Elektrikli otomobiller hangi parçalardan oluşur, görevleri nelerdir?
Elektrikli otomobiller, gerek aracı oluşturan parçalar gerekse çalışma prensibi açısından içten yanmalı motorlardan çok farklı. Bu yazıda elektrikli otomobilleri oluşturan parçaları ve parçaların görevlerini okuyacaksınız.
Elektrikli otomobil çağının henüz başındayız, ama bu otomobiller inanılmaz bir hızla yaygınlaşıyor. Ancak kullanıcı ve adayların ihtiyacı olan bilginin yaygınlaşma hızı o kadar yüksek değil. Sizin için elektrikli otomobiller hangi parçalardan oluşur ve görevleri nelerdir, onları kolay anlaşılacak şekilde, fazla ayrıntıya girmeden anlatalım dedik.
Elektrikli araçlarda parçalar ve işlevleri, araç tipine bağlıdır. Şu anda ticari olarak satılan ve dünyada faaliyet gösteren en az dört tip elektrikli otomobil bulunuyor. (“Elektrikli Otomobil Çeşitleri, Mimarisi ve Çalışma Esasları” konusunu ayrı bir makalede ele alacağız.) Okumakta olduğunuz makalede, yaygın elektrikli otomobil bileşenleri ve görevlerini anlatacağız. Bunu, harflerle işaretlediğimiz üstteki resimle ilişkilendirerek okumanızı tavsiye ediyoruz.
%100 Elektrikli Otomobil (BEV) Nasıl Çalışır?
Konvansiyonel içten yanmalı motora sahip (ICE) otomobillerde gaz pedalı diye bildiğimiz, elektrikli otomobillerde ise güç pedalı olarak anılması muhtemel pedala basıldığında:
- Kontrolör [C], pillerden [A] ve invertörlerden [B] elektrik enerjisini alır ve sürüş karakterinize göre düzenler.
- Kontrolör seti ile invertör, pedala uygulanan basınç derinliğine göre motora belirli miktarda elektrik enerjisi gönderir.
- Elektrik motoru [D] elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştürür.
- Şanzımana doğrudan bağlı (volant, baskı-balata olmaksızın) motor rotorunun dönüşü, şanzımanı döndürür.
- Şanzımana bağlı aks yardımıyla güç tekerleklere iletilir ve araç hareket eder.
Ana Parçalar
Hemen hemen tüm elektrikli otomobil tiplerinde temel unsurlar şu şekildedir:
Batarya Paketi (A)
Batarya paketinin elektrikli araçlardaki işlevi, elektrik enerjisini doğru akım (DC) olarak depolama görevidir. Kontrolörden motorun çalışması konusunda bir sinyal aldığında batarya sistemi, DC elektrik enerjisini invertöre aktarır.
Batarya paketi, yeniden şarj edilebilir pil hücrelerinin bileşiminden oluşur. Elektrikli araç bataryalarını oluşturan pillerin çeşitli türleri vardır. Ancak en yaygın kullanılan, lityum iyon pil türüdür. Yakın gelecekte daha yüksek kapasiteli, daha hafif pil türlerinin kullanılması beklenmektedir.
İnvertör (B)
İnvertör, batarya üzerindeki doğru akımı (DC) alternatif akıma (AC) dönüştürmek için çalışır ve çevirdiği enerjiyi kontrolörün direktifleri doğrultusunda elektrik motoruna gönderir. Ek olarak invertör, rejeneratif frenleme sırasında elde edilen AC akımını DC akımına çevirerek bataryayı şarj etme işlevine de sahiptir. Bazı elektrikli otomobil modellerinde kullanılan invertörler, çift yönlüdür.
Kontrolör (C)
İçten yanmalı motora sahip araçlarda Elektronik Kontrol Ünitesi ECU ile aynı işleve sahip kontrolörün ana işlevi, batarya ve invertörden gelen elektrik enerjisini elektrik motor veya motorlarına doğru bir şekilde aktarmak ve çalışma sürecini düzenlemektir. Kontrolör, emirleri sürücünün kontrolünde olan güç pedalından alır. Bu pedal, motora iletilecek olan frekans değişimini veya voltaj değişimini ve aynı zamanda otomobilin hızını belirler.
Kısaca, bu ünite, batarya tarafından sağlanan elektrik enerjisinin akışını yöneterek, elektrik motorunun hızını ve ürettiği torku kontrol eder. Bu bileşen, tam olarak elektrikli otomobilin nasıl çalışacağını belirleyen elektronik beyindir.
Elektrik Motoru (D)
Kontrolörün ilettiği elektrik enerjisini hareket enerjisine dönüştüren elektrik motorları, şanzıman aracılığıyla tekerlekleri döndürerek aracın hareket etmesini sağlayan ana unsurdur. Tam (HEV) ve şarş edilebilir (PHEV) hibrit otomobillerde de benzer bir elektrik motoru vardır ve belli hızlarda aracı bu motorlar taşır. Bazı elektrikli otomobillerde ise içten yanmalı bir motor olduğu halde, bu motorlar aracın hareketini sağlamaz, sadece bataryayı şarj etmek için jeneratör görevi üstlenirler. Elektrikli otomobillerde kullanılan elektrik motorunun tipi genellikle BLDC (fırçasız DC) motordur.
Diğer Elektrikli Araç Bileşenleri
Şarj cihazı (E): Şarj cihazları, elektrik şebekesi veya güneş enerjisi panelleri gibi dış kaynaklardan elektrik alarak bataryayı şarj etme görevini üstlenirler. AC elektrik DC elektriğe dönüştürülür ve daha sonra bataryada depolanır. 2 tip elektrikli araç şarj cihazı vardır.
Yerleşik şarj cihazı: Araca monte edilir. (Genellikle tercih edilen cihazdır.)
Harici şarj cihazı: Araca monte edilmemiştir, dışarıdan bağlantı sağlanarak kullanılır.
Şanzıman (F): ICE tipi konvansiyonel araçlardakinden daha az karmaşık bir sisteme sahiptir. Tekerlekleri tahrik etmek için elektrik motorundan gelen mekanik gücü aks bağlantısıyla tekerleklere aktarır.
DC/DC İnvertör (G): Bataryadan gelen yüksek voltajlı DC gücünü, araç içi elektrikli aygıt ve ışıkları çalıştırmak için kullanılan ek aküye düşük voltajlı DC elektrik göndererek şarj eder.
Ek Akü (H): Elektrikli araçlarda ana bataryaya ek olarak daha düşük kapasiteli bir akü bulunur. Bu akü, araçta kullanılan elektrikli aygıtlara ve ışıklara enerji sağlar.
Termal Sistem – Soğutma (I): Bu sistem; batarya, elektrik motoru, güç elektroniği ve diğer bileşenlerin uygun bir çalışma sıcaklığı aralığında kalmasını sağlar.
Şarj Girişi (J): Batarya paketini şarj etmek için aracın harici bir güç kaynağına bağlanmasını sağlayan prizdir.