18.8. 2017 Tomáš Dusil Tomáš Dusil

Elektromobily: Proč se obejdou bez vícestupňové převodovky?

 

Zatímco spalovací motor vyžaduje k efektivnímu fungování vícestupňovou převodovku, tak elektromotor se bez ní obyčejně obejde. Je důvodem pouze odlišná momentová charakteristika, nebo i něco jiného?

Aby mohl spalovací motor, ať už zážehový nebo vznětový, pracovat co možná nejefektivněji, potřebuje být spojen s vícestupňovou převodovkou. Důvodů pro to je více. Tím hlavním je průběh točivého momentu. Jeho vysoké hodnoty zajištující potřebou sílu, jsou k dispozici pouze v relativně úzkém pásmu otáček. Díky převodovce lze skloubit otáčky, v nichž motor dosahuje vysokého točivého momentu s velkým rozsahem rychlostí.

Pokud bychom spojili spalovací motor pouze s jedním převodem, museli bychom jej zvolit tak, aby s ním dokázal motor auto rozjet a zároveň aby vozidlo bylo schopné dosáhnout akceptovatelné rychlosti. Při použití velmi lehkého převodu by sice vozidlo velmi rychle akcelerovalo z klidu, ovšem záhy by motor dosáhl maximálních otáček, u běžných automobilových motorů spalujících benzin řekněme mezi 6000 a 7000 za minutu. U vznětového agregátu by byly maximální otáčky ještě o dost nižší, ovšem zásluhou vyššího točivého momentu, zpravidla dostupného v nižších otáčkách, bychom mohli použít těžší převod.

Sílu má hned k dispozici

Momentová charakteristika elektromotoru se od spalovacího motoru výrazně liší. Předně elektromotor poskytuje výrazně vyšší účinnost než spalovací motor. Ta může v extrému dosahovat 85 až 90 procent. Zpravidla ale bývá o něco nižší, přibližně 70 procent. I tak je to podstatně více, než kolik poskytuje spalovací motor. Zážehové motory totiž běžně dosahují celkové účinnosti přibližně 35 procent, diesely s přímým vstřikováním nafty jsou o přibližně 10 procent účinnější.

Další poměrně zásadní rozdíl, který se přímo pojí s použitím respektive nepoužitím vícestupňové převodovky, se týká rozsahu otáček. Ten je u elektromotoru o řád vyšší, takže elektromotory v elektromobilech točí až 20 000 otáček za minutu. Jde o strop, když elektrický VW e-Golf, respektive jeho elektromotor točí maximálně 12.000 otáček za minutu. I tak je to ale podstatně více, než jakých otáček dosahují automobilové spalovací motory.

BMW i3: Co o něm možná (ne)víte. Proč jeho brzdy vydrží tak dlouho?

Druhou zásadní odlišností je momentová charakteristika. Elektromotor poskytuje nejvyšší točivý moment již prakticky od nulových otáček. Příkladem budiž opět elektromotor e-Golfu, u něhož je vrchol točivého momentu 270 N.m k dispozici od nulových otáček do přibližně 3000 za minutu. Poté ovšem následuje poměrně prudký pokles, takže při maximálních dvanácti tisících otáčkách dosahuje hodnoty pouhých 75 N.m. Naproti tomu výkon je u elektromotoru e-Golfu maximální konstantní od 3000 otáček do maxima, tedy 12 000 /min-1.

Uvedené parametry mají za následek, že si elektromotory vystačí zpravidla pouze s jednostupňovým, takzvaným redukčním převodem a dále je tu samozřejmě stálý (koncový) převod diferenciálu hnané nápravy. Jeden redukční převod najdete například u Mitsubishi i-MiEV a jeho francouzských derivátů od PSA.

Budoucnost patří více převodům

Elektromotor v elektromobilu sice dokáže dobře fungovat pouze s redukcí, avšak do budoucna se počítá se zavedením vícestupňové převodovky i zde. Příkladem může být opět Volkswagen e-Golf, jehož převodovka nabízí hned dva převody. A sice 2,704:1 a 3,609:1. Použití více převodů ve spojení s elektromotorem přináší některé výhody a to i přesto, že výše zmíněná vysoká účinnost elektromotoru výrazně klesá při velmi nízkých otáčkách, klidně až k 60 procentům.

Co si tedy konstruktéři od spojení elektromotorů s převodovkou slibují? Už v roce 2011 uvedla britská specializovaná společnost Antonov PLC (neplést se známým ukrajinským výrobcem letadel) třístupňovou převodovku určenou primárně pro elektrická auta. Podle názoru konstruktérů z uvedené britské firmy dokáže vhodně konstruovaná vícestupňová převodovka zlepšit celkovou účinnost elektrického pohonu vozidla až o 15 procent. Alespoň tak to vyplynulo z testů, které Antonov s tímto pohonem uskutečnil.

Vícestupňová převodovka má ale i další výhody. Kupříkladu dokáže prodloužit reálný dojezd vozidla nebo naopak její použití může přinést zmenšení drahých a současně těžkých akumulátorů. Zavedení vícestupňové převodovky dále umožňuje snížit točivý moment elektromotoru, což ve výsledku znamená fakt, že jednotlivé části hnacího řetězce (hnací hřídele kol, diferenciál) nemusejí být tolik dimenzovány. O práci elektromotoru v příznivějších otáčkách nemluvě.

Vícestupňové skříně ale mají i nevýhody. Tou patrně největší bude cena elektromobilu. Už tak vysoká se zástavbou převodovky dále zvýší. Je pak otázkou, zda takový elektromobil bude vůbec ještě konkurenceschopný na trhu.

Spolupracujeme s TipCars.com
 

Přidat názorDiskuse: Elektromobily: Proč se obejdou bez…







Doporučujeme
Pokuta za rychlost v Chorvatsku, Rakousku či Itálii. Jaký trest vám hrozí v zahraničí? Pokuta za rychlost v Chorvatsku, Rakousku či Itálii. Jaký trest vám hrozí v zahraničí?

Vysoké tresty za rychlost jako již tradičně hrozí v…

Že jsou moderní auta blbuvzdorná? Těmito věcmi si auto ničíte, aniž o tom víte Že jsou moderní auta blbuvzdorná? Těmito věcmi si auto ničíte, aniž o tom víte

Automobil je dnes čistě spotřební záležitostí. V…

 

AutoRevue
Kamery do auta: Na co si dávat pozor? V Česku hrozí i vysoké pokuty! Kamery do auta: Na co si dávat pozor? V Česku hrozí i vysoké pokuty!

V případě nejnovější legislativy GDPR o ochraně osobních…

Zpověď českého řidiče, kterému Volvo XC60 zachránilo život Zpověď českého řidiče, kterému Volvo XC60 zachránilo život

Volva na aktivní a pasivní bezpečnosti staví už roky svůj…

 





 
Škoda už vyrobila milion SUV. Který model vede v počtu kusů?

Škoda už vyrobila milion SUV. Který model vede v počtu kusů?

Dnes 18:43

Mladoboleslavská automobilka dnes nabízí tři SUV, v Evropě známý Karoq a Kodiaq doplňuje v Číně Kamiq. A chystají se další takové vozy.




Blesk.cz

Buďte neodolatelní pro opačné pohlaví. Víme, jak na to!

Buďte neodolatelní pro opačné pohlaví. Víme, jak na to!

Říká se, že muži jsou z Marsu a ženy z Venuše. Nevíme sice, co je na tom pravdy, ale faktem zůstává, že zaujmout…

Nový iPad se inspiruje iPhonem X. Ikona v iOS 12 prozrazuje, že přijde o tlačítko Home a tlusté rámečky

Nový iPad se inspiruje iPhonem X. Ikona v iOS 12…

Nová generace iPadu Pro je vedle nového iPhonu jednou z očekávaných novinek podzimní prezentace Applu. A vypadá…

 

iSport.cz

Drsňák Nedomlel si v Hradci řekl o místo: Nerad bych se měnil

Drsňák Nedomlel si v Hradci řekl o místo: Nerad bych…

Málokde v extralize foukal přes léto takový vítr jako v Hradci. Nový je trenér, vyměnila se velká část týmu a…

Svorada vstoupil do síně slávy deníku Sport. Česká cyklistika je světová, řekl

Svorada vstoupil do síně slávy deníku Sport. Česká…

Dokázal, co žádný jiný Čech. Během své kariéry nasbíral Ján Svorada mimořádné triumfy, které si zaslouží…

 

Reflex.cz

Máte rádi fotbal a cestujete do Barcelony? Nenechte si ujít návštěvu muzea slavného klubu

Máte rádi fotbal a cestujete do Barcelony? Nenechte…

Rok 1899 je zapsán v historii Barcelony výrazným písmem. Tehdy vznikl slavný FC Barcelona, který je dodneška…

Je dobře, že Miloš Zeman mlčí. Jeho Babiš je výmluvný dostatečně

Je dobře, že Miloš Zeman mlčí. Jeho Babiš je…

V oknech visí červené trenky, mluvčí prezidenta Ovčáček je terčem všeobecného posměchu na sociálních sítích.…