L'amatori di e vitture sò sempre stati fanatichi di i motori, ma l'elettrificazione hè imparable, è e riserve di cunniscenze di certi pirsuni anu bisognu di aghjurnà.
U più famosu oghje hè u mutore di ciclu di quattru tempi, chì hè ancu a fonte di putere per a maiò parte di i veiculi alimentati da benzina.Simile à i mutori di rotore di quattru tempi, dui tempi è Wankel di i mutori di combustione interna, i mutori di i veiculi elettrichi ponu esse divisi in muturi sincroni è muturi asincroni secondu a diferenza di rotori.I mutori asincroni sò ancu chjamati mutori à induzione, mentre chì i mutori sincroni cuntenenu magneti permanenti.è attuale per eccite u mutore.
Stator è Rotor
Tutti i tipi di mutori di veiculi elettrici sò custituiti da dui parti principali: un stator è un rotor.
Stator ▼
U stator hè a parte di u mutore chì ferma fermu è hè l'alloghju fissu di u mutore, muntatu nantu à u chassis cum'è u bloccu di u mutore.U rotor hè l'unica parte in muvimentu di u mutore, simile à u crankshaft, chì manda u torque fora per a trasmissione è u differenziale.
U stator hè cumpostu di trè parti: core di stator, bobina di stator è frame.I numerosi groove paralleli in u corpu di u stator sò pieni di avvolgimenti di rame interconnessi.
Questi avvolgimenti cuntenenu inserti di rame di hairpin puliti chì aumentanu a densità di riempimentu di slot è u cuntattu direttu da u filu à u filu.L'avvolgimenti densi aumentanu a capacità di torque, mentre chì l'estremità sò più pulite, riducendu l'ingrossu per un pacchettu generale più chjucu.
Stator è rotor▼
A funzione principale di u stator hè di generà un campu magneticu rotativu (RMF), mentri a funzione principale di u rotore hè di esse tagliatu da e linee di forza magnetichi in u campu magneticu rotativu per generà corrente (output).
U mutore usa corrente alternante trifase per stabilisce u campu di rotazione, è a so frequenza è u putere sò cuntrullati da l'elettronica di putenza chì risponde à l'acceleratore.Batterie sò dispusitivi di corrente diretta (DC), cusì l'elettronica di putenza di u veiculu elettricu includenu un inverter DC-AC chì furnisce u stator cù a corrente AC necessaria per creà u campu magneticu rotativu variabile assai impurtante.
Ma vale a pena nutà chì sti mutori sò ancu generatori, vale à dì chì e roti retrocederanu u rotore in u stator, inducendu un campu magneticu rotativu in l'altra direzzione, rinviendu a putenza à a batteria via un convertitore AC-DC.
Stu prucessu, cunnisciutu com'è frenu rigenerativu, crea drag è rallenta u veiculu.A rigenerazione hè in u core micca solu di allargà a gamma di veiculi elettrici, ma ancu di ibridi altamente efficaci, postu chì a rigenerazione estensiva migliurà l'economia di carburante.Ma in u mondu reale, a regenerazione ùn hè micca cusì efficiente cum'è "rotulà a vittura", chì evita a perdita di energia.
A maiò parte di l'EV s'appoghjanu nantu à una trasmissione à una sola velocità per rallentà u spinu trà u mutore è e roti.Cum'è i mutori di combustione interna, i mutori elettrici sò più efficaci à bassa rpm è alta carica.
Mentre chì un EV puderia ottene una gamma decente cù una sola marcia, i pickup più pesanti è i SUV utilizanu trasmissioni multi-velocità per aumentà a gamma à alta velocità.
L'EV multi-gear sò pocu cumuni, è oghje, solu l'Audi e-tron GT è Porsche Taycan utilizanu trasmissioni à dui velocità.
Trè tippi di mutore
Natu in u 19u seculu, u rotore di u mutore à induzione hè custituitu di strati longitudinali o strisce di materiale cunduttivu, più cumune di ramu è qualchì volta d'aluminiu.U campu magneticu rotativu di u stator induce un currente in questi fogli, chì à u turnu crea un campu elettromagneticu (EMF) chì cumencia à rotà in u campu magneticu rotativu di u stator.
I mutori di induzione sò chjamati mutori asincroni perchè u campu elettromagneticu indottu è u torque rotazionale ponu esse generati solu quandu a velocità di u rotore hè in ritardu di u campu magneticu rotativu.Questi tipi di muturi sò cumuni perchè ùn anu micca bisognu di magneti di terra rara è sò relativamente boni di fabricazione.Ma sò menu capaci di dissiparà u calore à carichi elevati sustinuti, è sò intrinsecamente menu efficienti à bassa velocità.
U mutore di magneti permanenti, cum'è u nome suggerisce, u so rotore hà u so magnetismu propiu è ùn hà micca bisognu di putere per creà u campu magneticu di u rotore.Sò più efficaci à bassa velocità.Un tali rotore gira ancu in modu sincronu cù u campu magneticu rotativu di u stator, per quessa hè chjamatu mutore sincronu.
Tuttavia, simpricimenti impannillamentu di u rotore cù magneti hà i so prublemi.Prima, questu hè bisognu di magneti più grande, è cù u pesu aghjuntu, pò esse difficiule di mantene in sincronia à alta velocità.Ma u prublema più grande hè u cusì chjamatu "back EMF" d'alta velocità, chì aumenta a resistenza, limita a putenza di punta, è genera calore eccessiva chì pò dannà i magneti.
Per risolve stu prublema, a maiò parte di i mutori di magneti permanenti di i veiculi elettrici anu magneti permanenti internu (IPM) chì scorri in coppie in solchi longitudinali in forma di V, disposti in lobi multipli sottu à a superficia di u core di ferru di u rotore.
U V-groove mantene i magneti permanenti sicuri à alta velocità, ma crea un torque di riluttanza trà i magneti.I magneti sò attratti o respinti da altri magneti, ma a riluttanza ordinaria, attrae i lobi di u rotore di ferru à u campu magneticu rotanti.
I magneti permanenti entranu in ghjocu à bassu vitezza, mentre chì u torque di riluttanza assume à alta velocità.Prius hè usatu in sta struttura.
L'ultimu tipu di mutore eccitatu di corrente hè apparsu solu pocu tempu in i veiculi elettrici.I dui sopra sò motori brushless.A saviezza convenzionale sustene chì i motori brushless sò l'unica opzione viable per i veiculi elettrici.E BMW hà recentemente andatu contr'à a norma è hà stallatu i motori sincroni di corrente alternata in corrente alternata in i novi mudelli i4 è iX.
U rotore di stu tipu di mutore interagisce cù u campu magneticu rotativu di u stator, esattamente cum'è un rotore di magnete permanente, ma invece di avè magneti permanenti, usa sei lobi di rame larghe chì utilizanu energia da una batteria DC per creà u campu elettromagneticu necessariu. .
Questu hè bisognu di slip rings è spazzole di primavera per esse stallati nantu à l'arburu di u rotore, perchè certi persone anu a paura chì i spazzole si stendenu è accumule polvera è abbandunà stu metudu.Mentre a matrice di spazzole hè chjusa in un chjusu separatu cù una copertina amovibile, resta da vede se l'usura di i spazzole hè un prublema.
L'assenza di magneti permanenti evita u costu crescente di e terre rare è l'impattu ambientale di a minera.Sta suluzione permette ancu di varià a forza di u campu magneticu di u rotore, permettendu cusì più ottimisazione.Tuttavia, l'alimentazione di u rotore cunsuma sempre una certa energia, chì rende questi mutori menu efficaci, soprattuttu à bassa velocità, induve l'energia necessaria per creà u campu magneticu hè una proporzione più grande di u cunsumu tutale.
In a breve storia di i veiculi elettrichi, i mutori sincroni AC eccitati in corrente sò relativamente novi, è ci hè sempre assai spaziu per sviluppà idee novi, è ci sò stati punti di svolta maiò, cum'è u muvimentu di Tesla da i cuncetti di mutore induzione à permanente. mutore sincronu à magneti.È simu menu di una dicada in l'era di l'EV mudernu, è avemu principiatu.
Tempu di Postu: 21-Jan-2023