Почему электрокары теряют мощность с увеличением скорости

Объяснение, каким образом электрокары получают максимальный крутящий момент с самого начала движения и почему он падает с набором скорости

Tesla Model S P100D бьёт рекорды скорости и динамики направо и налево. Шутка ли, 2.28 секунды с 0 до 100 км/ч! Такая динамика просто не укладывается в голове! А ведь перед нами не Bugatti Chiron, лимитированный по объему выпуска редчайший гиперкар, а относительно распространенная, серийная модель седана. Таким образом, Tesla Model S P100D, это самый быстрый массовый серийный седан по разгону с места до 100 км/ч которому удалось установить рекорд в качестве самого быстрого четырехдверного автомобиля на ¼ мили.

Это все конечно очень хорошо и прекрасно, но каким образом 2.2 тонный бегемот умудряется ставить подобные рекорды? Все дело в крутящем моменте. А вернее в том, что на максимальный показатель крутящего момента электродвигатели выходят с самого начала движения. Вы только надавливаете на газ, и машина предоставляет вам максимальную электровозную тягу, а с ней приходит и динамика. Как это происходит? Объяснение в видео ниже.

Разобраться в технических хитросплетениях нам поможет наш давний знакомый технарь Джейсон Фенске и видео с его канала Engineering Explained. Давайте вместе посмотрим, каким образом автомобили вроде P110D способны мгновенно активизировать весь имеющийся потенциал крутящего момента из стоячего положения. Вопрос лежит исключительно в технической области, но на наш взгляд Фенске сумел передать его как всегда наиболее доходчивым и понятным языком.

И так, каким образом этот электроседан способен выезжать из 11 секунд на четверти мили?

Все начинается с самого главного технического симбиоза двух главных элементов- аккумуляторной цепи и электродвигателей. Их взаимодействие настроено таким образом, что они способны мгновенно передавать максимальный момент, давая водителю в распоряжение пиковую производительность при начале набора скорости. Правда с набором скорости мощность будет неминуемо и неуклонно снижаться, но об этом чуть позже.

Для начала Джейсон объясняет основы работы электродвигателя на примере мотора с двухполюсным статором и с двухполюсным ротором. Здесь все просто и знакомо каждому из школьного курса физики. Магнитные поля, создаваемые двумя электромагнитами с противоположенными полюсами, с направленностью магнитного поля от Северного полюса к Южному, и проходящий через обмотку ротора ток инициируют вращение якоря. Таким образом электродвигатель начинает преобразовывать электрическую энергию в механическую согласно правилу левой руки. При помощи данного правила можно определить направление вращения электродвигателя: поставив большой, средний и указательный пальцы левой руки перпендикулярно друг другу так, чтобы указательный палец указывал направление магнитного поля, а средний палец- направление тока, то большой палец укажет направление движения проводника (направление электромагнитной силы).

Дело в том, что при подаче тока на обмотку вы начнете вращение мотора, но парадокс заключается в том, что ввиду вращения двигателя будет образовываться обратное напряжение, «эффект генератора», который действует по тому же техническому принципу, что и электродвигатель, но с противоположенным результатом. Таким образом возникает обратная электродвижущая сила, которая будет возрастать с увеличением оборотов электродвигателя автомобиля.

При этом рабочее напряжение будет равно напряжению питания минус ЭДС. В числовом значении Джейсон приводит следующий пример: выходное рабочее напряжение- 120 V. Обратное ЭДС- 100 вольт. Таким образом рабочее напряжение будет равняться 20 V. 120 V- 100 V= 20 V. 

Этим и объясняется то, что пиковый крутящий момент доступен при старте с 0 км/ч, ведь обратная электродвижущая сила может возникать лишь при увеличении вращения электромотора и чем быстрее он будет вращаться, тем больше будет вырабатываться отрицательного ЭДС, который как мы выяснили пагубно влияет на выходную мощность системы. Прибавляем к этому увеличивающееся сопротивление воздуха с ростом скорости, качения шин и получаем замедление в динамике с набором скорости движения электрокара.

Информационное издание: Новости гаи, дтп, штрафы пдд, ГИБДД, Экзамен ПДД онлайн. Техосмотр