دو موتور در وسایل نقلیه الکتریکی - سازندگان از چه ترفندهایی برای افزایش برد استفاده می کنند؟ [شرح]

وسایل نقلیه الکتریکی دارای یک، دو، سه و گاهی چهار موتور هستند. از نقطه نظر اقتصادی، یک موتور بهترین گزینه است، اما برخی از افراد با داشتن سیستم چهارچرخ محرک، اعتماد به نفس بیشتری دارند. اما چگونه اطمینان ارائه شده توسط AWD را با مصرف انرژی کم متعادل کنید؟ سازندگان راه های مختلفی برای این کار دارند.

درایوهای چند موتوره در برق خودروها چگونه مصرف انرژی را کاهش می دهند؟

فهرست مندرجات

• درایوهای چند موتوره در برق خودروها چگونه مصرف انرژی را کاهش می دهند؟
  • روش شماره 1: از کلاچ استفاده کنید (به عنوان مثال پلت فرم هیوندای E-GMP: هیوندای آیونیک 5، کیا EV6)
  • روش شماره 2: از یک موتور القایی حداقل در یک محور استفاده کنید (به عنوان مثال Tesle Model S / X Raven، Volkswagen MEB)
  • روش شماره 3: باتری را با احتیاط افزایش دهید

بیایید از نقطه شروع شروع کنیم - یک درایو تک محور. بسته به تصمیم سازنده، موتور در محور جلو (FWD) یا محور عقب (RWD) قرار می گیرد. خودروی محورجلو به نوعی، این یک انحراف از خودروهای موتور احتراقی است: دهه‌ها پیش اعتقاد بر این بود که این خودرو ایمنی بهتری را ارائه می‌دهد، به همین دلیل است که اکثر برق‌کاران اولیه از چرخ‌های جلو محرک استفاده می‌کردند. تا به امروز، این راه حل اساسی در نیسان و رنو (پلتفرم Leaf، Zoe، CMF-EV) و مدل هایی است که تبدیل خودروهای احتراق داخلی هستند (به عنوان مثال، VW e-Golf، مرسدس EQA).

تسلا از همان ابتدا رویکرد دیفرانسیل جلو را کنار گذاشت و ب ام و با i3 و فولکس واگن با پلت فرم MEB که راه حل اصلی آن است. موتور در محور عقب قرار دارد... این موضوع تا حدودی برای بسیاری از رانندگان نگران کننده است، زیرا خودروهای احتراق داخلی دیفرانسیل جلو در واقع در موقعیت های نزدیک به دروازه ایمن تر هستند، اما با موتورهای الکتریکی، واقعاً جای نگرانی وجود ندارد. سیستم های الکترونیکی و الکتریکی بسیار سریعتر از سیستم های مکانیکی در موتورهای احتراق اینرسی هستند.

به بیان ساده، یک موتور یک مجموعه از کابل های فشار قوی، یک اینورتر، یک سیستم کنترل است. هر چه تعداد عناصر موجود در سیستم کمتر باشد، ضرر کلی کمتر خواهد بود. زیرا اصولاً خودروهای الکتریکی تک موتوره مقرون به صرفه تر از خودروهای با دو یا چند موتور خواهند بود.که در ابتدا در مورد آن نوشتیم.

علاوه بر رانندگان، او عاشق تمام چرخ متحرک است. برخی از مردم آن را برای عملکرد بهتر می خرند، برخی دیگر به این دلیل که با آن احساس امنیت بیشتری می کنند و برخی دیگر به این دلیل که به طور منظم در شرایط سخت خارج از جاده رانندگی می کنند. موتورهای الکتریکی در اینجا مهندسان را خراب می کنند: به جای بدنه لوله ای بزرگ، داغ و لرزان، ما یک طراحی براق و جمع و جور داریم که می تواند به محور دوم اضافه شود. در چنین شرایطی چه باید کرد تا در مصرف انرژی زیاده روی نکنیم و محدوده معقولی را برای مالک تضمین کنیم؟ به طور مشخص: شما باید تا جایی که امکان دارد موتورها را خاموش کنید.

اما چگونه می توان این کار را انجام داد؟

روش شماره 1: از کلاچ استفاده کنید (به عنوان مثال پلت فرم هیوندای E-GMP: هیوندای آیونیک 5، کیا EV6)

دو نوع موتور مورد استفاده در وسایل نقلیه الکتریکی وجود دارد: موتور القایی (موتور ناهمزمان، ASM) یا موتور آهنربای دائم (PSM). موتورهای آهنربای دائم مقرون به صرفه تر هستند، بنابراین استفاده از آنها در هر جایی که حداکثر برد مهم است منطقی است. اما آنها همچنین یک اشکال قابل توجه دارند: آهنرباهای دائمی را نمی توان خاموش کرد، آنها یک میدان مغناطیسی ایجاد می کنند، چه بخواهیم چه نخواهیم.

از آنجایی که چرخ ها به طور سفت و سخت توسط محورها و چرخ دنده ها به موتور متصل می شوند، هر سواری منجر به جریان الکتریسیته از باتری به موتور (حرکت وسیله نقلیه) یا از موتور به باتری (بازیابی) می شود. بنابراین، اگر از یک موتور آهنربای دائمی در هر محور استفاده کنیم، ممکن است شرایطی پیش بیاید که یکی چرخ‌ها را به حرکت درآورد و دیگری خودرو را ترمز کند، زیرا انرژی مکانیکی را به الکتریسیته تبدیل می‌کند. این یک وضعیت بسیار نامطلوب است.

هیوندای این مشکل را حل کرده است با استفاده از کلاچ مکانیکی در محور جلو... عملکرد آن کاملاً اتوماتیک است، مانند سیستم هالدکس در خودروهای احتراقی: زمانی که راننده به قدرت بیشتری نیاز دارد، کلاچ قفل می شود و هر دو موتور خودرو را شتاب می دهند (یا ترمز می کنند؟). هنگامی که راننده بی سر و صدا رانندگی می کند، کلاچ موتور جلو را از چرخ ها جدا می کند، بنابراین مشکلی برای ترمز وجود ندارد.

مزیت اصلی کلاچ امکان استفاده از موتورهای PSM اقتصادی تر در هر دو محور است. نقطه ضعف آن وارد شدن یک عنصر مکانیکی دیگر به سیستم است که باید گشتاورهای بالا را تحمل کند و به سرعت به تغییرات پاسخ دهد. به این ترتیب قطعه به تدریج فرسوده می شود - و اگرچه از نظر طراحی نسبتاً ساده به نظر می رسد، سطح اتصالی که به سیستم درایو دارد، جایگزینی آن را بعید می کند.

روش شماره 2: از یک موتور القایی حداقل در یک محور استفاده کنید (به عنوان مثال Tesle Model S / X Raven، Volkswagen MEB)

روش شماره 2 بیشتر و بیشتر مورد استفاده قرار گرفته است، از همان ابتدا در تسلا مدل S و X ظاهر شد، اکنون می توانیم آن را در بین سایر فولکس واگن ها بر روی پلت فرم MEB، از جمله VW ID.4 GTX نیز پیدا کنیم. در این واقعیت نهفته است که موتورهای ناهمزمان با آهنرباهای الکتریکی یا روی هر دو محور (مدل قدیمی تسلا) یا حداقل در محور جلو (MEB AWD، Tesle S / X از نسخه Raven) نصب می شوند.... همه ما از دوران دبستان اصل کار آهنربای الکتریکی را می دانیم: میدان مغناطیسی تنها زمانی ایجاد می شود که ولتاژ اعمال شود. هنگامی که جریان قطع می شود، آهنربای الکتریکی به یک دسته سیم معمولی تبدیل می شود.

بنابراین، در مورد موتور ناهمزمان، کافی است سیم پیچ را از منبع تغذیه جدا کنید.که از مقاومت دست بردارد مزیت بدون شک این راه حل، سادگی طراحی است، زیرا همه چیز با استفاده از الکترونیک انجام می شود. با این حال، نقطه ضعف راندمان پایین موتورهای القایی و این واقعیت است که مقداری مقاومت توسط گیربکس مشبک سخت و خود موتور ایجاد می شود.

همانطور که قبلاً نیز اشاره کردیم، موتورهای القایی اغلب در محور جلو استفاده می شوند، بنابراین نقش اصلی آنها این است که در زمان نیاز به نیرو اضافه کنند و هنگامی که موتورسوار به آرامی حرکت می کند، اذیت نشوند.

روش شماره 3: باتری را با احتیاط افزایش دهید

شایان ذکر است که راندمان موتورهای الکتریکی بسیار بالاست (95 و گاهی 99+ درصد). از این رو، حتی با درایو AWD با دو موتور آهنربای دائم، که همیشه درایو چرخ (بدون احتساب بازیابی)، تلفات در رابطه با پیکربندی با یک موتور واحد نسبتاً کم خواهد بود. اما آنها این کار را خواهند کرد، و انرژی ذخیره شده در باتری یک کالای کمیاب است - هرچه بیشتر از آن برای رانندگی استفاده کنیم، برد کمتر خواهد بود.

بنابراین، سومین روش افزایش برد خودروهای چهار چرخ محرک الکتریکی با دو موتور PSM، افزایش ظرفیت باتری قابل استفاده به روشی ظریف است. ظرفیت کلی ممکن است ثابت بماند، ظرفیت قابل استفاده ممکن است متفاوت باشد، بنابراین افرادی که بین RWD/FWD و AWD انتخاب می‌کنند لزوماً متوجه تفاوت نمی‌شوند مگر اینکه سازنده مستقیماً این را بگوید.

ما نمی دانیم که آیا روشی که توضیح دادیم توسط کسی استفاده می شود یا خیر. تسلا در 3 مدل عملکرد جدید به خریدار امکان دسترسی به ظرفیت باتری قابل استفاده تری را می دهد، اما در اینجا ممکن است مشخص شود که گزینه عملکرد (موتور دوقلو) از نظر برد با نوع دوربرد (دو موتور) تفاوتی نداشت.

این ممکن است برای شما جالب باشد: