LMC Automotive. «В то же время они должны поддерживать всю свою обычную деятельность. Вот где они получают большую часть дохода. Volkswagen, например, не может перестать продавать автомобили с двигателями внутреннего сгорания. Он не может перестать продавать дизельные автомобили в Европе.”

Срочная необходимость высвободить деньги для новых технологий заставляет автопроизводителей находить партнеров, которые разделяют расходы. BMW и Daimler, которые жестко конкурируют на рынке предметов роскоши, объявили о партнерстве, направленном на высокоавтоматизированное и автономное вождение.Они также инвестируют 1 миллиард долларов в новое предприятие по развитию мобильных сервисов, включая системы совместного использования поездок и зарядки для электромобилей. Ford будет строить автомобили на электрической платформе Volkswagen в соответствии с сделкой, о которой было объявлено в июле. Тем временем Volkswagen присоединится к своему американскому конкуренту и инвестирует в Argo AI, компанию по производству автономных транспортных средств, стоимость которой составляет 7 миллиардов долларов. Рассматриваются более кардинальные изменения. В мае Fiat Chrysler предложил слияние с Renault, которое позволило бы создать третьего по величине автопроизводителя в мире и обеспечить ежегодную экономию затрат более чем на 5 миллиардов евро (5 долларов США).6 миллиардов). Когда предложение было отозвано, Renault посетовал на упущенную возможность, заявив, что слияние имело «большую финансовую ценность» и «убедительную промышленную логику».

Выживание некоторых из самых известных мировых автомобильных брендов висит на волоске. Согласно прогнозу LMC Automotive, огромный объем инвестиций, вкладываемых Volkswagen, поможет ему продавать более 1,4 миллиона электромобилей в год к 2025 году — больше, чем у любого другого автопроизводителя, и более чем в три раза больше, чем ожидается от Tesla. Альянс Renault, Nissan и Mitsubishi Motors намерен занять второе место в 2025 году, продав почти 590 000 электромобилей в этом году.Китайская Geely, владеющая Volvo, займет третье место. Тесла будет четвертой с 413 000 автомобилей, за ней следует Toyota. Согласно прогнозам, в 2025 году Daimler, Hyundai, General Motors и Ford продадут от 330 000 до 400 000 автомобилей.

«Если вы посмотрите на все усилия по автономному вождению от Uber, Google и Apple, и если вы увидите результат до сих пор, он почти ничего не стоит.Почему? Потому что это все еще о машине ».

СТЕФАН НИМАНД, AUDI

Бедвелл сказал, что ресурсы и опыт Volkswagen помогут ему обойти Tesla, которая столкнется с новой жесткой конкуренцией за покупателей роскошных автомобилей и может продолжать испытывать проблемы роста, которые ограничивают ее способность резко наращивать производство.«У них просто есть такая позиция, — сказал Бедвелл о Volkswagen, — чтобы отгружать такие объемы и производить их более эффективно, чем у Tesla, и зарабатывать на этом деньги».

Вся отрасль готовится к решению этой задачи.Генеральный директор Ford Джим Хакетт недавно сказал CNN Business, что создание автомобилей — это не только технология. «У нас должна быть промышленная модель. Форд действительно хорош в этом », — сказал он. И он выстрелил в Маска, который также является генеральным директором космической компании SpaceX. «Мне довелось соревноваться с ученым-ракетчиком, который действительно умен, и я уважаю его за это», — сказал Хакетт. «И да, он соревнуется с главным разрушителем в Генри Форде».

На данный момент, однако, Tesla имеет преимущество. В этом году компания планирует поставить от 360 000 до 400 000 автомобилей. В нем говорится, что производство может вырасти до 500000 в течение 12 месяцев до 30 июня 2020 года, в зависимости от того, как быстро будет запущен новый завод в Шанхае. И утечки предполагают, что Porsche Taycan, который часто называют «убийцей Tesla», не оправдает этих ожиданий.По мнению аналитиков UBS, автомобилю потребуется на полсекунды больше, чем модели Tesla S Performance, чтобы разогнаться с нуля до 100 километров в час. У Porsche также не будет модельного ряда Model S.

Porsche утверждает, что производительность — это больше, чем просто скорость.Покупатели Taycan получат лучшее мастерство и материалы, но они тоже будут платить больше. Ожидается, что автомобиль будет продаваться в Германии по крайней мере за 90 000 евро (100 000 долларов США), а версия Turbo будет стоить более 150 000 евро (167 000 долларов США) — это примерно на 50 000 евро (56 000 долларов США) больше, чем модернизированная Model S. «Мы находим это. Интересно, что даже ведущий производитель спортивных автомобилей не смог превзойти Tesla по ключевым показателям », — заявили аналитики UBS.

Находясь в двух шагах от музея, до потолка забитого дизельными и бензиновыми автомобилями, Ниманд из Audi предлагает радикальные изменения.

«Тридцать лет назад или 40 лет назад дизель был непроходимым двигателем.У него почти не было лошадиных сил, ему требовалась одна минута, чтобы прогреть систему, прежде чем можно было запустить двигатель, и все такое. А потом вы увидите, на что сегодня способно дизельное топливо, это совершенно другая история », — пояснил руководитель. «То же самое, я думаю, верно и в отношении электромобильности. Сейчас мы [достигли] точки, когда вы можете производить такие автомобили, как e-tron, которые действительно удовлетворяют потребности многих клиентов. Они не идеальны, но очень хороши ».

Выступая в марте, когда он представил Model Y, генеральный директор Tesla Маск сказал: «Наша цель с самого начала состояла в том, чтобы попытаться заставить остальную автомобильную промышленность перейти на электричество.”

Кто бы ни победил, Маск скоро исполнит свое желание.

Protean Electric могут сделать электромобили более эффективными

Иллюстрация: Protean Electric Keep It Simple: Система колесного двигателя Protean Electric выглядит сложной, но на самом деле она проще, чем та, что используется в обычном электромобиле, который имеет шарниры равных угловых скоростей, приводные валы и центрально установленные трансмиссию и двигатель.

В конце XIX века Фердинанд Порше в Вене и Джозеф Ледвинка и Фред Ньюман в Чикаго прикрепили электродвигатель к каждому колесу своих безлошадных экипажей, чтобы обеспечить простую, эффективную и управляемую мощность. Эти пионеры автомобилестроения вряд ли ожидали, что электрическая силовая установка скоро исчезнет и что будет разработано все более сложное оборудование для преобразования мощности центрального двигателя внутреннего сгорания в крутящий момент на колесах.Но вот что случилось.

Однако столетие спустя желание сократить выбросы парниковых газов, меньше полагаться на ископаемое топливо и очистить воздух в наших городах возродило интерес к электрификации транспортных средств. Этот интерес особенно велик в Китае, где правительство заявило, что к 2020 году на дорогах должно появиться около 5 миллионов электромобилей. Это будет непросто, потому что многим из более чем 100 автопроизводителей страны не хватает инженерного опыта для разработки сложных электрических автомобилей. -системы привода транспортных средств.К счастью, наша компания Protean Electric может хорошо обслуживать этот рынок — благодаря колесному двигателю, который передает мощность именно туда, где она вам нужна: в колеса. Это упрощает механику, дает больше места для пассажиров и груза, а также улучшает управляемость.

При поддержке инвесторов и компаний-партнеров по всему миру Protean строит производственные мощности в Китае. Наш первый завод, расположенный в Тяньцзине, в настоящее время производит колесные двигатели в небольших количествах, и мы работаем со многими китайскими автопроизводителями, чтобы внедрить нашу технологию в их электрические и гибридные автомобили.Если все пойдет по плану, в любую минуту мы увидим автомобили с нашими моторами в продаже. Итак, давайте более подробно объясним, как работают эти двигатели и почему мы думаем, что они олицетворяют будущее электрификации автомобилей.

Присоединение двигателей непосредственно к колесам может показаться очевидным, хотя бы из-за механической простоты, которую обеспечивает эта стратегия. Тем не менее, ни один из крупных производителей не делает этого с гибридными автомобилями или электромобилями. Почему нет?

Для некоторых производителей нежелание использовать колесные двигатели связано с опасениями по поводу так называемой неподрессоренной массы.Эта фраза относится к массе всего, что находится между подвеской автомобиля и дорогой. В обычном транспортном средстве это включает в себя тормоза, подшипники, колеса, шарниры равных угловых скоростей (устройства на концах ведущих осей, которые позволяют им передавать мощность под углом) и шины. Он не включает в себя остальную часть трансмиссии, а именно двигатель или мотор и трансмиссию, которые размещены на шасси автомобиля, как правило, под капотом.

Сведение неподрессоренной массы к минимуму — это хорошо.Уменьшение этого параметра улучшает качество езды для водителя и пассажиров и позволяет подвеске удерживать шины в контакте с дорогой.

All in One: Pd18, флагманский продукт Protean Electric, помещается в 18-дюймовый (46 сантиметровый) обод колеса. Двигатель может генерировать до 75 киловатт или чуть более 100 лошадиных сил на каждое приводимое колесо. Без трансмиссии он может развивать крутящий момент, сравнимый, если не лучший, с крутящим моментом обычного автомобиля. Система ProteanDrive также содержит подшипники и тормоза, поэтому отдельные компоненты для этих функций не требуются. Фото: Protean Electric

Транспортное средство с приводом от колесных электродвигателей, конечно, будет иметь значительно большую неподрессоренную массу, потому что вес двигателя будет приходиться на каждое приводимое колесо. Таким образом, многие автомобильные конструкторы считают, что колесные двигатели по своей сути являются проблематичными. Но действительно ли эти опасения оправданы?

В самом начале мы обратились в компанию Lotus Engineering, в Англии, признанного эксперта в области плавности хода и управляемости, и попросили ее инженеров объективно исследовать влияние неподрессоренной массы на управляемость автомобиля.Для нашей компании это было бы решающим испытанием.

Lotus добавил массу до 30 кг каждому из четырех колес Ford Focus и оснастил автомобиль приборами для измерения вибрации и движения. Компания поддержала свою работу компьютерным моделированием, чтобы лучше понять эффекты добавления статической и вращающейся массы к колесам. Кроме того, обученные водители выполнили стандартизированные оценки, чтобы предоставить дополнительную информацию о том, как добавленная масса повлияла на езду и управляемость.

Lotus обнаружил, что эффект увеличенной неподрессоренной массы, хотя и заметный для обученного водителя, на самом деле был не таким значительным. Благодаря добавленной массе автомобилю казалось, что его подвеска и рулевое управление еще не прошли обычную настройку, которая является стандартной частью разработки автомобиля.

Инженеры Lotus смогли устранить большую часть эффекта дополнительной неподрессоренной массы, применив немного большее демпфирование подвески. Более того, они обнаружили, что когда эта неподрессоренная масса исходила от реальных двигателей, прикрепленных к колесам, способность приводить в действие каждую сторону автомобиля независимо друг от друга значительно улучшала управляемость автомобиля.

Мы провели аналогичные исследования на других автомобилях. И во всех случаях мы обнаружили, что после перенастройки амортизаторов и добавления индивидуального управления колесами общее влияние на управляемость автомобиля улучшается. Так что неподрессоренная масса в конце концов не является препятствием.

Присоединение двигателей непосредственно к колесам могло бы показаться очевидным, хотя бы из-за механической простоты, которую обеспечивает эта стратегия. Однако ни один из крупных производителей этого не делает.

Еще одна проблема, связанная с использованием колесных двигателей, связана с дополнительной сложностью программного обеспечения для контроллера двигателя.Это программное обеспечение должно принимать решения о том, какой крутящий момент требуется от каждого двигателя в каждый момент времени, в зависимости от состояния автомобиля и команд водителя. В обычных условиях просто запустить два двигателя вместо одного. Но если неисправность происходит в одном двигателе, контроллеру необходимо предотвратить развитие опасной асимметрии, которая может привести к неконтролируемому оттягиванию автомобиля в сторону.

Нашим ответом на эту очень важную проблему безопасности было встраивание в наши двигатели двух полностью независимых систем, которые могут обнаруживать неисправность и выравнивать крутящий момент между двумя или более двигателями.Транспортные средства должны соответствовать ISO 26262, стандарту безопасности, который требует доказательства того, что опасный технический сбой будет чрезвычайно маловероятным. Это чрезвычайно сложный стандарт, но мы уверены, что наши двигатели помогут автопроизводителям соответствовать этим требованиям.

А как насчет стоимости? Независимо от того, насколько высока технология, клиенты будут уклоняться, если она будет слишком дорогой. Мы сравнили стоимость типичной электрической трансмиссии, включающей коробку передач, двигатель, дифференциал и карданный вал, со стоимостью двух колесных двигателей.Хотя два двигателя несколько дороже, чем один центральный двигатель и трансмиссия, колесная система более эффективна, поскольку имеет меньшую массу и не страдает потерями на трение в трансмиссии. Это означает, что во многих случаях автопроизводитель может поставить автомобиль, который едет быстрее или дальше (или и то, и другое), но при этом стоит не больше, чем конкурирующие модели.

Комната для восьми: В апреле Protean Electric объявила о стратегическом партнерстве с LM Industries по поставке колесных двигателей для автономного пассажирского шаттла этой компании, нового транспортного средства, получившего название «Olli».” Фото: Local Motors

Еще одна проблема, которая была высказана в отношении колесных двигателей, — это их предполагаемая недостаточная долговечность. Размещение двигателей в колесах, а не под капотом, означает, что они будут повреждены при движении автомобиля по неровной дороге. Они также будут забрасываться водой, песком, гравием и прочим мусором, который мы регулярно проезжаем. Да, в этих условиях могут возникнуть проблемы, но мы показали в ходе обширных реальных испытаний, что вполне возможно разработать продукт, который выдержит все испытания.

Сейчас мы видим высокий спрос в приложениях, в которых колесные двигатели могут обеспечить очевидные конкурентные преимущества, таких как грузовые автомобили с низким полом и электрические полноприводные легковые и грузовые автомобили.

Подобные опасения в прошлом не позволяли большинству автопроизводителей осознавать преимущества колесных двигателей. Некоторые исследовали их в концептуальных автомобилях, а несколько компаний сейчас пытаются вывести на автомобильный рынок колесные двигатели, которые уже давно стали популярными для велосипедов и скутеров.Protean Electric возглавляет этот пакет, выполнив необходимые инженерные работы, чтобы сделать наши колесные двигатели действительно привлекательным способом питания электромобиля.

Наша новая система двигателя в колесе, , которую мы называем ProteanDrive, представляет собой полную трансмиссию в колесе. Но, возможно, трансмиссия — не лучшее слово, чтобы описать это: нет шестерен или трансмиссии. Вместо этого ротор электродвигателя подключается непосредственно к ступице, передавая крутящий момент от двигателя на колесо.В результате достигается максимальная эффективность и компактность.

Несмотря на то, что мы разрабатывали двигатели разных размеров для различных применений, наш флагманский продукт — Pd18, названный так потому, что он предназначен для установки в обод колеса диаметром 18 дюймов (около 46 сантиметров). Pd18, который весит 36 килограммов (79 фунтов), может обеспечить крутящий момент 1250 ньютон-метров (922 фут-фунта) и 75 киловатт мощности на колесе. Это означает, что два из них могут предложить до 2500 Нм крутящего момента и 150 кВт мощности.

Это может показаться чрезмерно большим количеством энергии, учитывая, что типичный автомобильный двигатель внутреннего сгорания может производить всего несколько сотен ньютон-метров.Но вы должны помнить, что в обычном автомобиле крутящий момент двигателя умножается на любое передаточное число между двигателем и колесами. На первой передаче это может быть число вроде 10; на более высоких передачах множитель будет ниже. Таким образом, пара Pd18 может соответствовать типичному уровню крутящего момента на колесах, который может обеспечить обычный автомобиль.

В основе нашего ProteanDrive лежит синхронный двигатель с постоянными магнитами и набор тесно интегрированной электроники. Электроника посылает точно контролируемые токи в обмотки электромагнитов двигателя, создавая магнитные поля, которые взаимодействуют с редкоземельными постоянными магнитами, прикрепленными к ротору.Благодаря этому механизму каждый двигатель в колесе может передать требуемый крутящий момент всего за миллисекунду.

Электронная схема спроектирована так, чтобы вписаться в общий блок двигателя и совместно с двигателем, чьи обмотки проходят через обмотки до 90 ампер и, таким образом, выделяют много отходящего тепла. Это тепло вместе с теплом от электроники уносится водой, протекающей через канал охлаждающей жидкости в корпусе двигателя. Охлаждающая жидкость находится в хорошем тепловом контакте как с электронными компонентами, так и с обмотками двигателя.Эти обмотки залиты защитной эпоксидной смолой, которая помогает отводить тепло. Такая тесная интеграция двигателя и приводной электроники позволяет очень маленькому двигателю вырабатывать большую мощность.

Программное обеспечение, работающее на микропроцессоре, поддерживаемом программируемой вентильной матрицей, принимает 16000 решений в секунду о том, какое напряжение должно быть приложено к обмоткам, на основе измерений датчиков, которые предоставляют информацию об электрическом и тепловом состоянии двигателя в виде а также его положение и скорость.Программное обеспечение гарантирует, что электрические токи, протекающие через двигатель, идеально подходят для плавной и бесшумной работы.

Lean and Clean: установка подвесных моторов создает дополнительное пространство на шасси для пассажиров или груза. Фото: Protean Electric

Поскольку двигателю не требуется трансмиссия, дифференциал или шарниры постоянной скорости (CV) для соединения с колесами, он теряет гораздо меньше энергии на трение и, таким образом, может использовать меньшую батарею для обеспечения того же диапазона.Это означает значительную экономию. Это также обещает снизить эксплуатационные расходы, так как любой автовладелец, которому пришлось заменить порванный пыльник CV, будет признателен.

Пространство — еще одно преимущество. Без большого электродвигателя под капотом в машине гораздо больше места для людей и вещей. Размещение двигателей на колесах дает конструкторам большую свободу при разработке новых компоновок транспортных средств, что, как начинают понимать наши клиенты, имеет огромную ценность.

Управляемость — вот где действительно сияют колесные моторы.Обычные автомобили реализуют такие функции, как контроль тяги и устойчивости, замедляя колесо, которое вращается быстрее, чем должно. Но такой подход довольно медленный и ограничивается применением тормозящей силы. Чтобы разблокировать скользящую шину, было бы предпочтительнее применить некоторый крутящий момент. Вы можете сделать это с помощью колесных двигателей. Действительно, вы можете обеспечить точно контролируемый тормозной или двигательный момент в миллисекундном масштабе времени и тем самым значительно улучшить контроль тяги и устойчивость, сократить тормозной путь и повысить управляемость и безопасность.