Per velocizzare il progetto, è possibile etichettare le pile di laminazione con dettagli quali tolleranza, materiale, finitura superficiale, se è necessario o meno un isolamento ossidato, quantitàe altro ancora.
Le parole powertrain e drivetrain vengono spesso utilizzate come se avessero lo stesso significato, ma non è così. In questo articolo vi chiarirò la confusione. Esamineremo la differenza tra un gruppo propulsore EV e una trasmissione in un linguaggio semplice e di facile comprensione. Saperlo vi aiuterà a capire come funziona realmente il vostro veicolo elettrico. Vi farà capire perché il vostro EV è così silenzioso e veloce. E vi aiuterà a parlare della vostra auto con sicurezza. Vale la pena leggerlo perché affronta un argomento confuso e lo rende semplice.
Partiamo dal quadro generale. Pensate al gruppo propulsore come al cuore e ai muscoli della vostra auto. Il gruppo propulsore è responsabile della creazione di tutta la potenza che fa muovere l'auto. È l'intero sistema che produce energia e avvia il processo che porta l'auto sulla strada. Queste sono le nozioni di base del gruppo propulsore che ogni automobilista dovrebbe conoscere.
In un'auto a gas, o in un veicolo ICE, la catena cinematica è costituita da un lungo elenco di componenti. Si parte dal motore, ovviamente. Ma comprende anche il serbatoio, i tubi del carburante, l'impianto di scarico e la trasmissione. Tutti questi elementi lavorano insieme per bruciare il carburante e creare potenza. Il gruppo propulsore è composto da molti componenti complessi e in movimento.
La catena cinematica si riferisce all'insieme dei componenti che generano energia. Il compito principale del gruppo propulsore è quello di rispondere alla domanda: "Come facciamo a far andare questa macchina?". Il modo in cui viene creata la potenza è il compito principale del gruppo propulsore. Si tratta di un sistema completo, dalla fonte di energia al punto in cui l'energia è pronta per essere inviata.
Se il gruppo propulsore crea la potenza, cosa fa la trasmissione? La trasmissione è l'addetto alle consegne. Il suo unico compito è prendere la potenza creata dal gruppo propulsore e consegnarla alle ruote. La trasmissione è il collegamento tra la fonte di energia e il suolo. Non crea alcuna potenza. Si limita a spostarla.
Pensate a una brigata di secchi. La catena cinematica è la persona che riempie i secchi d'acqua. La trasmissione è la fila di persone che passano i secchi fino al fuoco. La trasmissione si riferisce alle parti che portano la potenza dove deve andare. Questo sistema di componenti riguarda il movimento, non la creazione.
In qualsiasi auto, EV o a gas, la trasmissione comprende parti come i semiassi e il differenziale. In molte auto, comprende anche un albero di trasmissione. Si tratta di un gruppo di parti della trasmissione che lavorano insieme per far girare le ruote. Il lavoro della trasmissione inizia dove finisce quello del gruppo propulsore.
Ho scoperto che il modo più semplice per ricordare la differenza tra powertrain e drivetrain è pensare a due semplici parole: "fare" e "prendere". Il gruppo propulsore produce la potenza. La trasmissione porta la potenza alle ruote. Questa è l'idea di base. Il gruppo propulsore è la fonte. La trasmissione è il percorso.
La catena cinematica è costituita da tutto ciò che serve a generare forza motrice. In un veicolo con motore a combustione interna, si tratta di motore, trasmissione e altro. In un veicolo elettrico, si tratta della batteria, dell'inverter e del motore elettrico. La trasmissione comprende le parti successive, come l'asse e le ruote. La differenza tra gli elementi della catena cinematica è enorme a seconda del tipo di auto.
Quindi, anche se i termini powertrain e drivetrain sembrano simili, si riferiscono a componenti diversi con compiti molto diversi. Uno riguarda la creazione di energia, l'altro la sua distribuzione. La comprensione di questa semplice suddivisione è la chiave per capire l'intera auto, in particolare un veicolo elettrico. La trasmissione e il gruppo propulsore lavorano come una squadra, ma non sono lo stesso attore.
È qui che le cose si fanno davvero interessanti per noi proprietari di veicoli elettrici. La differenza tra un gruppo propulsore EV e un gruppo propulsore di un'auto a gas è come la differenza tra uno smartphone e un telefono a rotazione. Entrambi svolgono lo stesso lavoro di base, ma uno è molto più semplice ed efficiente. Un motore a combustione interna tradizionale ha centinaia di parti in movimento. Ci sono pistoni, valvole, candele e un complesso sistema di scarico. Il volano lavora con la trasmissione per smussare gli impulsi di potenza del motore. È rumoroso, vibra e richiede molta manutenzione.
Il gruppo propulsore e la trasmissione di un veicolo elettrico sono molto più semplici. Il gruppo propulsore comprende solo poche parti principali: un pacco batterie, un inverter e un motore elettrico. Tutto qui. Non c'è olio da cambiare in un motore, né candele da sostituire, né tubi di scarico da arrugginire. Questa semplicità è il motivo per cui i veicoli elettrici sono così affidabili e silenziosi.
Il compito del motore e della trasmissione di un'auto a gas è quello di gestire le esplosioni. Il compito del motore e della trasmissione di un veicolo elettrico è quello di gestire il flusso di elettricità. Questa differenza fondamentale cambia tutto, dalla sensazione di accelerazione al costo della manutenzione. Il dibattito tra gruppo propulsore e trasmissione è più semplice in un EV, ma i sistemi stessi sono una rivoluzione nella progettazione delle auto.
Quando si osserva il gruppo propulsore di un veicolo elettrico, si nota un'elegante semplicità. I componenti chiave sono pochi ma potenti. Innanzitutto, c'è il pacco batterie. È il "serbatoio" del veicolo elettrico. Immagazzina l'elettricità sotto forma di corrente continua, o energia DC. Di solito si tratta di un pacco grande e piatto situato sotto il pavimento dell'auto, che contribuisce a mantenere basso il centro di gravità.
Il prossimo è l'inverter. È il cervello dell'operazione. La batteria eroga corrente continua, ma il motore elettrico della maggior parte dei veicoli elettrici ha bisogno di corrente alternata, o corrente alternata. Il compito dell'inverter è quello di prelevare la corrente continua dalla batteria e trasformarla in corrente alternata per il motore. Inoltre, controlla la velocità del motore modificando la frequenza della corrente alternata. È così che si controlla la velocità quando si preme il pedale dell'acceleratore.
Infine, c'è il motore elettrico stesso. Questo straordinario dispositivo trasforma l'elettricità in movimento. È piccolo, leggero e incredibilmente efficiente. È la parte più importante del gruppo propulsore. Quando la corrente alternata lo attraversa, crea un campo magnetico rotante che fa girare l'albero del motore. Questa rotazione è l'energia che farà girare le ruote.
Una volta che il motore elettrico crea potenza di rotazione, subentra la trasmissione. Anche le parti della trasmissione di un veicolo elettrico sono più semplici rispetto a quelle di un'auto a gas. La prima parte importante è spesso una trasmissione a una sola velocità. Le auto a gas hanno bisogno di più marce per mantenere il motore nella sua migliore gamma di potenza. Un motore elettrico eroga una potenza elevata in un'ampia gamma di velocità, quindi la maggior parte dei veicoli elettrici ha bisogno di una sola marcia. Questo è un enorme punto di semplificazione. Questo singolo ingranaggio viene talvolta chiamato trasmissione finale.
Dalla trasmissione, la potenza passa al differenziale. Il differenziale è un'intelligente serie di ingranaggi che consente alle ruote dello stesso asse di girare a velocità diverse. Questo è molto importante quando si gira una curva. La ruota esterna deve percorrere una distanza maggiore rispetto a quella interna, quindi deve girare più velocemente. Il differenziale lo rende possibile, garantendo curve fluide e stabili.
Infine, la potenza passa dal differenziale alle ruote attraverso gli assi di trasmissione, o semialberi. Alle estremità di questi assi si trovano i giunti a velocità costante, o giunti CV. Questi giunti speciali consentono all'assale di continuare a girare a velocità costante anche quando le ruote girano e si muovono su e giù con le sospensioni. Questi componenti della trasmissione sono l'anello finale per la trazione delle ruote.
Allora, se sono così diversi, perché tutti li confondono? Credo che le ragioni siano due. In primo luogo, in un'auto a gas, il motore e la trasmissione sono imbullonati insieme. Sembrano un'unità gigante. Poiché la trasmissione fa parte del gruppo propulsore, ma è anche direttamente collegata alla trasmissione, per molte persone la linea di demarcazione diventa confusa. I termini "trasmissione" e "gruppo propulsore" si confondono.
In secondo luogo, in un EV i sistemi sono ancora più integrati. Il motore elettrico, la trasmissione a una velocità e il differenziale sono spesso riuniti in un'unica unità compatta. Questa unità prende l'elettricità da un lato e fa girare gli assi dall'altro. Poiché è tutto in un'unica scatola, è facile chiamare l'intera unità "gruppo motopropulsore" o "trasmissione". Spesso i termini "trasmissione" e "gruppo motopropulsore" vengono utilizzati in modo intercambiabile a causa di questo stretto imballaggio.
Ma, come abbiamo imparato, si tratta ancora di sistemi separati che svolgono lavori separati. Il motore crea potenza, quindi fa parte della catena cinematica. Gli ingranaggi e il differenziale erogano solo la potenza, quindi fanno parte della trasmissione. È una distinzione sottile ma importante. La differenza tra elementi del gruppo propulsore e parti della trasmissione riguarda la funzione, non solo la posizione.
Tutte le parti di cui abbiamo parlato hanno un grande impatto sulla guida del vostro EV. Il gruppo propulsore è quello che fornisce la coppia istantanea per cui i veicoli elettrici sono famosi. Poiché un motore elettrico eroga tutta la sua potenza da fermo, si ottiene un'accelerazione entusiasmante non appena si tocca il pedale. La capacità dell'inverter di controllare con precisione l'erogazione di potenza rende l'auto fluida e reattiva.
Anche la trasmissione gioca un ruolo fondamentale nella maneggevolezza e nelle prestazioni. La trasmissione a una sola velocità consente di ottenere un'ondata di potenza lunga e fluida senza cambi di marcia. Il differenziale aiuta a percorrere le curve con stabilità. In un veicolo elettrico a trazione integrale, si possono avere due unità motore e trasmissione, una per l'asse anteriore e una per quello posteriore. Ciò consente di ottenere una trazione e un controllo incredibili in tutte le condizioni di guida.
Insieme, i gruppi propulsori e le trasmissioni di un veicolo elettrico sono progettati per garantire la massima efficienza e le migliori prestazioni. Ci sono meno parti in movimento, il che significa che l'energia persa per attrito è minore rispetto a un veicolo ICE. Questa è una delle ragioni principali per cui i veicoli elettrici sono in grado di trasformare l'energia immagazzinata in movimento, migliorando l'autonomia e riducendo i costi del "carburante". Per mantenere prestazioni ottimali, questi sistemi devono funzionare in perfetta armonia.
La magia di un veicolo elettrico sta nel modo in cui crea il movimento, o propulsione. È un processo pulito e silenzioso. Tutto inizia con la batteria, che invia l'elettricità CC all'inverter. L'inverter converte l'elettricità in corrente alternata e la invia al motore elettrico. Questo flusso di elettricità crea un campo magnetico che costringe il rotore del motore a girare. Questa rotazione è pura energia di rotazione.
È qui che subentra la trasmissione. La forza di rotazione del motore viene inviata al differenziale attraverso la trasmissione a velocità singola. La trasmissione trasferisce poi la coppia dalla trasmissione alle ruote attraverso gli assi. Quando le ruote girano, spingono contro la strada e l'auto avanza. Il movimento dell'auto è una forma di energia cinetica.
L'aspetto sorprendente è che questo processo può funzionare anche al contrario. Quando si rallenta, le ruote fanno girare il motore. Il motore agisce quindi come un generatore, trasformando l'energia cinetica dell'auto in movimento di propulsione al contrario, creando elettricità che torna nella batteria. Questa operazione si chiama frenata rigenerativa ed è una parte fondamentale dell'efficienza di un veicolo elettrico. L'energia viene creata e distribuita in un circuito molto intelligente.
Forse starete pensando: "È interessante, ma perché devo conoscere la storia della trasmissione e del gruppo propulsore?". Credo che abbia molta importanza. Innanzitutto, vi aiuta a essere consumatori più intelligenti. Quando si esaminano diversi modelli di veicoli elettrici, si capisce cosa significa che uno di essi ha un motore più potente o una trasmissione più avanzata. Potrete fare una scelta migliore per le vostre esigenze.
In secondo luogo, aiuta a capire cosa succede quando si guida. Apprezzerete l'accelerazione fluida e istantanea perché sapete che proviene da un motore elettrico e da una trasmissione semplice e diretta. Capirete perché il vostro EV è così silenzioso: perché non ci sono esplosioni sotto il cofano, ma solo il silenzioso ronzio dell'elettricità al lavoro. I componenti che trasferiscono l'energia sono molto più silenziosi.
Infine, aiuta a parlare con i tecnici e gli altri proprietari di veicoli elettrici. Se doveste avere un problema, potrete descriverlo con maggiore precisione. Saprete che un problema di accelerazione potrebbe essere dovuto alla catena cinematica, mentre un rumore durante le curve potrebbe essere dovuto alla trasmissione. Conoscere le basi di come la potenza viene prodotta e distribuita all'auto vi renderà un proprietario più consapevole e sicuro di sé. Gli elementi del gruppo propulsore e i componenti della trasmissione sono gli elementi costitutivi dell'auto.
Per concludere, ecco le cose più importanti da ricordare sul gruppo propulsore e sulla trasmissione EV:
Per velocizzare il progetto, è possibile etichettare le pile di laminazione con dettagli quali tolleranza, materiale, finitura superficiale, se è necessario o meno un isolamento ossidato, quantitàe altro ancora.
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