Tipuri de motoare utilizate în vehiculele electrice

Vehiculele electrice nu sunt ceva nou pentru această lume, dar odată cu progresul tehnologic și îngrijorarea sporită cu privire la controlul poluării i-au dat o etichetă de mobilitate viitoare. Elementul de bază al EV, în afară de bateriile pentru vehicule electrice, care înlocuiește motoarele cu ardere internă este un motor electric. Dezvoltarea rapidă în domeniul electronicii de putere și a tehnicilor de control a creat un spațiu pentru diferite tipuri de motoare electrice care să fie utilizate în vehiculele electrice. Motoarele electrice utilizate pentru aplicațiile auto ar trebui să aibă caracteristici precum cuplul mare de pornire, densitatea mare a puterii, eficiența bună etc.

Diferite tipuri de motoare electrice utilizate în vehiculele electrice

1. Motor seria DC
2. Motor DC fără perii
3. Motor sincron cu magnet permanent (PMSM)
4. Motoare cu inducție alternativă trifazate
5. Motoare cu reluctanță comutată (SRM)

1. Motor din seria DC

Capacitatea ridicată de cuplu de pornire a motorului din seria DC îl face o opțiune potrivită pentru aplicații de tracțiune. A fost cel mai utilizat motor pentru aplicații de tracțiune la începutul anilor 1900. Avantajele acestui motor sunt controlul ușor al vitezei și, de asemenea, poate rezista la o creștere bruscă a sarcinii. Toate aceste caracteristici îl fac un motor de tracțiune ideal. Principalul dezavantaj al motorului din seria DC este o întreținere ridicată datorită periilor și comutatoarelor. Aceste motoare sunt utilizate în căile ferate indiene. Acest motor se încadrează în categoria motoarelor cu curent continuu.

2. Motoare DC fără perii

Este similar cu motoarele de curent continuu cu magneți permanenți. Se numește fără perii, deoarece nu are aranjamentul comutatorului și periei. Comutarea se face electronic în acest motor deoarece motorul BLDC nu necesită întreținere. Motoarele BLDC au caracteristici de tracțiune cum ar fi cuplul mare de pornire, eficiență ridicată în jur de 95-98%, etc. Motoarele BLDC sunt potrivite pentru abordarea de proiectare cu densitate mare de putere. Motoarele BLDC sunt cele mai preferate motoare pentru aplicația vehiculului electric datorită caracteristicilor sale de tracțiune. Puteți afla mai multe despre motoarele BLDC comparându-le cu motorul normal periat.

Motoarele BLDC au în plus două tipuri:

eu. Motor BLDC de tip out-runner:

În acest tip, rotorul motorului este prezent în exterior și statorul este prezent în interior. Se mai numește și motoare Hub deoarece roata este conectată direct la rotorul exterior. Acest tip de motoare nu necesită un sistem de transmisie externă. În câteva cazuri, motorul însuși are angrenaje planetare încorporate. Acest motor face vehiculul mai puțin voluminos, deoarece nu necesită niciun sistem de transmisie. De asemenea, elimină spațiul necesar pentru montarea motorului. Există o restricție asupra dimensiunilor motorului care limitează puterea de ieșire în configurația în interiorul alergătorului. Acest motor este preferat pe scară largă de producătorii de cicluri electrice precum Hullikal, Tronx, Spero, biciclete cu viteză ușoară etc. Este, de asemenea, utilizat de producătorii cu două roți precum 22 de motoare, NDS Eco Motors etc.

ii. Motor BLDC de tip alergător:

În acest tip, rotorul motorului este prezent în interior, iar statorul este în exterior ca motoarele convenționale. Aceste motoare necesită un sistem de transmisie extern pentru a transfera puterea pe roți, din această cauză configurația pentru alergare este puțin voluminoasă în comparație cu configurația pentru alergare. Mulți producători cu trei roți precum Goenka Electric Motors, Speego Vehicles, Kinetic Green, Volta Automotive utilizează motoare BLDC. Producătorii de scutere de performanță mică și medie folosesc, de asemenea, motoare BLDC pentru propulsie.

Din aceste motive, motorul este preferat pe scară largă pentru vehiculele electrice. Principalul dezavantaj este costul ridicat datorat magneților permanenți. Supraîncărcarea motorului peste o anumită limită reduce durata de viață a magneților permanenți din cauza condițiilor termice.

3. Motor sincron cu magnet permanent (PMSM)

Acest motor este, de asemenea, similar cu motorul BLDC care are magneți permanenți pe rotor. Similar motoarelor BLDC, aceste motoare au, de asemenea, caracteristici de tracțiune, cum ar fi densitatea mare a puterii și eficiența ridicată. Diferența este că PMSM are CEM spate sinusoidal, în timp ce BLDC are CEM spate trapezoidal. Motoarele sincrone cu magnet permanent sunt disponibile pentru puteri mai mari. PMSM este cea mai bună alegere pentru aplicații de înaltă performanță precum mașini, autobuze. În ciuda costului ridicat, PMSM asigură o concurență dură motoarelor cu inducție datorită eficienței crescute față de acestea din urmă. PMSM este, de asemenea, mai costisitor decât motoarele BLDC. Majoritatea producătorilor de automobile folosesc motoare PMSM pentru vehiculele lor hibride și electrice. De exemplu, Toyota Prius, Chevrolet Bolt EV, Ford Focus Electric, zero motociclete S / SR, Nissan Leaf, Hinda Accord, BMW i3 etc. folosesc motor PMSM pentru propulsie.

4. Motoare cu inducție alternativă trifazate

La motoarele cu inducție nu au o tocă de pornire de mare cum ar fi motoare de curent continuu din seria sub tensiune fixă și funcționarea la frecvență fixă. Dar această caracteristică poate fi modificată prin utilizarea diferitelor tehnici de control, cum ar fi metodele FOC sau v / f. Prin utilizarea acestor metode de control, cuplul maxim este pus la dispoziție la pornirea motorului, care este adecvat pentru aplicații de tracțiune. Motoarele cu inducție în cușcă de veveriță au o durată lungă de viață datorită unei întrețineri mai reduse. Motoarele cu inducție pot fi proiectate până la o eficiență de 92-95%. Dezavantajul unui motor de inducție este că necesită circuit de invertor complex și de control al motorului este dificilă.

La motoarele cu magnet permanent, magneții contribuie la densitatea fluxului B. Prin urmare, ajustarea valorii lui B în motoarele cu inducție este ușoară în comparație cu motoarele cu magnet permanent. Acest lucru se datorează faptului că la motoarele cu inducție valoarea lui B poate fi ajustată prin variația tensiunii și frecvenței (V / f) în funcție de cerințele de cuplu. Acest lucru ajută la reducerea pierderilor, ceea ce la rândul său îmbunătățește eficiența.

Modelul Tesla S este cel mai bun exemplu pentru a demonstra capacitatea ridicată a motoarelor cu inducție în comparație cu omologii săi. Optând pentru motoare cu inducție, Tesla ar fi putut dori să elimine dependența de magneții permanenți. Chiar și Mahindra Reva e2o folosește un motor cu inducție trifazată pentru propulsie.Marii producători de automobile, cum ar fi motoarele TATA, au planificat să utilizeze motoare cu inducție în mașinile și autobuzele lor. Motoarele producătorului de două roți TVS vor lansa un scuter electric care folosește motorul cu inducție pentru propulsia sa. Motoarele cu inducție sunt alegerea preferată pentru vehiculele electrice orientate spre performanță datorită costului său ieftin. Celălalt avantaj este că poate rezista condițiilor de mediu accidentate. Datorită acestor avantaje, căile ferate indiene au început să-și înlocuiască motoarele de curent continuu cu motoarele cu inducție de curent alternativ.

5. Motoare cu reluctanță comutată (SRM)

Motoarele cu reluctanță comutată este o categorie de motor cu reluctanță variabilă cu dublă sensibilitate. Motoarele cu reluctanță comutată sunt simple în construcție și robuste. Rotorul SRM este o bucată de oțel laminat fără înfășurări sau magneți permanenți. Acest lucru face ca inerția rotorului să fie mai mică, ceea ce ajută la accelerarea ridicată. Natura robustă a SRM îl face potrivit pentru aplicații de mare viteză. SRM oferă, de asemenea, o densitate ridicată a puterii, care sunt unele caracteristici necesare vehiculelor electrice. Deoarece căldura generată este în mare parte limitată la stator, este mai ușor să răcească motorul. Cel mai mare dezavantaj al SRM este complexitatea controlului și creșterea circuitului de comutare. De asemenea, are unele probleme de zgomot. Odată ce SRM intră pe piața comercială, poate înlocui motoarele PMSM și cu inducție în viitor.

Perspective pentru selectarea motorului potrivit pentru vehiculul dvs. electric

Pentru selectarea motoarelor de vehicule electrice adecvate, trebuie mai întâi să enumerați cerințele de performanță pe care trebuie să le îndeplinească vehiculul, condițiile de funcționare și costurile asociate acestuia. De exemplu, pentru vehiculele cu kart și aplicațiile cu două roți, care necesită performanțe mai mici (mai ales mai mici de 3 kW) la un cost redus, este bine să mergeți cu motoarele BLDC Hub. Pentru trei roți și două roți, este de asemenea bine să alegeți motoare BLDC cu sau fără un sistem de transmisie extern. Pentru aplicații de mare putere, cum ar fi performanța cu două roți, mașini, autobuze, camioane, alegerea ideală a motorului ar fi PMSM sau motoarele cu inducție. Odată ce motorul de reticență sincronă și motorul de reticență comutat devin rentabile ca motoare PMSM sau cu inducție, atunci se pot avea mai multe opțiuni de tipuri de motoare pentru utilizarea vehiculelor electrice.