電気自動車は、従来の自動車とは根本的に異なる方法で機能します。内燃エンジンには多くの可動部品があり、EV には独自の複雑さがありますが、機械式というよりははるかにデジタル的です。電気自動車がどのように動作するかを詳しく見てみましょう。
EV バッテリー パックはどのように機能しますか?
EV はガソリンの代わりにバッテリー パックから電力を得ます。バッテリー パックは通常、重量を可能な限り低く抑えるために車の下側に沿って配置されています。これは複数のモジュールで構成されており、単三電池と同様のサイズの個々の電池セルに分割されます。高温になったバッテリーは爆発する可能性があるため、セル間に冷却剤の層が流れます。バッテリー管理システムが冷却剤を制御し、各セルが同じ速度で消耗するようにすることで、パックの寿命を延ばします。
に関する記事全体がありますが、簡単に説明すると、リチウム原子を電池の一方の側からもう一方の側に移動させることによって、電子が回路を介して引き出されるということです。電子はこれらのリチウムイオンを追いかけようとしますが、バッテリー内の分離膜が電子の移動を妨げます。その結果、電話、タブレット、電球、コンピューター、自動車にも電力を供給する電線を通さなければなりません。バッテリーを充電すると、バッテリーに電子を充填することにより、リチウム原子がバッテリーの元の側に引き戻されます。
EV インバーターはどのように動作するのですか?
家庭用電化製品のほとんどは交流で動作します。これは、電子が設定された間隔でワイヤーの中を絶えず行き来していることを意味します。ただし、バッテリーは 直流 で動作するため、電子は一定の流れで一方向に発射されるだけです。 EVはインバータを使用して、バッテリーパックの電流をモーターに到達する前に直流から交流に変更します。インバータによる交流周波数の変化は電気自動車の速度に直接影響するため、これは重要なステップです。
EVのモーターはどのように動作するのでしょうか?
EV モーターは回転磁界を生成することで電気を動かします。ステーターと呼ばれる円筒にはしっかりと巻かれた銅線が入っており、インバーターからの交流電流がその中を流れます。電流が交互に流れるため、これらの磁場の N 極と S 極が前後に切り替わります。わずかに異なる電気周波数で異なる回路を実行することにより、磁場全体が回転します。
ステーターの内側では、自由に浮遊するローターがこれらすべての回転磁場の影響を感じます。ステータに電流が流れると、磁気吸引力によりロータがそれに追いつくために回転します。結局のところ、ステーターの反対側のローターの磁極は引き付けられ、同じ極は反発します。ステーターを通して送り出される電力が増えるほど、磁場の回転は速くなります。ローターが車軸を動かし、それが EV の車輪を回転させます。 EV モーターが生成するパワーは大きいため、ローターからホイールに伝達される前に、減速機と呼ばれる必要なコンポーネントが力を必要なレベルまで下げます。
EV モーターは単なるモーターではなく、発電機のように機能することもできます。 EV にブレーキをかけると、減速する車両の機械的な力によってローターが回転し、ステーターを流れる電流が発生してバッテリーに戻ります。
車両の減速に必要な力の多くは回生ブレーキにかかるため、EV のブレーキパッドの摩耗は通常の車よりも少なくなります。 EV は、ブレーキ時だけでなく、全般的に機械的ストレスが大幅に軽減されます。 EV モーターは、内燃エンジンのような繰り返しの爆発的な化学反応に対処したり、ピストンの直線的な力をクランクシャフトを介して回転力 (トルク) に変換したり、変動する力の入力を安定させるためにフライホイールに依存したりすることはありません。全体として、これは EV の修理費にとって良いニュースです。
これが電気自動車の内部構造についての洞察を提供することを願っています。 EV は世界を席巻しているので、その仕組みについてある程度の知識は持っておくとよいでしょう。