Hai động cơ trong xe điện - các nhà sản xuất sử dụng thủ thuật nào để tăng phạm vi hoạt động? [SỰ MIÊU TẢ]

Xe điện có một, hai, ba và đôi khi là bốn động cơ. Từ quan điểm kinh tế, một động cơ là lựa chọn tốt nhất, nhưng một số người cảm thấy tự tin hơn khi họ có hệ dẫn động tất cả các bánh. Nhưng làm thế nào để bạn cân bằng sự tự tin do AWD mang lại với mức tiêu thụ điện năng thấp? Các nhà sản xuất có một số cách để làm điều này.

Nhiều động cơ truyền động bằng điện. Làm thế nào để ô tô giảm tiêu hao năng lượng?

Mục lục

• Nhiều động cơ truyền động bằng điện. Làm thế nào để ô tô giảm tiêu hao năng lượng?
  • Phương pháp # 1: sử dụng ly hợp (ví dụ: nền tảng Hyundai E-GMP: Hyundai Ioniq 5, Kia EV6)
  • Phương pháp # 2: Sử dụng động cơ cảm ứng trên ít nhất một trục (ví dụ: Tesle Model S / X Raven, Volkswagen MEB)
  • Phương pháp # 3: Tăng pin một cách kín đáo

Hãy bắt đầu từ điểm xuất phát - ổ đĩa một trục. Tùy theo quyết định của nhà sản xuất mà động cơ được đặt ở cầu trước (FWD) hay cầu sau (RWD). Bánh trước lái Theo một cách nào đó, đây là một sự khác biệt với ô tô động cơ đốt trong: nhiều thập kỷ trước, nó được cho là mang lại sự an toàn tốt hơn, đó là lý do tại sao hầu hết các thợ điện thời kỳ đầu đều sử dụng hệ dẫn động cầu trước. Cho đến ngày nay, nó là giải pháp cơ bản trong Nissan và Renault (nền tảng Leaf, Zoe, CMF-EV) và các mẫu xe thiết kế lại xe đốt trong (ví dụ, VW e-Golf, Mercedes EQA).

Tesla đã từ bỏ cách tiếp cận dẫn động cầu trước ngay từ đầu, BMW với i3 và Volkswagen với nền tảng MEB, trong đó giải pháp cơ bản là động cơ nằm ở trục sau... Điều này phần nào khiến nhiều người lái xe lo lắng vì xe động cơ đốt trong dẫn động cầu trước thực sự an toàn hơn trong các tình huống gần cổng, nhưng với động cơ điện, thực sự không có nhiều điều đáng lo ngại. Hệ thống điện và điện tử nhanh hơn nhiều so với hệ thống cơ khí trong động cơ đốt trong quán tính.

Nói một cách đơn giản, một động cơ là một bộ cáp điện áp cao, một biến tần, một hệ thống điều khiển. Càng ít yếu tố trong hệ thống, tổng tổn thất sẽ càng ít. Bởi vì Về nguyên tắc, xe điện một động cơ sẽ tiết kiệm hơn so với xe có hai động cơ trở lên.mà chúng tôi đã viết về ở phần đầu.

Ngoài tài xế, anh ấy còn yêu thích hệ thống lái tất cả các bánh. Một số người mua nó vì hiệu suất tốt hơn, những người khác vì họ cảm thấy an toàn hơn với nó, và vẫn có những người khác vì họ thường xuyên lái xe trong những điều kiện địa hình khó khăn. Các động cơ điện ở đây làm hỏng các kỹ sư: thay vì một thân hình ống to, nóng và lắc, chúng tôi có một thiết kế nhỏ gọn, kiểu dáng đẹp có thể được thêm vào trục thứ hai. Làm gì trong tình huống như vậy để không làm quá mức tiêu hao năng lượng và đảm bảo cho chủ sở hữu một phạm vi hợp lý? Rõ ràng: bạn phải tắt càng nhiều động cơ càng tốt.

Nhưng làm thế nào để làm điều đó?

Phương pháp # 1: sử dụng ly hợp (ví dụ: nền tảng Hyundai E-GMP: Hyundai Ioniq 5, Kia EV6)

Có hai loại động cơ được sử dụng trong xe điện: động cơ cảm ứng (động cơ không đồng bộ, ASM) hoặc động cơ nam châm vĩnh cửu (PSM). Động cơ nam châm vĩnh cửu tiết kiệm hơn, vì vậy việc sử dụng chúng có ý nghĩa ở bất cứ nơi nào phạm vi tối đa là quan trọng. Nhưng chúng cũng có một nhược điểm đáng kể là không thể tắt nam châm vĩnh cửu, chúng tạo ra từ trường, dù chúng ta có muốn hay không.

Vì các bánh xe được kết nối chặt chẽ với động cơ bằng trục và bánh răng, mỗi lần đi xe sẽ tạo ra một dòng điện, từ pin đến động cơ (chuyển động của xe) hoặc từ động cơ đến pin (phục hồi). Vì vậy, nếu chúng ta sử dụng một động cơ nam châm vĩnh cửu trên mỗi trục, một tình huống có thể phát sinh trong đó một động cơ sẽ dẫn động các bánh xe và người kia sẽ phanh ô tô, bởi vì nó chuyển đổi cơ năng thành điện năng. Đây là một tình huống cực kỳ không mong muốn.

Hyundai đã giải quyết vấn đề này bằng ly hợp cơ khí trên trục trước... Hoạt động của nó là hoàn toàn tự động, giống như hệ thống Haldex trong ô tô đốt cháy: khi người lái xe cần thêm lực, ly hợp sẽ bị khóa và cả hai động cơ đều tăng tốc (hay phanh?) Ô tô. Khi người lái lái xe nhẹ nhàng, ly hợp tách động cơ phía trước khỏi các bánh xe, do đó không có vấn đề gì khi phanh.

Ưu điểm chính của ly hợp là khả năng sử dụng động cơ PSM tiết kiệm hơn trên cả hai trục. Điểm bất lợi là việc đưa vào hệ thống một yếu tố cơ học khác, yếu tố này phải chịu được mô-men xoắn cao và phản ứng nhanh với những thay đổi. Bằng cách này, bộ phận sẽ dần bị hao mòn - và mặc dù thiết kế trông khá đơn giản, nhưng mức độ gắn kết của nó với hệ thống truyền động khiến việc thay thế là khó xảy ra.

Phương pháp # 2: Sử dụng động cơ cảm ứng trên ít nhất một trục (ví dụ: Tesle Model S / X Raven, Volkswagen MEB)

Phương pháp số 2 đã được sử dụng lâu hơn và thường xuyên hơn, ngay từ đầu nó đã xuất hiện trong Tesla Model S và X, bây giờ chúng ta cũng có thể tìm thấy nó trong số các Volkswagen khác trên nền tảng MEB, bao gồm cả VW ID.4 GTX. Nó nằm trong thực tế rằng động cơ cảm ứng với nam châm điện được lắp trên cả hai trục (mẫu Tesla cũ), hoặc ít nhất là trên trục trước (MEB AWD, Tesle S / X từ phiên bản Raven).... Chúng ta đều biết nguyên tắc hoạt động của nam châm điện từ khi học tiểu học: từ trường chỉ được tạo ra khi có hiệu điện thế. Khi ngắt dòng điện, nam châm điện biến thành một bó dây thông thường.

Do đó, trong trường hợp động cơ không đồng bộ, chỉ cần ngắt cuộn dây ra khỏi nguồn điện là đủ.rằng anh ta sẽ ngừng kháng cự. Ưu điểm chắc chắn của giải pháp này là sự đơn giản của thiết kế, bởi vì mọi thứ đều được thực hiện bằng cách sử dụng thiết bị điện tử. Tuy nhiên, nhược điểm là hiệu suất thấp hơn của động cơ cảm ứng và thực tế là một số lực cản được tạo ra bởi hộp số có lưới cứng và chính động cơ.

Như chúng tôi đã đề cập, động cơ cảm ứng thường được sử dụng ở cầu trước, vì vậy vai trò chính của chúng là bổ sung sức mạnh khi bạn cần và không bận tâm khi người lái di chuyển chậm.

Phương pháp # 3: Tăng pin một cách kín đáo

Cần nhớ rằng hiệu suất của động cơ điện rất cao (95, và đôi khi hơn 99%). Do đó, ngay cả với ổ AWD với hai động cơ nam châm vĩnh cửu, luôn luôn dẫn động bánh xe (không tính khả năng thu hồi), tổn thất liên quan đến cấu hình với một động cơ sẽ tương đối nhỏ. Nhưng chúng sẽ như vậy, và năng lượng dự trữ trong pin là một mặt hàng khan hiếm - chúng ta càng sử dụng nhiều để lái xe thì phạm vi hoạt động sẽ càng kém.

Do đó, phương pháp thứ ba để tăng phạm vi hoạt động của xe dẫn động bốn bánh chạy điện với hai động cơ PSM là tăng dung lượng pin có thể sử dụng một cách tinh tế. Dung lượng tổng thể có thể giữ nguyên, dung lượng khả dụng có thể thay đổi, vì vậy những người chọn giữa RWD/FWD và AWD sẽ không nhất thiết nhận thấy sự khác biệt trừ khi nhà sản xuất nói trực tiếp như vậy.

Chúng tôi không biết liệu phương pháp chúng tôi mô tả có đang được sử dụng bởi bất kỳ ai. Tesla trong 3 mô hình hiệu suất mới cung cấp cho người mua quyền truy cập vào dung lượng pin có thể sử dụng được nhiều hơn một chút, nhưng ở đây có thể là tùy chọn hiệu suất (Động cơ đôi) về phạm vi hoạt động không khác với biến thể Tầm xa (Động cơ kép).

Điều này có thể khiến bạn quan tâm: