Två motorer i elfordon – vilka knep använder tillverkarna för att öka räckvidden? [BESKRIVNING]

Elfordon har en, två, tre och ibland fyra motorer. Ur ekonomisk synvinkel är en motor det bästa alternativet, men vissa känner sig säkrare när de har fyrhjulsdrift. Men hur balanserar du det förtroende som AWD erbjuder med låg strömförbrukning? Tillverkarna har flera sätt att göra detta.

Multimotordrivningar inom el. Hur minskar bilar energiförbrukningen?

innehållsförteckning

• Multimotordrivningar inom el. Hur minskar bilar energiförbrukningen?
  • Metod #1: Använd en koppling (t.ex. Hyundai E-GMP-plattform: Hyundai Ioniq 5, Kia EV6)
  • Metod #2: Använd en induktionsmotor på minst en axel (t.ex. Tesla Model S/X Raven, Volkswagen MEB)
  • Metod nr 3: Öka batteriet tyst

Låt oss börja från startpunkten - en enaxlig drivning. Beroende på tillverkarens beslut är motorn placerad på framaxeln (FWD) eller bakaxeln (RWD). Framhjulsdrift På sätt och vis är detta ett avsteg från bilar med förbränningsmotorer: för årtionden sedan trodde man att detta skulle garantera högre säkerhet, så de flesta tidiga elektriker hade framhjulsdrift. Än idag är detta baslösningen i Nissan och Renault (Leaf platform, Zoe, CMF-EV) och modeller som är ombyggnader av förbränningsfordon (till exempel VW e-Golf, Mercedes EQA).

Tesla övergav den framhjulsdrivna metoden från första början, och BMW med i3 och Volkswagen med MEB-plattformen, där den grundläggande lösningen är motorn är placerad på bakaxeln. Detta oroar många förare till viss del eftersom framhjulsdrivna förbränningsbilar faktiskt är säkrare i situationer nära porten, men med elmotorer finns det egentligen inte mycket att oroa sig för. Elektronik och el är mycket snabbare än mekaniska system i tröghetsförbränningsmotorer.

Enkelt uttryckt är en motor en uppsättning högspänningskablar, en växelriktare, ett styrsystem. Ju färre element i systemet, desto mindre blir den totala förlusten. Därför att Elbilar med en motor kommer i princip att vara mer ekonomiska än bilar med två eller flera motorer.som vi skrev om i början.

Förutom förare älskar han fyrhjulsdrift. Vissa köper den för bättre prestanda, andra för att de känner sig säkrare med den, andra för att de regelbundet åker i svåra terrängförhållanden. Elmotorer här är bortskämda av ingenjörer: istället för en stor, het, skakande rörformad kropp har vi en elegant kompakt design som kan läggas till en andra axel. Vad ska man göra i en sådan situation, för att inte överdriva det med energikostnader och garantera ägaren en rimlig kraftreserv? Självklart: du måste stänga av så många motorer som möjligt.

Men hur gör man det?

Metod #1: Använd en koppling (t.ex. Hyundai E-GMP-plattform: Hyundai Ioniq 5, Kia EV6)

Det finns två typer av motorer som används i elfordon: induktion (induktionsmotor, ASM) eller permanentmagnetmotor (PSM). Permanentmagnetmotorer är mer ekonomiska, så de är vettiga där maximal räckvidd är viktig. Men de har också en betydande nackdel: permanentmagneter kan inte stängas av, de skapar ett magnetfält, vare sig vi gillar det eller inte.

Eftersom hjulen är fast anslutna till motorn via axlar och växlar, kommer varje åktur att resultera i ett flöde av elektricitet: antingen från batteriet till motorn (kör bil) eller från motorn till batteriet (återhämtning). Så om vi använder en permanentmagnetmotor på varje axel kan en situation uppstå där den ena driver hjulen och den andra saktar ner bilen, eftersom den omvandlar mekanisk energi till elektricitet. En högst oönskad situation.

Hyundai löste detta problem med en mekanisk koppling på framaxeln. Dess funktion är helautomatisk, som Haldex-systemet i förbränningsbilar: när föraren behöver mer kraft låses kopplingen och båda motorerna accelererar (eller bromsar?) bilen. När föraren kör lugnt kopplar kopplingen ur den främre motorn från hjulen, så det är inga problem med bromsning.

Den största fördelen med kopplingen är möjligheten att använda mer ekonomiska PSM-motorer på båda axlarna. Nackdelen är införandet av ytterligare ett mekaniskt element i systemet, som måste tåla höga vridmoment och reagera snabbt på förändringar. På så sätt kommer delen gradvis att slitas ut - och även om den ser ganska enkel ut i designen, gör nivån av fäste den har till drivsystemet det osannolikt att den byts ut.

Metod #2: Använd en induktionsmotor på minst en axel (t.ex. Tesla Model S/X Raven, Volkswagen MEB)

Metod nummer 2 har använts längre och oftare, sedan början dök den upp i Tesla Model S och X, nu kan vi även hitta den bland andra Volkswagens på MEB-plattformen, inklusive VW ID.4 GTX. Det ligger i det faktum att induktionsmotorer med elektromagneter monteras antingen på båda axlarna (gammal Tesla-modell) eller åtminstone på framaxeln (MEB AWD, Tesla S/X från Raven-version).. Vi vet alla hur en elektromagnet fungerar sedan grundskolan: ett magnetfält skapas bara när en spänning appliceras. När strömmen stängs av förvandlas elektromagneten till en vanlig bunt av ledningar.

Därför, i fallet med en asynkronmotor, är det tillräckligt att koppla bort lindningen från strömkällan.att han kommer att sluta göra motstånd. Den otvivelaktiga fördelen med denna lösning är enkelheten i designen, eftersom allt görs med elektronik. Nackdelen är dock den lägre effektiviteten hos asynkronmotorer och det faktum att ett visst motstånd skapas av den styvmaskade växellådan och själva motorn.

Som vi redan nämnt används induktionsmotorer oftast på framaxeln, så deras huvudsakliga roll är att lägga till kraft när du behöver det och inte störa när föraren rör sig långsamt.

Metod nr 3: Öka batteriet tyst

Det är värt att komma ihåg att effektiviteten hos elmotorer är mycket hög (95, och ibland 99+ procent). Därför även med AWD-drift med två permanentmagnetmotorer, som alltid hjuldrivning (utan att räkna med återhämtning) kommer förlusterna i förhållande till konfigurationen med en enda motor att vara relativt små. Men det kommer de att göra, och energin som lagras i batteriet är en bristvara – ju mer vi använder den för att köra bil, desto sämre blir räckvidden.

Den tredje metoden för att öka räckvidden för elektriska fyrhjulsdrivna fordon med två PSM-motorer är alltså att öka den användbara batterikapaciteten på ett subtilt sätt. Den totala kapaciteten kan förbli densamma, användbar kapacitet kan variera, så personer som väljer mellan RWD/FWD och AWD kommer inte nödvändigtvis att märka skillnaden om inte tillverkaren säger det direkt.

Vi vet inte om någon använder metoden vi har beskrivit. Tesla i de nya 3 prestandamodellerna ger köparen tillgång till lite mer användbar batterikapacitet, men här kan det visa sig att prestandaalternativet (Tvillingmotor) skilde sig inte i räckvidd från varianten med lång räckvidd (dubbelmotor).

Detta kan intressera dig: