Rynek pojazdów elektrycznych przebył długą drogę w ciągu ostatnich 10 lat dzięki wielu czynnikom i postępowi technologicznemu. Świadomość zagrożeń związanych ze zmianami klimatycznymi, innowacje w dziedzinie materiałoznawstwa oraz poprawa wydajności energetycznej baterii utorowały drogę elektrycznym pojazdom dojeżdżającym do pracy, które widzimy dzisiaj.

Pojazdy te są przyjazne dla środowiska, tańsze od pojazdów benzynowych zarówno pod względem kosztów początkowych, jak i paliwa, a także są wygodne w podróżowaniu po ciasnych uliczkach i przechowywaniu w ograniczonych przestrzeniach. Ale co wchodzi w skład jednego z tych miejskich pojazdów? Jak one działają na poziomie technicznym?

Weźmy za przykład hulajnogę elektryczną Levy, na którym opiera się niniejsza analiza, ponieważ jest on dobrym odzwierciedleniem stosunku przystępności do wydajności, na jaki pozwala postęp technologiczny. Weźmiemy pod uwagę skuter elektryczny w 4 częściach: Korpus, bateria, silnik i kontroler silnika.

Korpus jest wykonany z lotniczego stopu

Aluminium jest lekkie, bogate i mocne. Zapewnia ochronę, trwałość i długowieczność stali, a jednocześnie ma 2,5-krotnie mniejszą gęstość. Ten czynnik zmniejszający masę jest ważny zwłaszcza w pojazdach elektrycznych i pozwala akumulatorowi zużywać mniej energii na pokonanie bezwładności stojącego pojazdu. Przekłada się to na dłuższą jazdę i szybsze przyspieszenie.

Levy jest wyjątkowy w tym, że bateria jest przechowywana w przedniej części kierownicy hulajnogi elektrycznej, w przeciwieństwie do innych hulajnóg, może być usunięta i zastąpiona w pełni naładowanym akumulatorem. Jednym z głównych powodów, pojazdy elektryczne są nawet możliwe są wielkie postępy w technologii baterii, a zwłaszcza gęstości energii baterii. Bateria z wyboru dla większości nowoczesnych urządzeń to bateria litowo-jonowa. Znajdują się one w Twoim telefonie, laptopie, a teraz także w Twoim pojeździe elektrycznym!

Jak działa bateria?

Bateria składa się z anody, katody, separatora pomiędzy nimi oraz medium, przez które może przepływać energia. Anoda i katoda przerzucają jony litu tam i z powrotem pomiędzy sobą, z katody do anody podczas ładowania i odwrotnie podczas rozładowywania. Ten przepływ jonów generuje elektrony, a więc energię elektryczną. Zmniejszając przestrzeń pomiędzy anodą a katodą udało nam się zwiększyć pojemność energetyczną naszych baterii przy jednoczesnym zmniejszeniu ich rozmiarów.

To dzięki temu Twój telefon jest tak cienki, a w trzonku hulajnogi można zmieścić baterię o mocy wystarczającej do napędzania człowieka! Ta przestrzeń jest wypełniona cieczą, która przewodzi jony; w przyszłości mamy nadzieję, że dostępne będą baterie z suchymi ogniwami. Dzięki temu ciecz zostanie zastąpiona przewodzącym ciałem stałym, co pozwoli na stworzenie jeszcze cieńszych i bardziej gęstych energetycznie akumulatorów.

A więc, do czego służy ta bateria? Co dokładnie zasila skuter elektryczny? Twoja bateria litowo-jonowa służy do zasilania silnika, oczywiście! Istnieje kilka różnych typów silników elektrycznych, ale dla naszych celów bezszczotkowy silnik prądu stałego jest tym, co ma znaczenie.

Czy zastanawiałeś się kiedyś nad tym, jak działa silnik elektryczny? Nie używa on wału napędowego, tak jak silniki w konwencjonalnych samochodach. Silniki elektryczne wykorzystują magnetyzm do obracania czegoś, co nazywa się armaturą. Możesz zobaczyć armaturę poniżej, jest ona w środku silnika Levy’ego, to małe ramię wystające w górę. Armatura ma magnesy wewnątrz. Na zewnątrz silnika, wszystkie te miedziane cewki, są elektromagnesami i nazywane są „stojanem”.

Elektromagnesy otaczają twornik w pełnym 360-stopniowym okręgu i odwracają swoją polaryzację indywidualnie w kółko jeden po drugim, tak że magnesy w tworniku podążają za nim, generując moment obrotowy. Armatura podąża za stojanem dzięki przeciwnym biegunom, tak jak magnesy, którymi bawiłeś się w dzieciństwie, z tą różnicą, że biegunami tymi można manipulować i zmieniać je za pomocą prądu elektrycznego. Widzisz, jak to całe gadanie o bateriach powraca? Zobacz tutaj.

Jak szybko chcesz jechać hulajnogą elektryczną?

Wreszcie, jak powiedzieć komputerowi, jak szybko chcesz jechać? Jasne, na końcu po prostu przekręcasz uchwyt lub pokrętło i rzecz się porusza, ale co dzieje się za kulisami? Aby komunikować się z silnikiem, skutery elektryczne używają tego, co nazywa się „kontroler silnika”. Sterownik silnika ma płytkę drukowaną, a dzięki czujnikom i oprogramowaniu odczytuje przychodzące dane i odpowiednio na nie reaguje. Na przykład, sterownik silnika może odczytać poziom naładowania baterii, aby określić, czy masz wystarczająco dużo energii, aby kontynuować zasilanie silnika.

Odczytuje on dane z przepustnicy, aby określić, ile soku należy dostarczyć silnikowi. To również pomaga hamować, jak odczytuje dane z różnych mechanizmów hamowania na skuterze. Twój kontroler silnika jest mózgiem urządzenia, a bez niego nie byłbyś w stanie komunikować się z skuterem w ogóle.

Elektryczny skuter jest proste urządzenie wykonane z 3 głównych części na aluminiowym ciele. Jednak zajęło nam dziesiątki lat, aby dostać się do tego punktu, aby być w stanie stworzyć te urządzenia. Jest to cud współczesnej inżynierii, więc skorzystaj z niego! Spraw, aby Twój dojazd do pracy był szybszy, tańszy i bardziej przyjazny dla środowiska. Baterie i czasy jazdy będą coraz lepsze, więc upewnij się, że masz oko na rynek pojazdów elektrycznych, to ekscytujący czas dla podróży.