Cum funcționează o mașină electrică: componentele explicate simplu

O mașină electrică are mult mai puține piese în mișcare decât una pe benzină, dar asta nu înseamnă că e simplă. Energia trece prin câteva componente care lucrează împreună, iar dacă una dintre ele are o problemă, mașina îți arată de obicei o eroare și limitează puterea. Mai jos le iei pe rând.

Bateria de tracțiune

Este „rezervorul” mașinii: un pachet de celule litiu-ion, legate în module, care lucrează de obicei la 350–400 de volți. Unele modele mai noi, precum Hyundai Ioniq 5, Kia EV6 sau Porsche Taycan, folosesc o arhitectură de 800 de volți, care permite încărcare rapidă la puteri mai mari.

Bateria are propriul „creier”, sistemul de management al bateriei (BMS). El urmărește tensiunea fiecărui grup de celule, temperatura și curentul, echilibrează celulele între ele și oprește încărcarea sau descărcarea dacă ceva iese din limite. Starea bateriei se măsoară, nu se ghicește: la o testare a bateriei vedem exact cum stau celulele.

Invertorul

Bateria dă curent continuu, dar motorul de tracțiune folosește curent alternativ trifazat. Invertorul face conversia și, prin felul în care o face, controlează turația și cuplul motorului. La frânare, procesul se inversează: invertorul trimite înapoi în baterie energia produsă de motor. E o componentă de putere care se încălzește mult, de aceea are răcire cu lichid. Când apar probleme aici, intră în discuție repararea invertorului.

Motorul electric și reductorul

Majoritatea mașinilor electrice folosesc motoare sincrone cu magneți permanenți; unele, precum primele Tesla Model S, au folosit motoare asincrone. Motorul dă cuplu maxim aproape de la zero, de aceea mașina pleacă energic de pe loc.

În loc de cutie de viteze clasică, cele mai multe electrice au un reductor cu o singură treaptă. Motorul se învârte suficient de repede ca să acopere toată plaja de viteze fără schimbări de treaptă.

Încărcătorul de bord și convertorul DC-DC

• Încărcătorul de bord (OBC) transformă curentul alternativ din priză sau din wallbox în curent continuu pentru baterie. Puterea lui, de exemplu 7,4 sau 11 kW, stabilește cât de repede încarci în curent alternativ.
• La încărcarea rapidă în curent continuu, stația ocolește încărcătorul de bord și alimentează bateria direct.
• Convertorul DC-DC coboară tensiunea bateriei mari pentru a încărca bateria de 12 volți și a alimenta luminile, ecranele și calculatoarele. El ține locul alternatorului.

Dacă mașina nu mai încarcă la priză, dar merge la stația rapidă, vinovatul e adesea încărcătorul de bord. Detalii găsești la convertor DC-DC și încărcător de bord.

Sistemul de răcire

Bateria lucrează cel mai bine într-un interval restrâns de temperatură, cam cel în care te simți și tu confortabil. De aceea majoritatea electricelor au circuite de răcire cu lichid pentru baterie, invertor și motor, iar multe au și pompă de căldură. Un circuit de răcire neglijat scurtează viața bateriei; vezi răcirea bateriei hibride.

Frânarea regenerativă

Când ridici piciorul de pe accelerație sau frânezi ușor, motorul devine generator și încarcă bateria. Așa recuperezi o parte din energie și folosești mult mai puțin frânele. Am scris despre asta în detaliu în articolul despre frânarea regenerativă.

Și hibridele?

O mașină hibridă are aceleași componente electrice, doar mai mici, plus un motor termic. Diferențele dintre hibrid, plug-in și electric le găsești în ghidul despre tipurile de mașini hibride și electrice.