Motorer og drivenheter
Ettersom bilindustrien raskt skifter mot elektrifisering, ligger hjertet til elektriske kjøretøyer (EV-er) i motorene og drivenhetene deres. Med et mangfoldig utvalg av motortyper og intrikate omformere, er det avgjørende å forstå kompleksiteten til disse komponentene for å forstå den indre funksjonen til elbiler.
I denne omfattende artikkelen vil vi ta en grundig titt på motorer og drivenheter for elbiler, undersøke de ulike motortypene som vanligvis brukes i elbiler, utforske inverterens vanskeligheter og fordype oss i den kritiske rollen disse komponentene spiller i fremdriften. fremtidens transport.
Først vil vi forklare de vanlige prinsippene for elektriske motorer.
VW elektriske drivenhetsdeler.
Deretter vil vi utforske de forskjellige typene motorer som brukes i elbiler, fra permanentmagnetmotorer til induksjonsmotorer.
Vi vil undersøke deres unike egenskaper, fordeler og begrensninger og gi innsikt i deres operasjonelle prinsipper og effektivitet.
Deretter vil vi fordype oss i rollen til omformeren, som fungerer som hjernen til motorens drivsystem, og konverterer likestrøm fra batteriet til vekselstrøm for å drive motoren.
Vi vil utforske kompleksiteten til inverterdesign, inkludert dens ulike kontrollstrategier, termisk styring og kraftelektronikk, og fremheve dens kritiske rolle i å optimalisere motorytelsen.
Videre vil vi diskutere integrasjonen av motorer og drivenheter i elektriske kjøretøy, inkludert deres plassering, kjølesystemer og generell systemeffektivitet.
Vi vil også undersøke effekten av motor- og drivenhetsdesign på faktorer som kjøretøyets rekkevidde, ytelse og ladetid og fremheve de siste teknologiske fremskritt på dette feltet.
Til slutt vil vi utforske utsiktene til motorer og drivenheter for elbiler, inkludert fremskritt innen motorteknologi, forbedringer innen kraftelektronikk og nye trender som trådløs lading og solid-state batterier. Vi vil også diskutere utfordringene og mulighetene knyttet til disse teknologiene og deres potensielle innvirkning på fremtiden for elektrisk mobilitet.
Enten du er en EV-entusiast, en bilingeniør eller bare nysgjerrig på den indre funksjonen til elektriske biler, vil denne omfattende artikkelen gi en dyp forståelse av motorer og drivenheter, og kaste lys over banebrytende teknologier som driver fremtidig transport. Så bli med oss når vi legger ut på en spennende reise inn i verden av fremdrift av elektriske kjøretøy, og avdekker hemmelighetene bak kraften som driver fremtidens mobilitet.
Hvordan fungerer elektriske motorer?
Selv om det finnes flere typer elektriske motorer, er prinsippene de samme. Elektriske motorer fungerer basert på prinsippene for elektromagnetisme. De består av en stator og en rotor, hvor statoren er en stasjonær del og rotoren er en roterende del.
Stator & Rotor.
Statoren inneholder spoleviklinger som er koblet til en strømkilde, som genererer en elektrisk strøm som strømmer gjennom viklingene og skaper et magnetfelt.
Rotoren, derimot, inneholder magneter eller viklinger, og når magnetfeltet generert av statoren samhandler med magnetene eller viklingene i rotoren, skaper det en kraft som får rotoren til å rotere. Denne rotasjonsbevegelsen overføres deretter til den mekaniske lasten, for eksempel hjulene på et kjøretøy, som driver kjøretøyet fremover.
Motorkontrolleren kontrollerer retningen og hastigheten til motorens rotasjon ved å variere strømmen som flyter gjennom statorviklingene, noe som endrer styrken og orienteringen til magnetfeltet. Denne teknikken tillater nøyaktig kontroll av motorytelsen, inkludert dreiemoment, hastighet og effekt.
Ulike typer elektriske motorer, som permanentmagnet og induksjonsmotorer, har varierende design og driftsprinsipper. Likevel er de alle avhengige av samspillet mellom magnetiske felt og elektriske strømmer for å generere bevegelse.
Induksjonsmotorer
Induksjonsmotorer, også kjent som asynkronmotorer, er en type elektrisk motor som er mye brukt i elektriske kjøretøy (EV) for deres unike egenskaper og fordeler.
Permanent Magnet Synkronmotorer
Synkronmotorer er en type elektrisk motor som også brukes i elektriske kjøretøy (EV) for fremdrift, men de fungerer annerledes enn asynkronmotorer. Synkronmotorer krever en fysisk forbindelse mellom rotoren og statoren, vanligvis gjennom permanente magneter, noe som gjør dem forskjellig fra asynkronmotorer som er avhengige av elektromagnetisk induksjon.
Synkronmotor med viklet rotor
En synkronmotor med viklet rotor, også kjent som en synkronmotor med slepering, er en type elektrisk motor som kombinerer funksjonene til både synkronmotorer og induksjonsmotorer med viklet rotor.
Inverteren
Omformeren er en viktig drivenhetskomponent for elektriske kjøretøy (EV). Den er ansvarlig for å konvertere likestrøm (DC) elektrisitet som er lagret i kjøretøyets batteri til vekselstrøm (AC) elektrisitet, som deretter brukes til å drive den elektriske motoren som driver hjulene til EV.
Motorkjøling
Kjøling er et viktig aspekt ved elektrisk motordesign i elektriske kjøretøy (EV) for å sikre optimal ytelse, effektivitet og pålitelighet.
Gir
Elektriske kjøretøyer (EV) bruker vanligvis ulike typer girkasser i drivenhetene sine, avhengig av den spesifikke designen og kravene til bilen.
Motoroppsett
Elektriske kjøretøy (EV-er) kan bruke forskjellige motoroppsett avhengig av den spesifikke designen og kravene til bilen. Noen av de typiske motoroppsettene som brukes i elbiler inkluderer:
Enkelmotoroppsett: I et enkeltmotoroppsett brukes en enkelt elektrisk motor til å drive kjøretøyet. Denne motoren kan enten være en synkronmotor med permanent magnet (PMSM) eller en asynkron- eller induksjonsmotor (ASM). Den driver enten for- eller bakhjulene på kjøretøyet.
Dobbelt motoroppsett: To elektriske motorer brukes i et dobbeltmotoroppsett, typisk en for hver aksel eller hjul. Dette oppsettet tillater mer presis dreiemomentfordeling mellom for- og bakhjulene, noe som muliggjør bedre trekkontroll og forbedret ytelse, spesielt i konfigurasjoner med firehjulsdrift (AWD). Motorene kan være PMSM-er, WRSM-er, ASM-er eller en kombinasjon.
Tri-motor-oppsett: Et tre-motor-oppsett ligner på et design med to motorer, men med tre elektriske motorer i stedet for to. Dette oppsettet er sjeldent og brukes i høyytelsesmodeller som Tesla Model S Plaid og Audi SQ8 e-tron. En fordel er muligheten for momentvektorering.
Tri-motor oppsett
Fire motoroppsett Et firemotoroppsett har én motor for hvert hjul. Her er noen av fordelene ved å ha fire motorer i en elbil
Nøyaktig trekkraftkontroll: Hver motor kan uavhengig justere dreiemomentet ved hvert hjul, avhengig av veiforholdene og førerens innspill. Dette kan forbedre stabiliteten, håndteringen og sikkerheten til kjøretøyet, spesielt i terreng og snødekte situasjoner. For eksempel kan Rivian R1S quad-motor bruke en funksjon kalt “tank turn” for å spinne på stedet ved å rotere hjulene på den ene siden i én retning og hjulene på den andre siden i motsatt retning
Momentvektor: Hver motor kan også variere dreiemomentet ved hvert hjul for å forbedre styringen og svingene til kjøretøyet. Dette kan redusere over- og understyring, vanlige problemer i konvensjonelle kjøretøy. Dreiemomentvektor kan også gjøre kjøretøyet mer smidig og responsivt og morsommere å kjøre.
Noen modeller med Quad motor oppsett er
Nedenfor ser du Rivian R1T Quad-motoren gjøre en tanksving med quad-motoroppsettet.
Mest solgte elbiler globalt
Nedenfor finner du de 10 mest solgte EV-modellene i verden. Klikk på navnet for full info.