Двигуни в електромобілях легкі, потужні та не потребують обслуговування

Історія електродвигунів така ж довга, як і історія двигунів внутрішнього згоряння. На початку розвитку автомобілів навіть був час, коли електричні двигуни домінували в двигунах автомобілів.

Таким чином, електродвигун був давно і добре відомим пристроєм у промисловості, але навіть сьогодні він все ще розвивається, впевнені у Skoda Auto. При цьому основні технічні принципи залишаються в основному незмінними. Електродвигун – високоефективний пристрій, що перевершує в цьому відношенні двигуни внутрішнього згоряння. У той час як найкращі на сьогодні двигуни внутрішнього згоряння мають максимальний ККД близько 40%, електродвигуни зазвичай удвічі кращі. Завдяки цьому вони можуть оптимально використовувати енергію для живлення автомобіля.

Також цікаво як змінювались батареї електромобілів за останні 5 років

Простий дизайн

Високий ККД електродвигунів зумовлений принципом їх роботи. Існує багато типів електродвигунів, але основний принцип дуже схожий для всіх типів. Електричний двигун має статор (статичну частину, яка не рухається) і ротор, обертову частину, яка використовується для передачі рушійної сили. Зовнішньою частиною електродвигуна зазвичай є статор, а внутрішньою – ротор. Обертання викликано змінами електромагнітного поля, спричиненими проходженням електричного струму.

Схема електродвигуна. Ілюстрація Skoda

Сьогодні існує два типи електродвигунів, які широко використовуються в електромобілях. Кожен з них має свої переваги і недоліки, тому їх використовують по-різному.

Зокрема, існують синхронні та асинхронні електродвигуни. Останні завжди використовують змінний струм для створення рушійної сили, тому електромобіль завжди повинен бути оснащений інвертором, оскільки акумулятор є джерелом постійного електричного струму.

Обидва типи електродвигунів, які широко використовуються сьогодні, можна знайти в сімействі електромобілів Škoda Enyaq і в новій Škoda Elroq. «У своїй базовій конфігурації платформа MEB використовує синхронний електродвигун з постійними магнітами для приводу задніх коліс. У разі повного приводу до передньої осі додається асинхронний електродвигун», — говорить Олдржіх Візібло з відділу розробки електромоторів і шасі.

Чому така різниця у цих двигунах? Причина проста. Синхронний електродвигун із постійним магнітом зазвичай досягає більшої ефективності в широкому діапазоні обертів (тобто швидкості автомобіля). Асинхронний електродвигун є ідеальним щодо необхідної пікової потужності та загальної ефективності приводу. Технічно різниця між ними полягає в тому, що синхронний двигун має однакову швидкість обертання ротора з електричним полем статора і використовує постійні магніти в вагонах- платформах MEB. Натомість асинхронний двигун має іншу (нижчу) швидкість ротора. Асинхронні двигуни не використовують постійні магніти, мають мінімальні втрати і тому не збільшують енергоспоживання автомобіля, коли не використовуються для його руху.

Розріз електродвигуна. Фото Škoda

Зручний для користувача

“З точки зору користувача, електродвигуни мають низку переваг. Вони забезпечують плавний потік крутного моменту та потужності, можуть видавати максимальний крутний момент на мінімальних обертах і розраховані на максимальні навантаження, як і двигуни внутрішнього згоряння. По суті, двигун не потребує технічного обслуговування протягом усього терміну служби автомобіля”, – додає колега Vyziblo Їржі Шлехта.

До речі які тарифи на зарядку електромобілів в Україні

Користувачі електромобілів мають ряд інших переваг. До них відноситься рівна підлога для пасажирів автомобіля. Адже електродвигун вбудовано в конструкцію автомобіля. При відповідній конструкції це можливо завдяки відсутності вихлопної системи, а у випадку з повним приводом – відсутності карданного валу, оскільки на кожній осі є електродвигун.

Ще однією практичною перевагою електродвигунів є рекуперація. Електродвигуни в електромобілях також можуть працювати як генератор електроенергії під час гальмування. Це не тільки рятує гальма автомобіля від зносу, але й повертає частину енергії до акумуляторів, чого не може зробити традиційний автомобіль з двигуном внутрішнього згоряння (без гібридної силової установки).

Склад електродвигуна. Фото Skoda

Якщо добре спроектувати, електродвигуни також можуть бути екологічно чистими. Наприклад, деталі, виготовлені з алюмінієвої суміші, можна повторно використовувати для нових деталей у рамках процесу переробки. Мідні обмотки двигуна також переробляються.

Поточна мета розробки електродвигунів для автомобілів – скоротити використання постійних магнітів синхронних електродвигунів із вмістом дорогоцінних металів.

Одним із прикладів такого пристрою є двигун, який замінює дорогі постійні магніти стандартними мідними обмотками, подібними до обмоток статора. Відомий як синхронний двигун зі збудженням. Цей тип двигуна зазвичай використовується в промисловості, а його використання в автомобілях зумовлено оптимальним співвідношенням ціни та продуктивності. З іншого боку, він не такий компактний і висуває підвищені вимоги до електроніки керування потужністю. «Мета полягає в тому, щоб зменшити кількість рідкісних і дорогоцінних металів, що містяться в магнітах, або взагалі обійтися без них», — підсумовує Їржі Шлехта.