전기 자동차가 왜 "인스턴트 토크"라고 주장합니까?

나는 오늘 잘 알려진 전기 자동차 회사에 있었고 그들은 "즉시 토크"라고 주장했습니다. 인용문은 다음과 같습니다.

이 차를 운전하는 것은 가스 구동 차량과 매우 다릅니다. 예를 들어, 가속기를 누르면 순간 토크가 발생합니다. 약간의 지연이있는 가스 차량과는 다릅니다.

내 질문은,이 "즉시 토크"는 어디에서 오는가? 전자 / 전기가 빛의 속도로 이동한다는 사실만큼 간단합니다. 그러나 내연 기관이 수천 번의 작은 폭발을 통해 화학 전위 에너지를 운동 에너지로 변환하는 데 시간이 걸리나요? 아니면이 설명을 밝힐 수있는 다른 것이 있습니까?

편집 : 방금 별도의 SE 에서이 관련 질문을 찾았습니다. 누구나 일련의 답변에 "기본 물리 설명"을 더 추가 할 수 있습니까?

순간 토크 주장은 대부분 "오프라인"가속에 적용된다고 생각합니다 . 즉, 정지 상태이며 전기 모터는 가용 토크의 100 %가 0 rpm (대부분)으로 제공됩니다. 전기 모터는 항상 속도에 따라 토크가 떨어질 것입니다. 일반적으로 전기와 가스 엔진 (5 개의 전진 기어) 사이의 속도 함수로 휠 토크 가용성을 비교하면 다음과 같습니다.

_{그림 1 . 전기 자동차의 특징은 속도에서 피크 토크가 발생하는 가스 엔진과 달리 피크 토크가 0 rpm에서 사용 가능하다는 것입니다.}

또한 기어링으로 인해 가스 엔진에 비해 토크 및 동력 값이 훨씬 높더라도 전기 ​​자동차는 가스 자동차에 비해 어느 시점에서 가용 토크가 0 (공기 항력 무시)이되기 때문에 저속으로 제한됩니다.

2 차는 훨씬 더 오래 걸리는 가스 자동차에 비해 단 하나의 기어 토크 만 전기로 휠에 전달된다는 사실이라고 생각합니다. 휘발유 엔진은 실제로 공기 펌프라는 사실을 기억하십시오 (나중에 공기를 맞추기 위해 연료가 나중에 추가됨). 엔진을 통해 더 많은 공기를 밀어 낼 수있을수록 엔진의 효율은 높아지고 토크는 더 커집니다. 즉, 엔진을 올바른 rpm으로 스풀링하고 (일반적으로 기어의 다운 시프트 필요) 엔진의 관성 및 흡입시 공기의 관성을 극복하는 데 시간이 걸립니다. 당신은 그것을 알지 못할 수도 있지만, rpm이 높을수록 흡기구를 통과하는 공기는 굽힘과 곡선 주위의 초음속에 접근합니다. 그러한 속도로 공기를 얻으려면 많은 에너지가 필요하며 그 에너지는 가속에 사용 가능한 에너지에서 가져옵니다.

ICE (내연 기관)는 출력 토크를 높이는 데 시간이 걸립니다. 더 많은 혼합물이 실린더에 주입되기 전에 다양한 기계 시스템이 반응해야하며, 그로 인해 연소시 더 많은 압력이 발생합니다.

스로틀 바디 엔진을 예로 들어보십시오. 가스 페달을 밟으면 스로틀 밸브가 더 열립니다. 이로 인해 더 많은 공기가 흡입 다기관으로 유입되어 기화기의 벤츄리로 인해 더 많은 가스가 끌어옵니다. 이 저압 혼합물은 다음 흡입 행정에서 피스톤으로 흡입됩니다. 그런 다음 혼합물이 점화되기 전에 압축 행정이 있어야하며 결과적으로 더 많은 토크를 얻습니다. 타이밍, 연료 / 공기 비율 등을 변경하기 위해 다른 것들이 반응해야합니다.

위에도 불구하고 실제 지각 된 지연은 엔진의 토크 곡선으로 인한 것입니다. 엔진이 1 회전 이내에 더 많은 토크를 내더라도 엔진 출력은 저속으로 제한됩니다. 이제 혼합물이 실린더에 공급되는 최적의 속도에 관계없이 더 높은 속도에 도달 할 때까지 더 많은 토크를 생성 할 수 없습니다. 시간이 좀 걸립니다. 또는, 변속기 시스템은 엔진이 추가적인 출력을 생성하기 위해보다 최적의 작동 점을 갖도록 변속해야합니다. 어느 쪽이든 시간이 걸립니다.

한편, 전기 모터의 경우, 토크는 전류에 비례합니다. 이것은 속도와 무관하므로 서있는 정거장에서 고속도로 속도로 순항하는 것까지 잘 작동합니다. 전류는 초당 1000 배의 100 배를 수행 할 수있는 트랜지스터를 통해 펄스를 생성함으로써 제어됩니다. 모터 권선의 인덕턴스로 인해 더 많은 전류가 축적되는 데 약간의 지연이 있지만이 지연은 마이크로 초, 최대 밀리 초, 사람의 인식 범위보다 훨씬 낮습니다. 사람들은 약 50ms 미만의 지연을 감지하기가 어렵다는 것을 기억하십시오. 모터가 사람보다 빠른 토크를 생성 할 수있게함으로써 지연을 감지하기위한 특별한 설계 노력 없이도 지연이 거의 발생한다는 것을 인식 할 수 있습니다.

아니요, 전기 모터가 전부는 아니지만 대부분 0 rpm에서 최대 토크를 생성하는 특성입니다.이 때문에 전기 자동차가 라인을 내리는 데 능숙하고 전기 모터가 중장비를 시동하기 위해 항상 기어링이 필요하지 않은 이유 -많은 에너지 ...

그 이유는 엔진의 고유 손실입니다. 내부 연소 엔진은 자체 작동을 위해 생성하는 많은 토크를 소비합니다. 연료-공기 혼합을 압축하고, 연소 생성물을 방출하고, 연료-공기 혼합을 주입하고, 냉각 시스템을 실행하고, 연료 펌프를 실행하고, 점화 플러그에 전기를 공급하고 기어 박스의 기계적 마찰 등을 극복하기위한 교류 발전기. 이것은 모두 연소 및 감압을 통해 생성 된 에너지 / 토크에서 가져 오며, 에너지 흡입 / 출력 특성은 상당히 비선형 적입니다. 낮은 RPM에서는 실제로 사용 가능한 잉여 출력 토크가 거의없고 RPM을 증가시켜야합니다. 잉여의 증가는 곧 수요 증가를 능가하고 엔진은 최대 전력에 도달합니다 (그러면 손실은 다시 따라 잡기 시작하고 엔진은 최고점에 도달합니다) RPM).

또한 연소 과정과 연결되어 있습니다. 가속기를 누르면 혼합에서 연료 대 공기 비율을 수정하여 에너지를 많이 공급할 수 있지만 단일 연소에서 특정 양의 에너지 만 추출 할 수 있습니다 (단일 피스톤 사이클)- 더 많은 양의 연료를 증가 시키면 생산 된 에너지의 양을 증가시키는 대신 미 연소 연료를 방출하거나 점화 플러그를 범람시킬 수 있습니다. 대신 엔진의 RPM (초당 연소 횟수) (피스톤 사이클의 빈도)을 늘리는 것이 좋습니다. 그렇게하면 에너지가 적은 양의 매우 연료가 풍부한 혼합 대신에 많은 양의 중간 정도의 연료가 풍부한 혼합으로 많은 에너지가 생성됩니다.

전기 모터에는 그러한 '자기 유지'손실이 거의 없으며 출력 토크의 양은 연소 사건의 빈도와 같은 어떤 종류의 사이클에 의존하지 않습니다. 에너지 입력은 완전히 증가 할 수 있습니다. 스파크 플러그에 너무 많은 물을 뿌리십시오.

이제 이것은 토크 -RPM 관계입니다. 그 결과 시간-토크 관계는 간단합니다. 연소 엔진이 시동 될 때 RPM이 낮고 낮은 토크 출력입니다. 증가 시키려면 "스핀 업"하고 RPM을 증가시켜야합니다. 그리고 그 속도가 아직 충분하지 않은 토크가 필요하므로 프로세스에 시간이 걸립니다. 전기 엔진에서는 즉시 최대 출력을 얻습니다.

즉석 토크는 페달 / 레버 / 스로틀 이동에서 차량의 최대 해당 가속까지 100 밀리 초 미만의 지연이 있으며, 이는 모터에 펄스를 보내는 위상 컨트롤러에 의해 제어됩니다. 컨트롤러와 모터는 최대 100ms 시간 응답, 최소 10ms입니다.

클러치는 모터와 휠 사이에 직접 연결되는 것을 방지합니다. 또한 낮은 기어에서 높은 기어까지 연속 가속을 방지합니다. 정지 상태에서, 클러치 결합 지연은 EV의 50-100 밀리 초와 비교하여 약 1-3 초입니다.

전기 자동차는 모터 축과 휠 회전간에 제로 회전 차이가 없습니다.

모터 코일 펄스는 자석에 힘을 가하기 때문에 DC 배터리 에너지를 여러 모터 "위상"와이어로 재분배하려면 약간 느린 컨트롤러가 필요합니다.