Annak ellenére, hogy az elektromos motorokat eredetileg már a 19. században kifejlesztették, a piac folyamatosan fejlődik az új konstrukciók révén. Az e-motorok tovább javulnak a teljesítmény-leadás és a nyomatéksűrűség terén, és jobban optimalizálják a nyersanyag felhasználást. Nemcsak a tudatos kutatás-fejlesztés eredményeként létrejövő új termékekről van szó van szó, mint például az axiális motorokról, hanem teljesen újszerű megközelítésekről is, amelyek például a ritka földfémek kiváltására irányulnak a szerkezetekben. Körkép a manapság beépítésre kerülő e-motorokról.
Írta: Tomasz Piekarski
Ahány fejlesztő - annyi ICE típusÍme a három fő elektromotor típus, amelyek beépítésre kerülnek a mai BEV járművekben. Lássuk ezek jellemzőit.
1. Aszinkron indukciós motor
Az aszinkron indukciós motort 1885-ben találta fel két független kutató - Nikola Tesla és Galileo Ferraris. Ez a találmány hozzájárult a hajtások villamosításának népszerűsítéséhez. Jelenleg számos ipari-, és műhelymotorokban ilyen megoldás dolgozik.
Az elektromos motor két fő részből áll: statikus, úgynevezett álló részből és forgó részből. Az állórész általában egy acélhenger réztekercsekkel, amelyek meghatározott geometriával vannak elrendezve. Ezeket a tekercseket váltó árammal látják el. Az áram áramlása forgó mágneses teret hoz létre az állórészben.
A motort aszinkronnak nevezzük, mert a forgórész és az állórész forgó mágneses tere nincs szinkronban. Az autóiparban használt aszinkron indukciós motor hatásfoka megközelítőleg 90%. Szilárd és egyszerű kialakítása jellemzi, amely nem igényel ritkaföldfémeket. Ezen tulajdonságainak köszönhetően könnyen használható az iparban és az autóiparban egyaránt. A nagy terhelésekkel szembeni ellenálló képessége miatt ideálisan beépíthető összkerékhajtású járművekbe.
Az aszinkron indukciós motor technológiáját a legnagyobb autóipari konszernek alkalmazzák, mint például az alábbi modellekbe:: Audi e-Tron SUV, Mercedes-Benz EQC, Tesla 3.
2. Állandó mágneses szinkron motor
A fő különbség az aszinkron indukciós motorok és az állandó szinkron mágneses motorok között az a mód, ahogyan a forgó mágneses mezők keletkeznek és kölcsönhatásba lépnek a forgórészben és az állórészben. A szinkron állandó mágneses motorokban a forgórész természetes forgó mágneses mezővel rendelkezik, amelyet állandó mágnesek állítanak elő. A forgórész és az állórész forgó mágneses tere ezekben a motorokban szinkronizált és nincs "csúszás" jelenség. A megnövelt teljesítménysűrűség nagy erőleadást jelent kis helyigény mellett. Az állandó mágneses motorokat főként egyhajtású járművekben és - érdekes módon - PHEV-hajtású autókban használják hiszen kompakt méretük miatt könnyen beépíthetők a sebességváltó belsejébe. Az állandó mágneses szinkronmotor messzemenően a hatékonyság "királya", amely eléri a 95%-ot.
A probléma az állandó mágnesek gyártásához szükséges nyersanyagok korlátozott elérhetősége és kitermelése. Elsősorban ritkaföldfémekről, például neodímiumról van szó. Ezért a gyártók keresik a kiváltó megoldásokat
Az állandó mágneses motorok a hátsó tengelyen vannak elhelyezve, például a Hyundai Ioniq 5, Kia EV6, Jaguar I-PACE, Audi e-tron GT és Porsche Taycan modellekben.
3. Elektromos gerjesztésű szinkron motor
A korábban említett állandó mágneses szinkronmotorok a leghatékonyabbak, de felépítésükhöz ritkaföldfémek szükségesek. Problémás, mert fogynak az erőforrásaink, és a föld nevű bolygónkra jó pár millió éve nem érkezett új nyersanyag Superman Kryptonite-ját leszámítva. Ennek a problémának a megoldására egyes autógyártók, például a BMW és a Renault-csoport egyre gyakrabban fordul olyan szinkronmotorok felé, amelyek gyártásához nincs szükség nehezen hozzáférhető alapanyagokra.
Az elektromos gerjesztésű motoroknál nincs állandó mágnes a forgórészen. Kefék és csúszógyűrűk szolgálnak a mágneses mező létrehozására a forgórészen. A BMW szerint ez a motortípus hasonlóan magas hatásfokot kínál, akár 93%-ot is. Sajnos a technológia még nem tökéletes, a hagyományos kefék és csúszógyűrűk használata miatt az ilyen motorok rendszeres karbantartást, valamint az elhasználódott "kefék" és "csúszásgátlók" cseréjét igénylik. Bízzunk benne, hogy a gyártók biztosítják ezek hosszú élettartamát.
Az alábbi táblázat bemutatja az egyes motortípusok használatát az elektromos járművek gyártása során:
