Vrste motorjev, ki se uporabljajo v električnih vozilih

Električna vozila na tem svetu niso nekaj novega, toda s tehnološkim napredkom in večjo zaskrbljenostjo nad nadzorom onesnaževanja so mu postavili oznako prihodnje mobilnosti. Osrednji element EV, poleg baterij za električna vozila, ki nadomešča motorje z notranjim zgorevanjem, je električni motor. Hiter razvoj na področju močne elektronike in krmilnih tehnik je ustvaril prostor za različne vrste elektromotorjev, ki se uporabljajo v električnih vozilih. Elektromotorji, ki se uporabljajo v avtomobilski industriji, bi morali imeti značilnosti, kot so visok zagonski navor, velika gostota moči, dober izkoristek itd.

Različne vrste električnih motorjev, ki se uporabljajo v električnih vozilih

1. Motor DC serije
2. Brezkrtačni enosmerni motor
3. Sinhroni motor s trajnim magnetom (PMSM)
4. Trifazni indukcijski motorji z izmeničnim tokom
5. Preklopni odporni motorji (SRM)

1. Motor DC serije

Zmogljivost navora DC z visokim navorom je primerna za uporabo pri vleki. Bil je najpogosteje uporabljan motor za vleko v zgodnjih 1900-ih. Prednosti tega motorja so enostavno krmiljenje hitrosti in lahko prenese tudi nenadno povečanje obremenitve. Zaradi vseh teh lastnosti je idealen vlečni motor. Glavna pomanjkljivost motorja serije DC je visoko vzdrževanje zaradi ščetk in komutatorjev. Ti motorji se uporabljajo na indijskih železnicah. Ta motor spada v kategorijo motorjev z enosmernim krtačenjem.

2. Brezkrtačni enosmerni motorji

Podoben je enosmernim motorjem s trajnimi magneti. Imenuje se brezkrtačna, ker nima komutatorja in razporeditve ščetk. Komutacija v tem motorju poteka elektronsko, saj BLDC motorji ne potrebujejo vzdrževanja. BLDC motorji imajo vlečne lastnosti, kot so visok zagonski navor, visok izkoristek okoli 95-98% itd. BLDC motorji so primerni za oblikovanje z veliko gostoto moči. Motorji BLDC so zaradi svojih oprijemnih lastnosti najbolj priljubljeni motorji za uporabo v električnih vozilih. Več o BLDC motorjih lahko izveste tako, da ga primerjate z običajnim brušenim motorjem.

BLDC motorji imajo še dve vrsti:

jaz. BLDC motor zunanjega tekača:

Pri tej vrsti je rotor motorja prisoten zunaj, stator pa navznoter. Imenuje se tudi kot pestasti motorji, ker je kolo neposredno povezano z zunanjim rotorjem. Ta vrsta motorjev ne zahteva zunanjega zobniškega sistema. V nekaj primerih ima sam motor vgrajene planetarne zobnike. Ta motor naredi celotno vozilo manj zajetno, saj ne potrebuje nobenega zobniškega sistema. Odpravlja tudi prostor, potreben za namestitev motorja. Obstajajo omejitve glede dimenzij motorja, ki omejujejo izhodno moč v konfiguraciji tekača. Ta motor je najbolj priljubljen pri proizvajalcih električnih koles, kot so Hullikal, Tronx, Spero, lahka kolesa itd. Uporabljajo ga tudi proizvajalci dvokolesnikov, kot so 22 Motors, NDS Eco Motors itd.

ii. Motor BLDC tipa tekača:

Pri tej vrsti je rotor motorja prisoten znotraj, stator pa zunaj kot običajni motorji. Ti motorji potrebujejo zunanji prenosni sistem za prenos moči na kolesa, zaradi česar je konfiguracija zunanjega tekača malo večja v primerjavi s konfiguracijo tekača. Številni proizvajalci trikolesnikov, kot so Goenka Electric Motors, Speego Vehicles, Kinetic Green, Volta Automotive, uporabljajo BLDC motorje. Proizvajalci skuterjev z nizko in srednje zmogljivostjo za pogon uporabljajo tudi motorje BLDC.

Zaradi teh razlogov je zelo priljubljen motor za uporabo v električnih vozilih. Glavna pomanjkljivost so visoki stroški zaradi trajnih magnetov. Preobremenitev motorja čez določeno mejo zmanjša življenjsko dobo trajnih magnetov zaradi toplotnih razmer.

3. Sinhroni motor s trajnim magnetom (PMSM)

Ta motor je podoben tudi BLDC motorju, ki ima na rotorju trajne magnete. Podobno kot BLDC motorji imajo ti motorji tudi vlečne lastnosti, kot sta velika gostota moči in visoka učinkovitost. Razlika je v tem, da ima PMSM sinusoidalni EMF hrbta, medtem ko ima BLDC trapezoidni EMF hrbta. Za večje nazivne moči so na voljo sinhroni motorji s trajnim magnetom. PMSM je najboljša izbira za visoko zmogljive aplikacije, kot so avtomobili in avtobusi. Kljub visokim stroškom PMSM zagotavlja močno konkurenco indukcijskim motorjem zaradi večje učinkovitosti kot slednji. PMSM je tudi dražji od BLDC motorjev. Večina proizvajalcev avtomobilov uporablja motorje PMSM za hibridna in električna vozila. Na primer, Toyota Prius, Chevrolet Bolt EV, Ford Focus Electric, nič motornih koles S / SR, Nissan Leaf, Hinda Accord, BMW i3 itd uporabljajo motor PMSM za pogon.

4. Trifazni indukcijski motorji z izmeničnim tokom

Pri indukcijski motorji nimajo visoko začetno toque kot serije DC motorji pod fiksno napetost in delovanje fiksne frekvence. Toda to značilnost je mogoče spremeniti z uporabo različnih nadzornih tehnik, kot so metode FOC ali v / f. Z uporabo teh načinov krmiljenja je na voljo največji navor ob zagonu motorja, ki je primeren za oprijem. Indukcijski motorji z veveričjimi kletkami imajo dolgo življenjsko dobo zaradi manj vzdrževanja. Indukcijski motorji so lahko zasnovani do izkoristka 92-95%. Pomanjkljivost indukcijskim motorjem je, da zahteva kompleksen inverter vezje in kontrola je motor depresijo.

Pri motorjih s trajnimi magneti magneti prispevajo k gostoti pretoka B. Zato je prilagoditev vrednosti B v asinhronih motorjih enostavna v primerjavi z motorji s trajnimi magneti. To je zato, ker lahko pri indukcijskih motorjih vrednost B nastavimo s spreminjanjem napetosti in frekvence (V / f) glede na zahteve glede navora. To pomaga zmanjšati izgube, kar posledično izboljša učinkovitost.

Tesla Model S je najboljši primer za dokazovanje zmogljivosti asinhronih motorjev v primerjavi s svojimi kolegi. Z izbiro indukcijskih motorjev bi Tesla morda želel odpraviti odvisnost od trajnih magnetov. Tudi Mahindra Reva e2o za pogon uporablja trifazni asinhronski motor.Veliki avtomobilski proizvajalci, kot so motorji TATA, so v svojih avtomobilih in avtobusih načrtovali uporabo indukcijskih motorjev. Proizvajalec dvokolesnih motorjev TVS bo lansiral električni skuter, ki za pogon uporablja indukcijski motor. Indukcijski motorji so zaradi poceni stroškov najprimernejša izbira za zmogljiva električna vozila. Druga prednost je v tem, da lahko prenese trpežne okoljske razmere. Zaradi teh prednosti so indijske železnice začele svoje enosmerne motorje nadomeščati z indukcijskimi motorji z izmeničnim tokom.

5. Preklopni odporni motorji (SRM)

Switched Reluctance Motors je kategorija motorjev s spremenljivo odpornostjo z dvojno močjo. Preklopni relukcijski motorji so enostavne izdelave in robustni. Rotor SRM je kos laminiranega jekla, na katerem ni navitij ali trajnih magnetov. Zaradi tega je vztrajnost rotorja manjša, kar pomaga pri velikem pospeševanju. Robustna narava SRM je primerna za uporabo pri visokih hitrostih. SRM ponuja tudi visoko gostoto moči, ki so nekatere zahtevane značilnosti električnih vozil. Ker je proizvedena toplota večinoma omejena na stator, je motor lažje hladiti. Največja pomanjkljivost SRM je zapletenost nadzora in povečanje preklopnega vezja. Ima tudi nekaj težav s hrupom. Ko SRM vstopi na komercialni trg, lahko v prihodnosti nadomesti PMSM in indukcijske motorje.

Vpogledi v izbiro pravega motorja za vaš EV

Za izbiro ustreznih motorjev na električna vozila, najprej je treba našteti zahteve glede zmogljivosti, ki jih mora izpolnjevati vozilo, pogojev obratovanja in z njim povezanih stroškov. Na primer za uporabo gokart vozil in dvokolesnikov, ki zahtevajo manj zmogljivosti (večinoma manj kot 3 kW) po nizki ceni, je dobro, če gremo z motorji BLDC Hub. Za trikolesnike in dvokolesnike je dobro izbrati tudi BLDC motorje z zunanjim zobniškim sistemom ali brez njega. Za visoko zmogljive aplikacije, kot so zmogljivi dvokolesniki, avtomobili, avtobusi, tovornjaki, bi bila idealna izbira motorja PMSM ali indukcijski motorji. Ko sta sinhronski relukcijski motor in preklopni relukcijski motor stroškovno učinkovita kot PMSM ali asinhronski motor, potem je na voljo več možnosti tipov motorjev za uporabo v električnih vozilih.