Jak dbać o układ napędowy w samochodzie elektrycznym, aby unikać kosztownych awarii?

Jak zbudowany jest układ napędowy samochodu elektrycznego?

Niemal każdy współczesny samochód elektryczny BEV jest napędzany przez zblokowany układ napędowy, który składa się z:

• Silnika elektrycznego wysokiej mocy, na prąd zmienny do 600 V, którego konstrukcja może się nieznacznie różnić, w zależności od producenta auta;

• Falownika (inwertera), który przekształca prąd stały z baterii trakcyjnej na prąd zmienny. Falownik steruje też pracą silnika (prędkością obrotową), zgodnie z naciskiem na pedał gazu przez kierowcę;

• Jednobiegowej skrzyni redukcyjnej.

Jeśli auto ma napęd na obie osie, nie stosuje się żadnych skomplikowanych układów przeniesienia napędu. Przy każdej osi samochodu znajduje się osobny układ napędowy z własnym silnikiem i skrzynią biegów.

Układ napędowy wymaga smarowania olejem przekładniowym, który jest używany w skrzyni biegów. Układ napędowy auta elektrycznego musi być też chroniony przed przegrzaniem, czym zajmuje się rozbudowany układ chłodzenia, dbający też o baterię trakcyjną.

Powyższa konstrukcja stosowana jest w standardowych samochodach elektrycznych. Wyjątkiem mogą być mikrosamochody i pojazdy elektryczne produkowane przez różne małe firmy (w większości chińskie), gdzie stosuje się ręczne skrzynie biegów, a także silniki na prąd stały DC.

Czy układ napędowy samochodu elektrycznego jest bezobsługowy i bezawaryjny?

Walka ze spalinową motoryzacyjną była często prowadzona w nieczysty sposób. W przestrzeni publicznej pojawiały się argumenty, zgodnie z którymi silniki spalinowe się psują i wymagają drogich napraw (np. przy wymianie wtryskiwaczy) oraz drogiego serwisu (np. wymian rozrządu, wymiany oleju silnikowego i wymiany oleju przekładniowego w skrzyni biegów). W przeciwieństwie do tego silniki elektryczne (napędy elektryczne) miały się nie psuć i miały nie wymagać serwisowania. To nieprawda.

O tym, że silnik elektryczny się psuje i się przegrzewa mógł się przekonać praktycznie każdy z nas. Ileż to elektrycznych urządzeń przestało działać ze względu na awarię silnika elektrycznego? W mikserze, w robocie kuchennym, w suszarce do włosów, w odkurzaczu, w kosiarce do trawy, w wiertarce i wkrętarce…

O tym, że silniki w samochodach elektrycznych się psują, a koszty napraw są horrendalne, przekonała się już pewna, na szczęście (jak na razie) niewielka grupa użytkowników tych aut. Jednak wraz z coraz większą liczbą aut elektrycznych na drogach, w tym produkowanych przez mało znanych producentów, wraz z kolejnymi dziesiątkami tysięcy pokonywanych kilometrów, awarie napędów aut elektrycznych będą dotykać kolejnych kierowców.

Warto zapoznać się z naszym wcześniejszym tekstem o awariach silników aut elektrycznych.

Czy silnik elektryczny i napęd auta elektrycznego wymaga serwisowania?

Tak, zdecydowanie tak.

• Standardowy przegląd napędu auta elektrycznego powinien odbywać się co 30 – 40 tys. km (to zalecenia amerykańskich producentów aut elektrycznych).

• Olej przekładniowy w skrzyni biegów wymienia się co 100 – 120 tys. km przebiegu (tak zaleca producent Forda Mach-E). Interwał podobny do okresów wymian w standardowych skrzyniach biegów.

• Płyn chłodzący (specjalny płyn dielektryczny na bazie glikolu) powinno wymieniać się co 12 tys. km lub co 20-30 tys. km przebiegu (to znów zalecenie z amerykańskiego rynku, zalecenia innych producentów mogą się różnić, a okresy wymian mogą być dłuższe). W trakcie serwisu układu chłodzenia mechanicy muszą sprawdzić także szczelność i koniecznie działanie pomp.

• W przypadku zauważenia jakichkolwiek awarii (np. przegrzewania się napędu, co jest sygnalizowane na desce rozdzielczej), kierowca powinien jak najszybciej odwiedzić serwis.

Sprawny układ chłodzenia ma kluczowy wpływ na sprawność samochodu elektrycznego. Wpływa on na najdroższe elementy składowe wyposażenia pojazdu elektrycznego: zespół napędowy i baterię trakcyjną. Jego serwisowanie, utrzymywanie w odpowiednim stanie i reagowanie na awarie ma kluczowe znaczenie.

Kierowca auta elektrycznego musi także pamiętać o aktualizacji oprogramowania samochodu OTA (over-the-air), w trakcie których aktualizowane jest również oprogramowanie sterujące baterii i silnika. Zazwyczaj taka aktualizacja dokonuje się co rok.

Czy niewłaściwa eksploatacja może doprowadzić do awarii układu napędowego w samochodzie elektrycznym?

Tak, jak najbardziej.

• Jednym z największych atutów aut elektrycznych jest ich świetne, liniowe przyspieszenie. Niestety, agresywna jazda i częste obciążanie silnika niszczy łożyska silnika (ich wymiana to koszt minimum 10 000 zł) poza tym może doprowadzić do przegrzania uzwojenia.

• Kierowca musi unikać przegrzania silnika. O tym, że do niego doszło, alarmują kontrolki i komunikaty na desce rozdzielczej. Auto wchodzi w tryb awaryjny z ograniczonymi osiągami. W przypadku przegrzania samochód powinien odpocząć na parkingu, a potem trafić do warsztatu, w celu przeprowadzenia diagnostyki. Jeśli kierowca nie może się zatrzymać, powinien zmniejszyć prędkość jazdy. Do przegrzania silnika może dojść na przykład na skutek agresywnej jazdy, przeciążenia auta, długotrwałej jazdy w ciężkim terenie, np. w górach.

• Jazda z bardzo niskim poziomem naładowania baterii trakcyjnej, poniżej 10 procent, także jest szkodliwa dla silnika. W takim przypadku silnik jest narażony na wysokie obciążenie przy małej mocy zasilania.

• Narażanie samochodu na wilgoć, np. stałe parkowanie w wilgotnych miejscach albo wjeżdżanie w głębokie kałuże. To jeden z najczęstszych powodów korodowania uzwojenia silnika elektrycznego. Poza tym błoto i zanieczyszczenia mogą być niszczące dla uszczelek silnika.

Czy napęd samochodu elektrycznego może się psuć ze względu na błędy konstrukcyjne?

Tak. Zdarzały się sytuacje, w których płyn chłodniczy przedostawał się do wnętrza silnika elektrycznego, powodując zwarcia i korozję. Powodem były uszczelki niskiej jakości, zastosowane w pierwszym montażu. Inny producent zastosował łożyska niskiej jakości w na wale wirnika silnika elektrycznego, które psuły się już po ok. 100 – 150 tys. km przebiegu.

Zastosowanie materiałów niskiej jakości do produkcji układu napędowego i wady konstrukcyjne będą mieć bardzo duży wpływ na awaryjność zespołu napędowego.

Na rynku jest wiele modeli aut elektrycznych produkowanych przez firmy, które dopiero co weszły na europejski rynek. Czy do ich produkcji zastosowano materiały wysokiej jakości? Użytkownicy przekonają się o tym na własnej skórze, po zakończeniu okresu gwarancji.

Czy napęd samochodu elektrycznego może się psuć ze względu na złą historię auta używanego?

Tak. Do naszego kraju są sprowadzane używane samochody elektryczne z Europy Zachodniej, USA, Chin czy ZEA. Jeśli używane auto elektryczne jest po wypadku, może mieć uszkodzony układ napędowy (np. skrzywiony wał wirnika, nieszczelną skrzynię) oraz uszkodzoną baterię i lada chwila któreś z ogniw może się zapalić.

Wypadek może być też przyczyną uszkodzenia i rozszczelnienia układu chłodniczego, co może mieć fatalny wpływ na pracę układu napędowego EV i trwałość baterii trakcyjnej.

Samochód elektryczny po powodzi powinien natomiast trafić na złom, gdyż może w nim dojść do zwarć i zapalenia się baterii.

Michał Lisiak