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
Německu hrozí předčasné volby, rozpory při vyjednávání vlády přetrvávají Německu hrozí předčasné volby, rozpory při vyjednávání vlády přetrvávají

Dalším mnohahodinovým jednáním v Berlíně pokračují…

Konec diktátora? Zimbabwská vládní strana připravuje odvolání Mugabeho Konec diktátora? Zimbabwská vládní strana připravuje odvolání Mugabeho

 Zimbabwská vládní strana chce odvolat prezidenta Roberta…

Nahlédněte do muzea Škody Auto. Unikátní stodvacítka má pohon předních kol Nahlédněte do muzea Škody Auto. Unikátní stodvacítka má pohon předních kol

Na první pohled vypadá bílý prototyp jako obyčejná…

 
 







Doporučujeme
Pohon všech kol je stále oblíbenější. Tohle je kompletní nabídka čtyřkolek na trhu! Pohon všech kol je stále oblíbenější. Tohle je kompletní nabídka čtyřkolek na trhu!

Jestliže před deseti lety bylo pohonem všech kol vybaveno…

Jsou české silnice nejhorší v Evropě? Tohle nám na nich nejvíce vadí! Jsou české silnice nejhorší v Evropě? Tohle nám na nich nejvíce vadí!

České silnice mají hrozný povrch a jsou špatně značené, v…

 

AutoRevue
Nová Mazda 6 míří do Los Angeles. Pod kapotou nastane revoluce Nová Mazda 6 míří do Los Angeles. Pod kapotou nastane revoluce

Současná generace Mazdy 6 už prodělala řadu dílčích…

Ojetiny vyrobené v Česku a na Slovensku: Víme, kterým se vyhnout Ojetiny vyrobené v Česku a na Slovensku: Víme, kterým se vyhnout

Automobilovému průmyslu v České i Slovenské republice se…

 





 
Elektrická Škoda dorazí v roce 2020. Vyrábět se bude v Mladé Boleslavi

Elektrická Škoda dorazí v roce 2020. Vyrábět se bude v Mladé Boleslavi

Včera

Mladoboleslavská automobilka plánuje do roku 2025 zákazníkům nabídnout pět vozů s čistě elektrickým pohonem v různých segmentech.




Blesk.cz

Vágner požádal svou přítelkyni o ruku! Svatba bude v Řecku

Vágner požádal svou přítelkyni o ruku! Svatba bude v Řecku

Další z klanu Vágnerů se žene do chomoutu! Syn Karla Vágnera (75) Josef (27) požádal svou německou přítelkyni…

Tragédie na panství Rothschildů: Při srážce letadla s vrtulníkem zemřeli čtyři lidé

Tragédie na panství Rothschildů: Při srážce letadla…

Zbyly jen trosky! Po srážce malého letadla s vrtulníkem v britském hrabství Buckinghamshire nedaleko obřího…

 

iSport.cz

Zlatan se vrací rychleji a mluví o léčbě: Ležel jsem 12 hodin jako paralyzovaný

Zlatan se vrací rychleji a mluví o léčbě: Ležel jsem…

Impozantní návrat legendy je na spadnutí. Hvězdný snajpr Zlatan Ibrahimovic doléčil vážně poraněné koleno a po…

Stramaccioni o využití Lafaty: Může vypomoci, ale tvoříme novou Spartu

Stramaccioni o využití Lafaty: Může vypomoci, ale…

Zvítězili, ale nadšení rozhodně nepanovalo. Po páteční výhře Sparty ve 14. kole HET ligy nad Jihlavou (1:0) se…

 

Reflex.cz

JXD: Nepřesaditelný jde za vámi!

JXD: Nepřesaditelný jde za vámi!

Chlap natolik dojatý, jako jsem dnes já, by asi neměl psát sloupek. Ale nezbývá nic jiného, povinnost je…

Trump je starý blázen a zlý podvodník, zaslouží si trest smrti, napsal státní deník KLDR

Trump je starý blázen a zlý podvodník, zaslouží si…

Severokorejská státní média opakovaně a velmi tvrdě v posledních dnech kritizovala amerického prezidenta Donalda…