Два двигуни в електромобілях – які хитрощі використовують виробники, щоб збільшити запас ходу? [ОПИС]

Електромобілі мають один, два, три, а іноді й чотири двигуни. З економічної точки зору один двигун – найкращий варіант, але деякі люди почуваються впевненіше, коли вони мають повний привід. Але як поєднати впевненість, яку пропонує AWD, з низьким енергоспоживанням? Виробники мають кілька способів зробити це.

Багаторухові приводи в електриці. Як автомобілі знижують споживання енергії?

Зміст

• Багаторухові приводи в електриці. Як автомобілі знижують споживання енергії?
  • Спосіб №1: використовуйте зчеплення (наприклад, платформа Hyundai E-GMP: Hyundai Ioniq 5, Kia EV6)
  • Метод № 2: використовуйте асинхронний двигун хоч би на одній осі (наприклад, Tesle Model S/X Raven, Volkswagen MEB)
  • Спосіб 3: непомітно збільшити батарею

Почнемо з відправної точки – одновісного приводу. Залежно від рішення виробника, двигун розташовується на передній (FWD) або задній осі (RWD). Передній привід У певному сенсі це відхід автомобілів з двигуном внутрішнього згоряння: десятиліття тому вважалося, що це гарантує вищу безпеку, тому більшість ранніх електриків був передній привід. До цього дня це базове рішення в Nissan і Renault (платформа Leaf, Zoe, CMF-EV) та моделях, що є переробками автомобілів внутрішнього згоряння (наприклад, VW e-Golf, Mercedes EQA).

Tesla від початку відмовилася від підходу «передній привід – основа», а BMW з i3 і Volkswagen з платформою MEB, де базовим рішенням є двигун розташований на задній осі. Це деякою мірою турбує багатьох водіїв, тому що автомобілі внутрішнього згоряння з переднім приводом насправді безпечніші в ситуаціях, близьких до воріт, але з електродвигунами насправді турбуватися нема про що. Електроніка та електрика набагато швидше за механічні системи в інерційних двигунах внутрішнього згоряння.

Простіше кажучи, один двигун це один комплект високовольтних кабелів, один інвертор, одна система управління. Чим менше елементів у системі, тим меншими будуть загальні втрати. Тому що Електромобілі з одним двигуном у принципі будуть економічнішими, ніж автомобілі з двома і більше двигунами.про який ми писали на початку.

Окрім водіїв любить повний привід. Деякі люди купують його для кращої продуктивності, інші тому, що з ним почуваються у більшій безпеці, треті тому, що регулярно їздять у складних умовах бездоріжжя. Електродвигуни тут балують інженерів: замість великого, гарячого трубчастого корпусу, що тремтить, у нас є елегантний компактний дизайн, який можна додати на другу вісь. Що робити у такій ситуації, щоб не переборщити з енерговитратами та гарантувати власнику розумний запас ходу? Очевидно: ви повинні вимкнути якнайбільше двигунів.

Але як це зробити?

Спосіб №1: використовуйте зчеплення (наприклад, платформа Hyundai E-GMP: Hyundai Ioniq 5, Kia EV6)

В електромобілях використовуються два типи двигунів: асинхронний (асинхронний двигун, ASM) або двигун із постійними магнітами (PSM). Двигуни з постійними магнітами економічніші, тому їх використання має сенс скрізь, де важлива максимальна дальність дії. Але у них є й суттєва вада: постійні магніти не можна вимкнути, вони створюють магнітне поле, подобається нам це чи ні.

Оскільки колеса жорстко пов'язані з двигуном за допомогою осей та шестерень, кожна поїздка призводитиме до потоку електрики: від акумулятора до двигуна (рух автомобіля) або від двигуна до акумулятора (рекуперація). Отже, якщо ми використовуємо один двигун з постійними магнітами на кожній осі, може виникнути ситуація, коли один буде рухати колеса, а інший гальмувати автомобіль, тому що він перетворює механічну енергію в електрику. Вкрай небажана ситуація.

Hyundai вирішив цю проблему за допомогою механічної муфти на передній осі. Його робота повністю автоматична, як система Haldex в автомобілях внутрішнього згоряння: коли водієві потрібна велика потужність, зчеплення блокується, та обидва двигуни прискорюють (або гальмують?) Автомобіль. Коли водій їде спокійно, зчеплення від'єднує передній двигун від коліс, тому немає проблем із гальмуванням.

Основна перевага зчеплення - можливість використання економічних двигунів ПСМ на обох осях. Недоліком є ​​введення в систему іншого механічного елемента, який повинен витримувати високі моменти, що крутять, і швидко реагувати на зміни. Таким чином, деталь поступово зношуватиметься – і, хоча вона виглядає досить простою по конструкції, рівень її кріплення до системи приводу робить заміну малоймовірною.

Метод № 2: використовуйте асинхронний двигун хоч би на одній осі (наприклад, Tesle Model S/X Raven, Volkswagen MEB)

Метод номер 2 використовується довше і частіше, з самого початку він з'явився в Tesla Model S і X, тепер ми також можемо знайти його з-поміж інших Volkswagen на платформі MEB, включаючи VW ID.4 GTX. Він у тому, що асинхронні двигуни з електромагнітами встановлюються або на обох осях (стара модель Tesla), або принаймні на передній осі (MEB AWD, Tesle S/X від версії Raven).. Усі ми знаємо принцип роботи електромагніту ще з початкової школи: магнітне поле створюється лише за додатку напруги. При відключенні струму електромагніт перетворюється на звичайний пучок дротів.

Тому у разі асинхронного двигуна достатньо відключити обмотку від джерела живлення.що він перестане чинити опір. Безперечним плюсом такого рішення є простота конструкції, адже все зроблено із застосуванням електроніки. Однак недоліком є ​​нижчий ККД асинхронних двигунів і той факт, що деякий опір створюється жорстко зачепленою коробкою передач і самим двигуном.

Як ми вже згадували, асинхронні двигуни найчастіше використовуються на передній осі, тому їхня основна роль – додавати потужність, коли вона вам потрібна, і не турбувати, коли гонщик рухається повільно.

Спосіб 3: непомітно збільшити батарею

Варто пам'ятати, що ККД електродвигунів дуже високий (95, а іноді й 99%). Отже, навіть із приводом AWD з двома двигунами з постійними магнітами, які завжди приводом коліс (не рахуючи рекуперації) втрати по відношенню до комплектації з одним двигуном будуть відносно невеликими. Але вони будуть, і енергія, що зберігається в акумуляторі, є дефіцитним продуктом – чим більше ми використовуємо його для водіння, тим гіршим буде діапазон.

Таким чином, третій метод збільшення дальності повнопривідних електромобілів із двома двигунами PSM – непомітне збільшення корисної ємності акумулятора. Загальна ємність може залишатися колишньою, корисна ємність може змінюватись, тому люди, які вибирають між RWD / FWD і AWD, не обов'язково помітять різницю, якщо виробник не повідомляє про це безпосередньо.

Ми не знаємо, чи використовується кимось описаний метод. Tesla у нових 3 моделях продуктивності дає покупцеві доступ до трохи більшої корисної ємності акумулятора, але тут може виявитися, що варіант із продуктивністю (подвійний мотор) по дальності не відрізнявся від варіанта Long Range (Dual Motor).

Це може вас зацікавити: