Δύο κινητήρες σε ηλεκτρικά οχήματα - ποια κόλπα χρησιμοποιούν οι κατασκευαστές για να αυξήσουν την αυτονομία; [ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ]

Τα ηλεκτρικά οχήματα έχουν έναν, δύο, τρεις και μερικές φορές τέσσερις κινητήρες. Από οικονομικής άποψης, ένας κινητήρας είναι η καλύτερη επιλογή, αλλά μερικοί άνθρωποι νιώθουν μεγαλύτερη αυτοπεποίθηση όταν έχουν κίνηση σε όλους τους τροχούς. Πώς όμως εξισορροπείτε την εμπιστοσύνη που προσφέρει το AWD με τη χαμηλή κατανάλωση ενέργειας; Οι κατασκευαστές έχουν διάφορους τρόπους για να το κάνουν αυτό.

Κινήσεις πολλαπλών κινητήρων στα ηλεκτρικά. Πώς μειώνουν την κατανάλωση ενέργειας τα αυτοκίνητα;

πίνακας περιεχομένων

• Κινήσεις πολλαπλών κινητήρων στα ηλεκτρικά. Πώς μειώνουν την κατανάλωση ενέργειας τα αυτοκίνητα;
  • Μέθοδος #1: Χρησιμοποιήστε συμπλέκτη (π.χ. πλατφόρμα Hyundai E-GMP: Hyundai Ioniq 5, Kia EV6)
  • Μέθοδος #2: Χρησιμοποιήστε έναν επαγωγικό κινητήρα σε τουλάχιστον έναν άξονα (π.χ. Tesla Model S/X Raven, Volkswagen MEB)
  • Μέθοδος αριθ. 3: Αυξήστε σιωπηλά την μπαταρία

Ας ξεκινήσουμε από το σημείο εκκίνησης - μια κίνηση μονού άξονα. Ανάλογα με την απόφαση του κατασκευαστή, ο κινητήρας βρίσκεται στον μπροστινό (FWD) ή στον πίσω άξονα (RWD). Κίνηση στους μπροστινούς τροχούς Κατά μία έννοια, αυτό είναι μια απόκλιση από τα αυτοκίνητα με κινητήρες εσωτερικής καύσης: πριν από δεκαετίες πίστευαν ότι αυτό θα εξασφάλιζε υψηλότερη ασφάλεια, επομένως οι περισσότεροι ηλεκτρολόγοι είχαν κίνηση στους μπροστινούς τροχούς. Μέχρι σήμερα, αυτή είναι η βασική λύση σε Nissan και Renault (πλατφόρμα Leaf, Zoe, CMF-EV) και μοντέλα που αποτελούν μετατροπές οχημάτων εσωτερικής καύσης (για παράδειγμα, VW e-Golf, Mercedes EQA).

Η Tesla εγκατέλειψε από την αρχή την προσθιοκίνητη προσέγγιση και η BMW με το i3 και η Volkswagen με την πλατφόρμα MEB, όπου η βασική λύση είναι ο κινητήρας βρίσκεται στον πίσω άξονα. Αυτό ανησυχεί πολλούς οδηγούς σε κάποιο βαθμό, επειδή τα αυτοκίνητα εσωτερικής καύσης με κίνηση στους μπροστινούς τροχούς είναι στην πραγματικότητα πιο ασφαλή σε καταστάσεις κοντά στην πύλη, αλλά με τους ηλεκτρικούς κινητήρες δεν υπάρχουν πραγματικά πολλά να ανησυχείτε. Τα ηλεκτρονικά και τα ηλεκτρικά είναι πολύ πιο γρήγορα από τα μηχανικά συστήματα σε κινητήρες αδρανειακής εσωτερικής καύσης.

Με απλά λόγια, ένας κινητήρας είναι ένα σύνολο καλωδίων υψηλής τάσης, ένας μετατροπέας, ένα σύστημα ελέγχου. Όσο λιγότερα στοιχεία στο σύστημα, τόσο μικρότερη θα είναι η συνολική απώλεια. Επειδή Τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα με έναν κινητήρα θα είναι καταρχήν πιο οικονομικά από τα αυτοκίνητα με δύο ή περισσότερους κινητήρες.για το οποίο γράψαμε στην αρχή.

Εκτός από τους οδηγούς, λατρεύει την τετρακίνηση. Κάποιοι το αγοράζουν για καλύτερες επιδόσεις, άλλοι επειδή νιώθουν πιο ασφαλείς με αυτό, άλλοι επειδή οδηγούν τακτικά σε δύσκολες συνθήκες εκτός δρόμου. Οι ηλεκτρικοί κινητήρες εδώ είναι περιποιημένοι από μηχανικούς: αντί για ένα μεγάλο, ζεστό, τρεμάμενο σωληνοειδές σώμα, έχουμε ένα κομψό συμπαγές σχέδιο που μπορεί να προστεθεί σε έναν δεύτερο άξονα. Τι να κάνετε σε μια τέτοια κατάσταση, ώστε να μην το παρακάνετε με το κόστος ενέργειας και να εγγυηθείτε στον ιδιοκτήτη ένα λογικό απόθεμα ισχύος; Προφανώς: πρέπει να σβήσετε όσο το δυνατόν περισσότερους κινητήρες.

Αλλά πώς να το κάνεις αυτό;

Μέθοδος #1: Χρησιμοποιήστε συμπλέκτη (π.χ. πλατφόρμα Hyundai E-GMP: Hyundai Ioniq 5, Kia EV6)

Υπάρχουν δύο τύποι κινητήρων που χρησιμοποιούνται στα ηλεκτρικά οχήματα: επαγωγικός (επαγωγικός κινητήρας, ASM) ή κινητήρας μόνιμου μαγνήτη (PSM). Οι κινητήρες μόνιμου μαγνήτη είναι πιο οικονομικοί, επομένως έχουν νόημα όπου η μέγιστη εμβέλεια είναι σημαντική. Έχουν όμως και ένα σημαντικό μειονέκτημα: οι μόνιμοι μαγνήτες δεν μπορούν να απενεργοποιηθούν, δημιουργούν ένα μαγνητικό πεδίο, είτε μας αρέσει είτε όχι.

Επειδή οι τροχοί συνδέονται άκαμπτα με τον κινητήρα μέσω αξόνων και γραναζιών, κάθε διαδρομή θα έχει ως αποτέλεσμα μια ροή ηλεκτρισμού: είτε από την μπαταρία στον κινητήρα (οδήγηση αυτοκινήτου) είτε από τον κινητήρα στην μπαταρία (ανάκτηση). Έτσι, εάν χρησιμοποιήσουμε έναν κινητήρα μόνιμου μαγνήτη σε κάθε άξονα, μπορεί να προκύψει μια κατάσταση όπου ο ένας θα οδηγεί τους τροχούς και ο άλλος θα επιβραδύνει το αυτοκίνητο, επειδή μετατρέπει τη μηχανική ενέργεια σε ηλεκτρική. Μια εξαιρετικά ανεπιθύμητη κατάσταση.

Η Hyundai έλυσε αυτό το πρόβλημα με μηχανικό συμπλέκτη στον μπροστινό άξονα. Η λειτουργία του είναι πλήρως αυτόματη, όπως το σύστημα Haldex στα αυτοκίνητα εσωτερικής καύσης: όταν ο οδηγός χρειάζεται περισσότερη ισχύ, ο συμπλέκτης κλειδώνει και οι δύο κινητήρες επιταχύνουν (ή φρενάρουν;) το αυτοκίνητο. Όταν ο αναβάτης οδηγεί ήρεμα, ο συμπλέκτης αποδεσμεύει τον μπροστινό κινητήρα από τους τροχούς, οπότε δεν υπάρχει πρόβλημα με το φρενάρισμα.

Το κύριο πλεονέκτημα του συμπλέκτη είναι η δυνατότητα χρήσης πιο οικονομικών κινητήρων PSM και στους δύο άξονες. Το μειονέκτημα είναι η εισαγωγή ενός άλλου μηχανικού στοιχείου στο σύστημα, το οποίο πρέπει να αντέχει σε υψηλές ροπές και να ανταποκρίνεται γρήγορα στις αλλαγές. Με αυτόν τον τρόπο το εξάρτημα θα φθαρεί σταδιακά - και ενώ φαίνεται αρκετά απλό στη σχεδίαση, το επίπεδο προσάρτησης που έχει στο σύστημα μετάδοσης κίνησης καθιστά απίθανη την αντικατάσταση.

Μέθοδος #2: Χρησιμοποιήστε έναν επαγωγικό κινητήρα σε τουλάχιστον έναν άξονα (π.χ. Tesla Model S/X Raven, Volkswagen MEB)

Η μέθοδος νούμερο 2 έχει χρησιμοποιηθεί περισσότερο και πιο συχνά, από την αρχή εμφανίστηκε στα Tesla Model S και X, τώρα μπορούμε να τη βρούμε και ανάμεσα σε άλλα Volkswagen στην πλατφόρμα MEB, συμπεριλαμβανομένου του VW ID.4 GTX. Βρίσκεται στο γεγονός ότι Οι επαγωγικοί κινητήρες με ηλεκτρομαγνήτες τοποθετούνται είτε και στους δύο άξονες (παλιό μοντέλο Tesla) είτε τουλάχιστον στον μπροστινό άξονα (MEB AWD, Tesla S/X από την έκδοση Raven).. Όλοι γνωρίζουμε πώς λειτουργεί ένας ηλεκτρομαγνήτης από το δημοτικό σχολείο: ένα μαγνητικό πεδίο δημιουργείται μόνο όταν εφαρμόζεται τάση. Όταν το ρεύμα είναι απενεργοποιημένο, ο ηλεκτρομαγνήτης μετατρέπεται σε μια συνηθισμένη δέσμη καλωδίων.

Επομένως, στην περίπτωση ενός ασύγχρονου κινητήρα, αρκεί να αποσυνδέσετε την περιέλιξη από την πηγή ισχύος.ότι θα σταματήσει να αντιστέκεται. Το αναμφισβήτητο πλεονέκτημα αυτής της λύσης είναι η απλότητα του σχεδιασμού, επειδή όλα γίνονται με ηλεκτρονικά. Ωστόσο, το μειονέκτημα είναι η χαμηλότερη απόδοση των ασύγχρονων κινητήρων και το γεγονός ότι δημιουργείται κάποια αντίσταση από το άκαμπτο κιβώτιο ταχυτήτων και τον ίδιο τον κινητήρα.

Όπως ήδη αναφέραμε, οι επαγωγικοί κινητήρες χρησιμοποιούνται συχνότερα στον μπροστινό άξονα, επομένως ο κύριος ρόλος τους είναι να προσθέτουν ισχύ όταν τη χρειάζεστε και να μην ενοχλούν όταν ο αναβάτης κινείται αργά.

Μέθοδος αριθ. 3: Αυξήστε σιωπηλά την μπαταρία

Αξίζει να θυμηθούμε ότι η απόδοση των ηλεκτροκινητήρων είναι πολύ υψηλή (95, και μερικές φορές 99+ τοις εκατό). Επομένως, ακόμη και με κίνηση AWD με δύο κινητήρες μόνιμου μαγνήτη, που πάντα κίνηση στους τροχούς (χωρίς να υπολογίζουμε την ανάκτηση), οι απώλειες σε σχέση με τη διαμόρφωση με έναν μόνο κινητήρα θα είναι σχετικά μικρές. Αλλά θα το κάνουν, και η ενέργεια που αποθηκεύεται στην μπαταρία είναι σπάνιο εμπόρευμα - όσο περισσότερο τη χρησιμοποιούμε για οδήγηση, τόσο χειρότερη θα είναι η αυτονομία.

Έτσι, η τρίτη μέθοδος αύξησης της εμβέλειας των ηλεκτρικών τετρακίνητων οχημάτων με δύο κινητήρες PSM είναι η αύξηση της χωρητικότητας της μπαταρίας με διακριτικό τρόπο. Η συνολική χωρητικότητα μπορεί να παραμείνει η ίδια, η ωφέλιμη χωρητικότητα μπορεί να ποικίλλει, επομένως τα άτομα που επιλέγουν μεταξύ RWD/FWD και AWD δεν θα παρατηρήσουν απαραίτητα τη διαφορά, εκτός εάν το λέει ευθέως ο κατασκευαστής.

Δεν γνωρίζουμε αν κάποιος χρησιμοποιεί τη μέθοδο που περιγράψαμε. Η Tesla στα νέα μοντέλα 3 επιδόσεων δίνει στον αγοραστή πρόσβαση σε ελαφρώς πιο χρησιμοποιήσιμη χωρητικότητα μπαταρίας, αλλά εδώ μπορεί να αποδειχθεί ότι η επιλογή απόδοσης (Δίδυμος κινητήρας) δεν διέφερε ως προς την εμβέλεια από την παραλλαγή Long Range (Dual Motor).

Αυτό μπορεί να σας ενδιαφέρει: