Moteurs et unités d'entraînement
Alors que l'industrie automobile s'oriente rapidement vers l'électrification, le cœur des véhicules électriques (VE) réside dans leurs moteurs et leurs unités de transmission. Avec une gamme diversifiée de types de moteurs et d’onduleurs complexes, comprendre les complexités de ces composants est crucial pour comprendre le fonctionnement interne des véhicules électriques.
Dans cet article détaillé, nous examinerons en profondeur les moteurs et les unités d’entraînement pour voitures électriques, en examinant les différents types de moteurs couramment utilisés dans les véhicules électriques, en explorant les subtilités de l’onduleur et en approfondissant le rôle essentiel que jouent ces composants dans la propulsion. l’avenir des transports.
Tout d’abord, nous expliquerons les principes communs des moteurs électriques.
Pièces de l'unité d'entraînement électrique VW.
Nous explorerons ensuite les différents types de moteurs utilisés dans les voitures électriques, des moteurs à aimants permanents aux moteurs à induction.
Nous examinerons leurs caractéristiques uniques, leurs avantages et leurs limites et donnerons un aperçu de leurs principes opérationnels et de leur efficacité.
Ensuite, nous examinerons le rôle de l’onduleur, qui agit comme le cerveau du système d’entraînement du moteur, convertissant l’énergie CC de la batterie en alimentation CA pour entraîner le moteur.
Nous explorerons les complexités de la conception des onduleurs, y compris ses différentes stratégies de contrôle, sa gestion thermique et son électronique de puissance, et soulignerons son rôle essentiel dans l’optimisation des performances du moteur.
En outre, nous discuterons de l’intégration des moteurs et des unités d’entraînement dans les véhicules électriques, y compris leur emplacement, leurs systèmes de refroidissement et l’efficacité globale du système.
Nous examinerons également l’impact de la conception du moteur et de l’unité d’entraînement sur des facteurs tels que l’autonomie, les performances et le temps de charge du véhicule et mettrons en évidence les dernières avancées technologiques dans ce domaine.
Enfin, nous explorerons les perspectives des moteurs et des unités de propulsion pour voitures électriques, y compris les progrès de la technologie des moteurs, les améliorations de l’électronique de puissance et les tendances émergentes telles que la recharge sans fil et les batteries à semi-conducteurs. Nous discuterons également des défis et des opportunités associés à ces technologies et de leur impact potentiel sur l’avenir de la mobilité électrique.
Que vous soyez un passionné de véhicules électriques, un ingénieur automobile ou simplement curieux de connaître le fonctionnement interne des voitures électriques, cet article complet fournira une compréhension approfondie des moteurs et des unités d’entraînement, mettant en lumière les technologies de pointe qui pilotent les transports du futur. Alors rejoignez-nous pour embarquer dans un voyage passionnant dans le monde de la propulsion des véhicules électriques, découvrant les secrets de la puissance qui propulse l’avenir de la mobilité.
Comment fonctionnent les moteurs électriques ?
Même s’il existe plusieurs types de moteurs électriques, les principes sont les mêmes. Les moteurs électriques fonctionnent selon les principes de l’électromagnétisme. Ils se composent d’un stator et d’un rotor, le stator étant une pièce fixe et le rotor une pièce rotative.
Stator et rotor.
Le stator contient des enroulements de bobine connectés à une source d’alimentation, qui génère un courant électrique qui circule à travers les enroulements, créant ainsi un champ magnétique.
Le rotor, quant à lui, contient des aimants ou des enroulements, et lorsque le champ magnétique généré par le stator interagit avec les aimants ou les enroulements du rotor, il crée une force qui fait tourner le rotor. Ce mouvement de rotation est ensuite transféré à la charge mécanique, telle que les roues d’un véhicule, qui propulse le véhicule vers l’avant.
Le contrôleur de moteur contrôle la direction et la vitesse de rotation du moteur en faisant varier le courant circulant dans les enroulements du stator, ce qui modifie la force et l’orientation du champ magnétique. Cette technique permet un contrôle précis des performances du moteur, notamment le couple, la vitesse et la puissance de sortie.
Différents types de moteurs électriques, tels que les moteurs à aimant permanent et à induction, ont des conceptions et des principes de fonctionnement différents. Pourtant, ils reposent tous sur l’interaction entre les champs magnétiques et les courants électriques pour générer du mouvement.
Moteurs asynchrones
Les moteurs à induction, également appelés moteurs asynchrones, sont un type de moteur électrique largement utilisé dans les véhicules électriques (VE) pour leurs caractéristiques et avantages uniques.
En savoir plus sur les moteurs à induction.
Moteurs synchrones à aimants permanents
Les moteurs synchrones sont un type de moteur électrique également utilisé dans les véhicules électriques (VE) pour la propulsion, mais ils fonctionnent différemment des moteurs asynchrones. Les moteurs synchrones nécessitent une connexion physique entre le rotor et le stator, généralement via des aimants permanents, ce qui les distingue des moteurs asynchrones qui reposent sur l’induction électromagnétique.
Moteur synchrone à rotor bobiné
Un moteur synchrone à rotor bobiné, également connu sous le nom de moteur synchrone à bagues collectrices, est un type de moteur électrique qui combine les caractéristiques des moteurs synchrones et des moteurs à induction à rotor bobiné.
L’onduleur
L’onduleur est un composant crucial de l’unité d’entraînement du véhicule électrique (VE). Il est chargé de convertir l’électricité en courant continu (CC) stockée dans la batterie du véhicule en électricité en courant alternatif (AC), qui est ensuite utilisée pour alimenter le moteur électrique qui entraîne les roues du véhicule électrique.
En savoir plus sur l’onduleur.
Refroidissement du moteur
Le refroidissement est un aspect important de la conception des moteurs électriques des véhicules électriques (VE) pour garantir des performances, une efficacité et une fiabilité optimales.
Tout savoir sur le refroidissement
Engrenages
Les véhicules électriques (VE) utilisent généralement différents types de boîtes de vitesses dans leurs unités de transmission, en fonction de la conception spécifique et des exigences de la voiture.
Apprenez tout sur les engrenages.
Configuration du moteur
Les véhicules électriques (VE) peuvent utiliser diverses configurations de moteur en fonction de la conception spécifique et des exigences de la voiture. Certaines des configurations de moteur typiques utilisées dans les véhicules électriques incluent :
Configuration à moteur unique : Dans une configuration à moteur unique, un seul moteur électrique est utilisé pour conduire le véhicule. Ce moteur peut être soit un moteur synchrone à aimant permanent (PMSM), soit un moteur asynchrone ou asynchrone (ASM). Il entraîne soit les roues avant, soit les roues arrière du véhicule.
Configuration à double moteur : Deux moteurs électriques sont utilisés dans une configuration à double moteur, généralement un pour chaque essieu ou roue. Cette configuration permet une répartition plus précise du couple entre les roues avant et arrière, permettant un meilleur contrôle de traction et des performances améliorées, en particulier dans les configurations à traction intégrale (AWD). Les moteurs peuvent être des PMSM, des WRSM, des ASM ou une combinaison.
Configuration à trois moteurs : Une configuration à trois moteurs est similaire à une conception à deux moteurs, mais avec trois moteurs électriques au lieu de deux. Cette configuration est rare et utilisée dans des modèles hautes performances comme la Tesla Model S Plaid et l’Audi SQ8 e-tron. Un avantage est la possibilité de vectorisation du couple.
Configuration tri-moteur
Configuration à quatre moteurs Une configuration à quatre moteurs comprend un moteur pour chaque roue. Voici quelques-uns des avantages d’avoir quatre moteurs dans un véhicule électrique
Contrôle de traction précis : chaque moteur peut ajuster indépendamment le couple à chaque roue, en fonction des conditions routières et de la demande du conducteur. Cela peut améliorer la stabilité, la maniabilité et la sécurité du véhicule, en particulier dans les situations hors route et enneigées. Par exemple, le moteur quad Rivian R1S peut utiliser une fonction appelée « tour de réservoir » pour tourner sur place en faisant tourner les roues d’un côté dans un sens et les roues de l’autre côté dans le sens opposé.
Vectorisation du couple : chaque moteur peut également faire varier le couple à chaque roue pour améliorer la direction et les virages du véhicule. Cela peut réduire le survirage et le sous-virage, problèmes courants dans les véhicules conventionnels. La vectorisation du couple peut également rendre le véhicule plus agile, plus réactif et plus amusant à conduire.
Certains modèles avec configuration de moteur Quad sont
Ci-dessous, vous voyez le moteur Rivian R1T Quad faire un tour de réservoir avec la configuration du moteur quad.
VE les plus vendus dans le monde
Ci-dessous, vous trouverez les 10 modèles de véhicules électriques les plus vendus au monde. Cliquez sur le nom pour plus d'informations.