-
najważniejszym elementem auta elektrycznego jest akumulator – w ID.3 zastosowano akumulator wysokiego napiÄ™cia, który potrafi zapewnić zasiÄ™g do 549 km (wg WLTP)
-
w porównaniu z konwencjonalnymi silnikami benzynowymi i Diesla elektryczna jednostka napÄ™dowa jest mniej skomplikowana i na tyle maÅ‚a, że mieÅ›ci siÄ™ w torbie
-
moment obrotowy elektrycznej jednostki napÄ™dowej jest przenoszony na koÅ‚a za poÅ›rednictwem bardzo niewielkiej skrzyni biegów, która ma tylko jedno przeÅ‚ożenie
-
wszystkie możliwości techniczne, jakie stwarza elektryczny układ napędowy pozwala wykorzystać skonstruowana od nowa platforma MEB
Praktycznie rzecz biorÄ…c, samochód elektryczny jest skonstruowany wokóÅ‚ centralnego elementu jaki stanowi akumulator, dziÄ™ki temu w pojeździe zawsze jest dostatecznie dużo miejsca, by zamontować „bateriÄ™” żądanej wielkoÅ›ci. Taki sposób konstrukcji ma liczne zalety ze wzglÄ™du na usytuowanie akumulatora i towarzyszÄ…cych mu urzÄ…dzeÅ„. PÅ‚aski ksztaÅ‚t i umieszczenie go w podÅ‚odze auta sprawiajÄ…, że kabina elektrycznego ID.3 jest dużo wiÄ™ksza niż konwencjonalnych samochodów. Aluminiowa obudowa akumulatora, której elementem jest rama wzmacniajÄ…ca, chroni go przed skutkami zderzenia i zapewnia autu stabilność; jest przy tym lekka. WÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci aerodynamiczne samochodu poprawia z kolei – także aluminiowa – pÅ‚yta chroniÄ…ca akumulator od strony podwozia.
W ukÅ‚adzie wysokonapiÄ™ciowym wykorzystuje siÄ™ cele litowo-jonowe, stosowane również w akumulatorach telefonów komórkowych czy laptopów. Pojedyncza cela jest najmniejszym elementem ukÅ‚adu – gromadzi energiÄ™, a nastÄ™pnie jÄ… oddaje. W jednym module akumulatora znajdujÄ… siÄ™ 24 cele. Liczba moduÅ‚ów, które tworzÄ… ukÅ‚ad może być różna. ModuÅ‚owa konstrukcja daje wiele możliwoÅ›ci – zależnie od liczby moduÅ‚ów zasiÄ™g auta może być mniejszy lub wiÄ™kszy, stosownie do życzenia klientów. Zasadnicza struktura ukÅ‚adu akumulatora jest jednak zawsze taka sama. UkÅ‚ad zastosowany w ID.3 skÅ‚ada siÄ™ z 12 moduÅ‚ów. W systemie tym panuje napiÄ™cie 408 V – znacznie wyższe niż w domowym gniazdku prÄ…du, w którym napiÄ™cie wynosi tylko 230 woltów. ModuÅ‚ wysokiego napiÄ™cia steruje przepÅ‚ywem energii pomiÄ™dzy akumulatorem a silnikiem elektrycznym zamieniajÄ…c przy tym prÄ…d staÅ‚y (DC) zgromadzony w akumulatorze w przemienny (AC) sÅ‚użący do zasilania silnika. JednoczeÅ›nie instalacja elektryczna prÄ…du staÅ‚ego 12V za pomocÄ…̨ przetwornika DC/DC jest zaopatrywana w niskie napiÄ™cie. Akumulator może być Å‚adowany prÄ…dem zmiennym o maksymalnej mocy 11 kW lub staÅ‚ym o mocy do 125 kW.
Silnik ID.3, bÄ™dÄ…cy jednym z komponentów moduÅ‚owej platformy MEB, jest – w porównaniu z konwencjonalnymi silnikami benzynowymi i Diesla – znacznie mniej skomplikowany, a przez to maÅ‚y. CaÅ‚y moduÅ‚ napÄ™dowy, wÅ‚Ä…cznie z przekÅ‚adniÄ…, zajmuje tak maÅ‚o miejsca, że mieÅ›ci siÄ™ w typowej sportowej torbie. UkÅ‚ad napÄ™dowy waży tylko 90 kg i w modelu ID.3 uzyskuje maksymalnÄ… moc 150 kW (204 KM).
W każdym silniku elektrycznym znajduje siÄ™ nieruchomy stojan i obracajÄ…cy siÄ™ w nim wirnik. Stojan skÅ‚ada siÄ™ ze zwojów miedzianego drutu. JeÅ›li przez zwoje przepÅ‚ywa prÄ…d elektryczny, w statorze pojawia siÄ™ pole magnetyczne, które powoduje obroty wirnika. Ruch obrotowy polega na prostej zasadzie fizycznej: różnoimienne bieguny magnesów przyciÄ…gajÄ… siÄ™, a jednoimienne odpychajÄ…. Zgodnie z tym wyróżnia siÄ™ dwa rodzaje silników elektrycznych: stale wzbudzone silniki synchroniczne oraz silniki asynchroniczne. Mocny magnes w funkcji wirnika, który obraca siÄ™ zgodnie (synchronicznie) z polem magnetycznym stojana to wyróżnik stale wzbudzonego silnika synchronicznego. W silniku asynchronicznym wirnik staje siÄ™ magnesem poprzez doprowadzenie do niego prÄ…du elektrycznego i podąża za polem magnetycznym stojana. W nowym Volkswagenie ID.3 montuje siÄ™ silnik elektryczny oznaczony jako APP 310. Jest to stale wzbudzona jednostka synchroniczna. Symbol „APP” oznacza, że silnik i przekÅ‚adnia sÄ… umieszczone w tej samej osi, z kolei oznaczenie liczbowe odnosi siÄ™ do maksymalnego momentu obrotowego silnika, który wynosi 310 Nm.
Moment obrotowy elektrycznej jednostki napÄ™dowej APP 310 jest przenoszony na koÅ‚a samochodu za poÅ›rednictwem bardzo niewielkiej skrzyni biegów. Ma ona tylko jedno przeÅ‚ożenie, ale doskonale spisuje siÄ™̨ we wszystkich sytuacjach drogowych. Nowy mechanizm zawiera też mniejszÄ… liczbÄ™ kóÅ‚ zÄ™batych.
SiÅ‚a, która umożliwia przemieszczanie siÄ™ pojazdu, a także prÄ™dkość jazdy zależą od liczby obrotów silnika. Wraz z ich wzrostem siÅ‚a przenoszona na koÅ‚a – moment obrotowy – może siÄ™ zmieniać. W samochodzie wyposażonym w silnik spalinowy, moment obrotowy roÅ›nie razem ze zwiÄ™kszajÄ…cÄ… siÄ™ liczbÄ… obrotów, a później maleje. Inaczej jest w aucie elektrycznym – tu maksymalny moment obrotowy jest wytwarzany natychmiast i pozostaje niezmienny w szerokim zakresie obrotów. Stosowanie skrzyni biegów z wieloma przeÅ‚ożeniami po to, by uzyskać żądanÄ… prÄ™dkość jazdy lub moment obrotowy w caÅ‚ym zakresie obrotów nie jest wiÄ™c niezbÄ™dne.
Z tego powodu w Volkswagenie ID.3 zastosowano 1-biegowÄ… przekÅ‚adniÄ™ z dwoma stopniami. Å»eby samochód mógÅ‚ jechać do tyÅ‚u po prostu zmienia siÄ™ kierunek obrotów silnika elektrycznego. Za to i za sposób rozwijania mocy jest, oprócz innych komponentów, odpowiedzialny moduÅ‚ elektroniczny. Å»eby elektryczna jednostka napÄ™dowa osiÄ…gnęła maksymalnÄ… moc o wartoÅ›ci 150 kW musi uzyskać wysokie obroty. Po to by dostarczyć wysoki moment obrotowy potrzebne jest 10-krotne przeÅ‚ożenie. Aby zaoszczÄ™dzić miejsca uzyskano je nie poprzez zastosowanie dużego koÅ‚a zÄ™batego lecz dziÄ™ki dwóm mniejszym dziaÅ‚ajÄ…cym dwustopniowo. W wypadku Volkswagena ID.3, którego konstruktorom zależaÅ‚o na uzyskaniu jak najwiÄ™kszego zasiÄ™gu, zastosowanie tylko jednego przeÅ‚ożenia we wszystkich sytuacjach drogowych okazaÅ‚o siÄ™ zupeÅ‚nie wystarczajÄ…ce.
Ponieważ silnik elektryczny pracuje bardzo cicho, szczególnie ważny w pojazdach zasilanych tego rodzaju energiÄ… staje siÄ™ komfort akustyczny – chodzi o to, że z pozoru ciche dźwiÄ™ki stajÄ… siÄ™ wyraźnie sÅ‚yszalne. Dlatego elementy 1-biegowej przekÅ‚adni sÄ… produkowane na tyle precyzyjnie, by podczas ich pracy nie powstawaÅ‚ zbyt duży haÅ‚as. Sprawdza siÄ™ wiÄ™c nie tylko parametry dotyczÄ…ce mocy elektrycznego zespoÅ‚u napÄ™dowego, lecz również te majÄ…ce znaczenie dla powstawania dźwiÄ™ków.
Zarówno najnowszy, jak i pozostaÅ‚e odcinki podcastu można znaleźć na najwiÄ™kszych platformach podcastowych: Spotify, Apple Podcasts, Google Podcasts, Stitcher i YouTube oraz na stronie internetowej: https://www.volkswagen.pl/pl/elektromobilnosc/elektrycznie-tematyczni.html.