10.7. Вспомогательные бортовые системы электромобиля

10.7.1. Система управления электромобилем

В системе управления электромобилем можно выделить четыре основные части: систему управления тяговым электродвигателем, педальные органы управления, ручные органы управления, панель приборов. Во всех подсистемах используются микроконтроллеры. Информация о параметрах, значения которых необходимы для работы систем управления (ток, напряжение, температура, скорость и т. д.) с соответствующих датчиков вводится в микроконтроллеры. Микроконтроллеры реализуют близкий к оптимальному режи.м управления исполнительными механиз.мами электро.мобиля и источниками энергии, принимают меры защиты в аварийных ситуациях, постоянно контролируют состояние аккумуляторной батареи, которое доводится до сведения водителя, равно как и оставшийся пробег до подзаряда.

10.7.2. Электромобильная система климат-контроля

Кондиционер и отопитель потребляют много электроэнергии. Например, на электромобиле Ford Ecoslar с тяговым двигателем мощностью 75 кВт отопитель потребляет 5 кВт, кондиционер 6 кВт, а при езде по ровной дороге по городско.му цию1у тяговый двигатель Ford Ecostar потребляет всего 8 кВт. Пользование конди-циоперо.м или отопителем существенно снижают пробег до подзаряда.

Автомобильный кондиционер BKj-TO4aeTC4 обычно при температуре забортного воздуха выше 35 °С. Внутри салона поддерживается температура не более 27 °С и относительная влажность 50%. Салон должен постоянно вентилироваться из расчета не .менее 0,42 м в минуту на пассажира, что еще более нагружает кондицио-

нер. Для уменьшения потерь энергии окна салона при работа10Н1См кондиционере должны быть плотно закрыты.

Кондиционеры и.меют относительно низкий КИД, их использование cyniecT-венно уменьшает стандартный пробег электромобиля. Делаются попытки разработать более эффективные системы. В перспективных системах кондиционирования компрессор приводится в действие бесколдекторным двиl areлe.v! постоянного тока с регулируемым числом оборотов. Ко.мпрессор сжи.мает и нагревает охчади-тсль, охладитель затем испаряется и охлаждается в испарителе, радиатор испарителя охлаждает поступаюншй в салон воздух. Возможность регулирования оборотов компрессора повышает эффективность кондинионера. Для уменьшения нагрузки па кондиционер необходимы также тонировка остек-тения кузова в нужном диапазоне оптического спектра, xopoHjan термоизоляция крыши, ох,таждепие салопа па стоянках мало.монщы.м (20 Вт) вентилятором.

На современных электро.мобилях иногда применяются огопитсли на жидко.м топливе. Пробег электромобиля при это.м не сокраищется, но использование двух видов топлива на одно.м транспортном средстве нерацио}1альпо. В качестве источника тепла .\10жет быть использована сплит-систе.ма. В крайнем случае может быть вк.НОчен и резистивный нагреватель, по это большой расход электроэнергии.

Эффективность рабопи тяговых аккумуляторов зависит от температуры. Например, при по)1иженной те.мпературе емкость аккумуляторной батареи уменьшается. Аккумуляторы электромобилей снабжаются спепиалыпя.чш нагревателями пля под/Тержания оптимальной температуры. Например, на электромобиле Chevrolet S10 1997 года выпуска сгыит-система подаерживает опти.мальпую температуру акку.мулятора в холодное и жаркое вре.мя года.

10.7.3. Низковольтные источники питания

На электромобилях, как и на автомобилях с ДВС, установлено различное электрооборудование с питанием от напряжения 12 В - освещение, стекчоподъемпики, аудиотехника, приборы и т. д. Массовое производство этого оборудования хоропю от.тажено и нет необходимости его из.менять. Для питания низково;п>тного электрооборудования на электромобилях исиользуются или отдельные 12 В аккумуляторы, подключаемые для заряда через преобразователь постоя}1ного напряжения к высоково;п>тной тяговой батарее, hjhi электропитание производится от преобразователя постоянного напряжения без буферного 12-вольтового аккумулятора.

10.8. Инфраструктура

Широкое использование электромобилей должно сопровождаться соз.чанием соответствующей инфраструктуры. Здесь еще многое предстоит сделать производителям электромобилей, торговым и сервисным организациям, поставщикам электроэнергии, электрооборудования, разработчикам стандартов.

Массовое ис1Юльзова1П1е авто.мобилей с ДВС привсю к созданию разветвленной сети дорог, заправочных станций, системы производства и распределения горюче-смазочных материалов, автосервиса и т. д. Многое из созданного может быть востребовано при эксплуатации электромобилей. Сеть распределения электроэнергии в ипдустриачьных странах достаточно развита, по, вероятно потребуется увеличение се мощности. Значительное число зарядных станций (колонок) л.1я электро-

мобилен и.меется уже сегодня. Например, в Фениксе и его окрестностях (штат Аризона, США). Как правило, электрозапракки установлены возле торговых центров.

10.8.1. Электрические сети

Тяговые акку.муляторные батареи электромобилей .могут быть мед/зенно заряжены в гараже владельца в ночное вре.мя или быстро на зарядной станции. Метод заряда определяет требования к электрически.м сетя.м.

Тяговые аккумуляторные батареи могут медленно заряжаться в гаражах владельцев от розеток бытовой электросети в непиковое ночное время за 5... 10 часов. Такие же розетки с прие.мниками д.1я монет или кредитных карт при необходимости будут усзановлены на автостоянках и в общественных гаражах для подзаряда во вре.мя парковки. Медленный заряд в ночные непиковые часы только улучшит эффективность использования существующей электрической сети. Дозаряд большого числа электромобилей в дневное вре.мя увеличивает нагрузку на электрическую сеть, которую с учетом этого придется усиливать. Естественно, тарифы на электроэнергию в пиковые и непиковые часы будут разными.

Зарядные станции (ко.юпки) для ускоренного заряда и.меют мощность 150 кВт, ток заряда 300...400 А. Такие станции являются значительной никовой нагрузкой я,!1я локальной электрической сети. Электросети придется усилить, кроме того, разрабатываются средства для ко.мпенсации пиковой нагрузки: акку.муляторы, маховики, устройства на эффекте сверхпроводи.мости и т. д. Мощные зарядные станции применяются для того, чтобы за 10...30 минут дозарядить батарею, после чего электро.мобиль должен проходить не менее ПО... 160 к.м.

Эксперимептапьпые станции для ускоренного заряда уже раз.мещаюгся как на шоссе, гак и в городах анаюгично бепзозаправочны.м.

10.8.2. Высшие гармоники и коэффициент мощности

Зарядные устройства нагружают электросеть высшими гармоника.ми и потребляют реактивную мощность. На рис. 10.8 показана осциллограмма тока в нервич-1ЮЙ цепи на зарядной станции в Фениксе, получешшя в 1994 году при одновре-.менпо.м медленно.м заряде более 30 электро.мобилей. Зарадный ток на каждый электромобиль был менее 30 А от сети 240 В. Коэффициент мощности у половины зарядшмх устройств был хуже 0,86. У 80% зарядных устройств коэффициент гармоник был больше 30%.

20 30

Время, мс

Рис. 10.8. Осциллограмма зарядного тока