Особенности электромобилей на примере устройства Nissan Leaf

Рынок электромобилей стремительно развивается. Появляются новые, более доступные и совершенные модели электрокаров. Возможно, в скором времени электромобили смогут конкурировать даже с бюджетным сегментом авто оснащенных двигателем внутреннего сгорания.
Поэтому, не удивительно, что многие автолюбители сейчас начинают интересоваться возможностью приобретения автомобиля на электротяге. Чтобы осознать все достоинства и недостатки, желательно ознакомиться с особенностями и конструктивными отличиями автомобилей с электродвигателем.
В данной статье будут рассмотрены основные отличия на примере устройства очень популярного и одного из самых доступных на данный момент электромобиля – Nissan Leaf.

Двигатель

Силовой агрегат является одним из важнейших узлов в конструкции автомобиля. Электродвигатель естественно кардинально отличается от ДВС. В Nissan Leaf используется трехфазный синхронный электромотор переменного тока.

Блок PDM (Power Delivery Module) – преобразователь

Данный модуль является промежуточным звеном между портом зарядки и батареей автомобиля.
На автомобиль может быть установлен блок мощностью 3.6, 6.6 и 6.6 киловатт с портом CHAdeMO.
От этого зависит как быстро будет заряжена батарея.

Инвертор питания

Расположен под PDM-модулем. Отвечает за преобразование постоянного тока от аккумуляторных батарей в трехфазный переменный.

Обслуживание

Двигатель не требует обслуживания. Вам не нужно менять масло, масляный фильтр, воздушный фильтр, свечи, ремень ГРМ, регулировать клапана или что-либо еще как на обычном двигателе. Потому что электродвигатель всего этого не имеет. Отсутствует стартер и детали сцепления.
Всё это существенно снижает стоимость эксплуатации и ТО. К тому же, ресурс эксплуатации элетродвигателя в целом выше чем у двигателей внутреннего сгорания.

Экологичность и тихая работа

Электромобиль не портит экологию при эксплуатации. Никаких вредных выбросов в атмосферу. Никаких выхлопных труб и глушителей под днищем автомобиля. Ничего не оторвется и не сгниет. Еще один плюс к экономии на запчастях.
Двигатель электромобиля практически бесшумный. Для того чтобы другие участники движения и пешеходы могли обращать внимание и своевременно замечать приближение авто, используется специальное звуковое сопровождение напоминающее свист.

Система охлаждения

Система охлаждения присутствует. Имеет тот же радиатор, вентиляторы и антифриз что и в обычных автомобилях. Основная особенность в том, что циркуляция системы охлаждения приводится в действие электронасосом, а не при помощи ремня.

Трансмиссия (передача крутящего момента)

На автомобиле Nissan Leaf применен передний привод. Привычную коробку передач в электромобиле заменяет одноступенчатый редуктор.
Выбор режима и направления движения осуществляется при помощи специального селектора. Он расположен в привычном месте для обычного рычага переключения передач. И выполнен в схожем стиле для удобства водителя.

В редукторе используется специальное масло, которое требует периодической замены раз в 24 000 км. Объем масла составляет 1,4 литра.

Платформа и ходовая часть

Ходовка мало чем отличается от соплатформенных автомобилей с ДВС. А построен электромобиль на базе платформы Nissan V. Передняя подвеска независимая типа McPherson, задняя – полузависимая балка. При необходимости можно подобрать детали с других моделей Nissan построенных на этой платформе (Note, Juke, Tiida, Micra).

По отзывам владельцев, слабым местом можно считать шаровые опоры, которые требуют замены в среднем через 70 тыс. км пробега.

Тормозная система

Используется система рекуперативного торможения. Когда педаль газа отпускается, происходит замедление автомобиля. При таком способе тормозной момент образуется на валу электродвигателя. В это время двигатель работает в режиме генератора и энергия используется для заряда АКБ. Это позволяет меньше изнашивать тормозные колодки и другие элементы тормозной системы.

Отопитель салона (печка)

Отопитель салона электический. Но в разных модификациях модели устроен по разному.
Так, в модификации ze0 всех комплектаций и aze0 комплектации S используется тен для нагрева антифириза. В остальном печка работает также как и в авто с ДВС. Но на работу тена расходуется заряда от 3 до 5 кВт в час.
Поэтому в модификации aze0 комплектации X и G печка работает по принципу бытового фена и потребляет уже меньше заряда основной батареи 1,5-3 кВт в час при температуре около -10 градусов по Цельсию. При этом теплый воздух поступает сразу.

Источник питания – высоковольтная батарея

Вместо топлива электромобили питаются от высоковольтной литий-ионной (Li-ion) батареи, которая обеспечивает питание силового агрегата и также заряжает аккумулятор 12V. Аккумулятор в свою очередь обеспечивает питание аудиосистемы, дополнительной контролирующей системы, фар и стеклоочистителей.

Высоковольтная батарея представляет собой отдельный блок, расположенный по периметру днища под передними и задними сидениями. Крепится весь блок снизу при помощи болтов.

Состоит батарея из 192 ячеек. Каждые 4 ячейки формируют отдельный модуль (всего 48 модулей).
Рабочее напряжение высоковольтной батареи Nissan Leaf лежит в диапазоне 320-410 Вольт, в зависимости от уровня заряда батареи.
Вес батареи около 270 кг.

Такая масса, распределенная по низу кузова, делает автомобиль очень устойчивым на дороге. Срок службы батареи в среднем 8-10 лет. Возможна замена и ремонт отдельных модулей.

К недостатку можно отнести то, что автомобиль имеет ограниченный запас хода на одной зарядке батареи. Приблизительно 130-160 км. Для езды на работу и с работы этого может быть достаточно, но для преодоления расстояний между городами может потребоваться подзарядка в промежуточных пунктах.

Также, мощность литий-ионной батареи со временем уменьшается. Это приведет к уменьшению первоначального пробега автомобиля. Через 5 лет эксплуатации нового авто, емкость батареи должна снизится до 80%.

Проверить емкость батареи можно при помощи мобильного приложения LeafSpy и сканера OBD-2 диагностического разъема. Необходимо установить сканер в OBD-порт и с помощью приложения проверить реальную емкость батареи. Важная информация здесь это емкость в ампер-часах и показатель здоровья батареи SOH.

Радует, что в новых версиях модели запас хода заметно увеличен. Было обновлено ПО контроллера батареи, что экономит потребление энергии и увеличивает запас хода.
Автомобиль комплектуется батареей на 24kW и 30kW, а электромобили нового модельного ряда с 2018 года снабжаются батареей на 40kW и 60kW. В будущем запас хода должен только увеличиваться, а стоимость батареи снижаться.

Зарядка

Автомобиль комплектуется штатным зарядным устройством которое позволяет заряжать автомобиль от домашней электросети 220V через порт j1772.

Заявленное время до полной зарядки – 9 часов.

Второй способ – это зарядные станции.

Рекомендуемые 80% заряда можно получить всего за пол часа. Однако существует мнение, что быстрая зарядка перегревает батарею и может ускорить процесс её деградации.