Jednostki napędowe w pojazdach elektrycznych
W pojazdach elektrycznych stosowane są dwa rodzaje silników elektrycznych - silniki AC prądu zmiennego (trójfazowe) oraz silniki DC prądu stałego.
Silniki prądu zmiennego AC
Trójfazowe silniki prądu zmiennego cechuje stosunkowo niska cena i stały moment obrotowy (przez co nie ma konieczności stosowania skrzyni biegów). Silniki AC można bezpośrednio zamontować przy kołach pojazdu lub przy mechanizmie różnicowym osi napędowej pojazdu. Silniki montowane bezpośrednio przy kołach powinny charakteryzować się niską prędkością obrotowa rzędu 1500obr/min, co teoretycznie powinno pozwolić rozpędzić pojazd do 170km/h. Niskoobrotowy silnik powinien pracować na wysokich obrotach, przy których wytwarza najmniej ciepła, a jego sprawność jest najwyższa. Dla tego stosowanie szybszych silników mija się z celem.
Mimo, iż silniki AC mogą pracować z pominięciem skrzyni biegów, zastosowanie skrzyni biegów może się przydać w sytuacjach wymagających mocy na kołach takich jak: jazda z dużym obciążeniem, jazda pod górę, czy jazda w trudnym terenie.
Sterowanie silnikiem AC
Do efektywnego sterowania silnikiem AC wymagany jest falownik (przekształtnik energoelektroniczny). Falownik z zaimplementowanym algorytmem sterowania momentem i prędkością zasila silnik elektryczny napędzający pojazd. Falownik zamienia napięcie stałe na napięcie zmienne trójfazowe. Teoretycznie moc falownika powinna być o około 30% większą od mocy samego silnika AC. Samo sterowanie falownikiem odbywa się poprzez potencjometr wbudowany w pedał przyspieszenia (gazu).
Odzysk energii przy silniku AC
Odzysk energii z pojazdu jest szczątkowy, ale może być bardziej efektywny niż w pojazdach z silnikiem spalinowym. W pojeździe z silnikiem AC energia może być odzyskiwana poprzez alternator lub zespół alternatorów w trakcie hamowania lub podczas jazdy na luzie. Podczas pracy alternatora lub zespołu alternatorów powstaje względnie duży opór obrotowy, w wyniku którego pojazd jest szybko wyhamowywany niż przy użyciu samych hamulców, co przekłada się na wydłużeniu żywotności materiałów eksploatacyjnych takich jak tarcze i klocki hamulcowe.
Silniki prądu stałego DC
Zastosowanie silnika prądu stałego nie wymaga stosowania skomplikowanych układów sterujących. Zmiana kierunku obrotów silnika odbywa się poprzez zmianę polaryzacji +/- na szczotkach komutatora. W silnikach DC szczotki podlegają okresowej wymianie. W przeciwieństwie do silników AC, w silnikach DC moment obrotowy zależy od obrotów - wraz ze wzrostem obrotów spada moment obrotowy, dlatego zastosowanie skrzyni biegów wydaje się być niezbędne (wyjątkiem mogą być silniki wolnoobrotowe).
Sterowanie silnikiem DC
Do sterowania silnikiem DC służy regulator sprzędzony ze specjalnymi układami zabezpieczającymi i kontrolującymi parametry prądu (zabezpieczając silnik m.in. przed dużymi skokami napięcia). Sterowanie regulatorem odbywa się za pomocą potencjometru umieszczonego w pedale przyspieszenia (gazu).
Odzysk energii przy silniku AC
Podczas hamowania lub podczas jazdy na luzie silnik DC działa jak prądnica.W przypadku silników DC, gdy są napędzane z zewnątrz (hamowanie, jazda na z góry bez użycia pedału przyspieszenia) działają jak prądnica. Po zdjęciu nogi z pedału przyspieszenia silniki DC zaczynają wytwarzać prąd i ładować akumulatory.
