Dois motores em veículos elétricos - que truques os fabricantes usam para aumentar o alcance? [DESCRIÇÃO]

Os veículos elétricos têm um, dois, três e, às vezes, quatro motores. Do ponto de vista econômico, um motor é a melhor opção, mas algumas pessoas se sentem mais confiantes quando têm tração nas quatro rodas. Mas como você equilibra a confiança oferecida pelo AWD com baixo consumo de energia? Os fabricantes têm várias maneiras de fazer isso.

Multi-motor drives em elétrica. Como os carros reduzem o consumo de energia?

Índice analítico

• Multi-motor drives em elétrica. Como os carros reduzem o consumo de energia?
  • Método # 1: use a embreagem (por exemplo, plataforma Hyundai E-GMP: Hyundai Ioniq 5, Kia EV6)
  • Método # 2: Use um motor de indução em pelo menos um eixo (por exemplo, Tesle Model S / X Raven, Volkswagen MEB)
  • Método # 3: aumentar discretamente a bateria

Vamos começar do ponto de partida - uma unidade de eixo único. Dependendo da decisão do fabricante, o motor está localizado no eixo dianteiro (FWD) ou traseiro (RWD). Tração nas rodas dianteiras De certa forma, isso é uma diferença em relação aos carros com motor a combustão: décadas atrás, acreditava-se que ele oferecia mais segurança, e é por isso que a maioria dos primeiros eletricistas tinha tração dianteira. Até hoje, é a solução básica na Nissan e na Renault (Leaf, Zoe, plataforma CMF-EV) e modelos que são redesenhados de veículos de combustão interna (por exemplo, VW e-Golf, Mercedes EQA).

A Tesla abandonou a abordagem de tração dianteira desde o início, e a BMW com o i3 e a Volkswagen com a plataforma MEB, onde a solução básica é o motor está localizado no eixo traseiro... Isso é um tanto preocupante para muitos motoristas porque os veículos de combustão interna com tração dianteira são realmente mais seguros em situações próximas ao portão, mas com motores elétricos, não há realmente muito com que se preocupar. Os sistemas eletrônicos e elétricos são muito mais rápidos do que os sistemas mecânicos em motores de combustão inercial.

Simplificando, um motor é um conjunto de cabos de alta tensão, um inversor, um sistema de controle. Quanto menos elementos no sistema, menor será a perda total. Porque Os veículos elétricos monomotores serão, em princípio, mais econômicos do que os veículos com dois ou mais motores.sobre o qual escrevemos no início.

Além dos motoristas, ele adora a tração nas quatro rodas. Algumas pessoas o compram para melhor desempenho, outras porque se sentem mais seguras com ele, e ainda outras porque dirigem regularmente em condições off-road difíceis. Os motores elétricos aqui estragam os engenheiros: em vez de um corpo tubular grande, quente e trêmulo, temos um design compacto e elegante que pode ser adicionado a um segundo eixo. O que fazer em tal situação para não exagerar no consumo de energia e garantir ao proprietário uma reserva de energia razoável? Obviamente: você deve desligar tantos motores quanto possível.

Mas como fazer isso?

Método # 1: use a embreagem (por exemplo, plataforma Hyundai E-GMP: Hyundai Ioniq 5, Kia EV6)

Existem dois tipos de motores usados ​​em veículos elétricos: um motor de indução (motor assíncrono, ASM) ou um motor de ímã permanente (PSM). Os motores de ímã permanente são mais econômicos, portanto, seu uso faz sentido sempre que o alcance máximo é importante. Mas eles também têm uma desvantagem significativa: os ímãs permanentes não podem ser desligados, eles criam um campo magnético, gostemos ou não.

Como as rodas estão rigidamente conectadas ao motor por eixos e engrenagens, cada viagem resultará em um fluxo de eletricidade, da bateria para o motor (movimento do veículo) ou do motor para a bateria (recuperação). Assim, se usarmos um motor de ímã permanente em cada eixo, pode surgir uma situação em que um acionará as rodas e o outro travará o carro, pois converte energia mecânica em eletricidade. Esta é uma situação extremamente indesejável.

Hyundai resolveu este problema por meio de uma embreagem mecânica no eixo dianteiro... Seu funcionamento é totalmente automático, como o sistema Haldex nos carros de combustão interna: quando o motorista precisa de mais potência, a embreagem é travada e os dois motores aceleram (ou freiam?) O carro. Quando o motorista está dirigindo silenciosamente, a embreagem desacopla o motor dianteiro das rodas, de modo que não há problema de frenagem.

A principal vantagem da embreagem é a possibilidade de utilizar motores PSM mais econômicos em ambos os eixos. A desvantagem é a introdução de outro elemento mecânico no sistema, que deve suportar altos torques e responder rapidamente às mudanças. Dessa forma, a peça se desgastará gradualmente - e, embora pareça bastante simples em design, o nível de fixação que ela possui ao sistema de acionamento torna a substituição improvável.

Método # 2: Use um motor de indução em pelo menos um eixo (por exemplo, Tesle Model S / X Raven, Volkswagen MEB)

O método número 2 tem sido usado por mais tempo e com mais frequência, desde o início apareceu no Tesla Model S e X, agora também podemos encontrá-lo entre outros Volkswagen na plataforma MEB, incluindo o VW ID.4 GTX. Está no fato de que motores de indução com eletroímãs são instalados em ambos os eixos (modelo Tesla antigo), ou pelo menos no eixo dianteiro (MEB AWD, Tesle S / X da versão Raven).... Todos nós conhecemos o princípio de operação de um eletroímã desde o ensino fundamental: um campo magnético é criado apenas quando uma tensão é aplicada. Quando a corrente é desligada, o eletroímã se transforma em um feixe de fios comum.

Portanto, no caso de um motor assíncrono, basta desconectar o enrolamento da fonte de alimentação.que ele iria parar de resistir. A vantagem indiscutível dessa solução é a simplicidade do design, pois tudo é feito em eletrônica. No entanto, a desvantagem é a menor eficiência dos motores de indução e o fato de que alguma resistência é criada pela caixa de engrenagens de malha rígida e pelo próprio motor.

Como já mencionamos, os motores de indução são mais usados ​​no eixo dianteiro, portanto, sua principal função é adicionar potência quando você precisa e não incomodar quando o motociclista está se movendo lentamente.

Método # 3: aumentar discretamente a bateria

Vale lembrar que a eficiência dos motores elétricos é muito alta (95, e às vezes 99+ por cento). Portanto, mesmo com acionamento AWD com dois motores de ímã permanente, que sempre tração nas rodas (sem contar a recuperação), as perdas em relação à configuração com motor único serão relativamente pequenas. Mas eles vão, e a energia armazenada na bateria é uma mercadoria escassa - quanto mais a usarmos para dirigir, pior será o alcance.

Assim, o terceiro método para aumentar a autonomia dos veículos elétricos com tração nas quatro rodas com dois motores PSM é aumentar a capacidade utilizável da bateria de maneira sutil. A capacidade geral pode permanecer a mesma, a capacidade utilizável pode variar, portanto, as pessoas que escolherem entre RWD/FWD e AWD não notarão necessariamente a diferença, a menos que o fabricante diga isso diretamente.

Não sabemos se o método que descrevemos está sendo usado por alguém. Tesla nos novos 3 modelos de desempenho dá ao comprador acesso a uma capacidade de bateria ligeiramente mais utilizável, mas aqui pode acontecer que a opção de desempenho (Motor duplo) em termos de alcance não diferia da variante de longo alcance (motor duplo).

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