Два двигателя в электромобилях — какие уловки используют производители, чтобы увеличить запас хода? [ОПИСАНИЕ]

Электромобили имеют один, два, три, а иногда и четыре двигателя. С экономической точки зрения один двигатель — лучший вариант, но некоторые люди чувствуют себя увереннее, когда у них полный привод. Но как совместить уверенность, предлагаемую AWD, с низким энергопотреблением? У производителей есть несколько способов сделать это.

Многодвигательные приводы в электрике. Как автомобили снижают потребление энергии?

Оглавление

• Многодвигательные приводы в электрике. Как автомобили снижают потребление энергии?
  • Способ №1: используйте сцепление (например, платформа Hyundai E-GMP: Hyundai Ioniq 5, Kia EV6)
  • Метод № 2: используйте асинхронный двигатель хотя бы на одной оси (например, Tesle Model S / X Raven, Volkswagen MEB)
  • Способ no 3: незаметно увеличить батарею

Начнем с отправной точки — одноосного привода. В зависимости от решения производителя двигатель располагается на передней (FWD) или задней оси (RWD). Передний привод В некотором смысле это отход от автомобилей с двигателем внутреннего сгорания: десятилетия назад считалось, что это гарантирует более высокую безопасность, поэтому у большинства ранних электриков был передний привод. По сей день это базовое решение в Nissan и Renault (платформа Leaf, Zoe, CMF-EV) и моделях, являющихся переделками автомобилей внутреннего сгорания (например, VW e-Golf, Mercedes EQA).

Tesla с самого начала отказалась от подхода «передний привод — основа», а BMW с i3 и Volkswagen с платформой MEB, где базовым решением является двигатель расположен на задней оси. Это в некоторой степени беспокоит многих водителей, потому что автомобили внутреннего сгорания с передним приводом на самом деле более безопасны в ситуациях, близких к воротам, но с электродвигателями на самом деле беспокоиться не о чем. Электроника и электрика намного быстрее механических систем в инерционных двигателях внутреннего сгорания.

Проще говоря, один двигатель — это один комплект высоковольтных кабелей, один инвертор, одна система управления. Чем меньше элементов в системе, тем меньше будут общие потери. Потому что Электромобили с одним двигателем в принципе будут экономичнее, чем автомобили с двумя и более двигателями.о котором мы писали в начале.

Кроме водителей любит полный привод. Некоторые люди покупают его для лучшей производительности, другие потому, что с ним чувствуют себя в большей безопасности, третьи потому, что регулярно ездят в сложных условиях бездорожья. Электродвигатели здесь балуют инженеров: вместо большого, горячего, трясущегося трубчатого корпуса у нас есть элегантный компактный дизайн, который можно добавить на вторую ось. Что делать в такой ситуации, чтобы не переборщить с энергозатратами и гарантировать владельцу разумный запас хода? Очевидно: вы должны выключить как можно больше двигателей.

Но как это сделать?

Способ №1: используйте сцепление (например, платформа Hyundai E-GMP: Hyundai Ioniq 5, Kia EV6)

В электромобилях используются два типа двигателей: асинхронный (асинхронный двигатель, ASM) или двигатель с постоянными магнитами (PSM). Двигатели с постоянными магнитами более экономичны, поэтому их использование имеет смысл везде, где важна максимальная дальность действия. Но у них есть и существенный недостаток: постоянные магниты нельзя выключить, они создают магнитное поле, нравится нам это или нет.

Поскольку колеса жестко связаны с двигателем с помощью осей и шестерен, каждая поездка будет приводить к потоку электричества: от аккумулятора к двигателю (движение автомобиля) или от двигателя к аккумулятору (рекуперация). Итак, если мы используем один двигатель с постоянными магнитами на каждой оси, может возникнуть ситуация, когда один будет приводить в движение колеса, а другой тормозить автомобиль, потому что он преобразует механическую энергию в электричество. Крайне нежелательная ситуация.

Hyundai решил эту проблему с помощью механической муфты на передней оси. Его работа полностью автоматическая, как система Haldex в автомобилях внутреннего сгорания: когда водителю требуется большая мощность, сцепление блокируется, и оба двигателя ускоряют (или тормозят?) Автомобиль. Когда водитель едет спокойно, сцепление отсоединяет передний двигатель от колес, поэтому нет проблем с торможением.

Основное преимущество сцепления — возможность использования более экономичных двигателей ПСМ на обеих осях. Недостатком является введение в систему другого механического элемента, который должен выдерживать высокие крутящие моменты и быстро реагировать на изменения. Таким образом, деталь будет постепенно изнашиваться — и, хотя она выглядит довольно простой по конструкции, уровень ее крепления к системе привода делает замену маловероятной.

Метод № 2: используйте асинхронный двигатель хотя бы на одной оси (например, Tesle Model S / X Raven, Volkswagen MEB)

Метод номер 2 используется дольше и чаще, с самого начала он появился в Tesla Model S и X, теперь мы также можем найти его среди других Volkswagen на платформе MEB, включая VW ID.4 GTX. Он заключается в том, что асинхронные двигатели с электромагнитами устанавливаются либо на обеих осях (старая модель Tesla), либо, по крайней мере, на передней оси (MEB AWD, Tesle S / X от версии Raven).. Все мы знаем принцип работы электромагнита еще с начальной школы: магнитное поле создается только при приложении напряжения. При отключении тока электромагнит превращается в обычный пучок проводов.

Поэтому в случае с асинхронным двигателем достаточно отключить обмотку от источника питания.что он перестанет сопротивляться. Несомненным плюсом такого решения является простота конструкции, ведь все сделано с применением электроники. Однако недостатком является более низкий КПД асинхронных двигателей и тот факт, что некоторое сопротивление создается жестко зацепленной коробкой передач и самим двигателем.

Как мы уже упоминали, асинхронные двигатели чаще всего используются на передней оси, поэтому их основная роль — добавлять мощность, когда она вам нужна, и не беспокоить, когда гонщик движется медленно.

Способ no 3: незаметно увеличить батарею

Стоит помнить, что КПД электродвигателей очень высокий (95, а иногда и 99+ процентов). Следовательно, даже с приводом AWD с двумя двигателями с постоянными магнитами, которые всегда приводом колес (не считая рекуперации) потери по отношению к комплектации с одним двигателем будут относительно небольшими. Но они будут, и энергия, хранящаяся в аккумуляторе, является дефицитным продуктом — чем больше мы используем его для вождения, тем хуже будет диапазон.

Таким образом, третий метод увеличения дальности полноприводных электромобилей с двумя двигателями PSM — незаметное увеличение полезной емкости аккумулятора. Общая емкость может оставаться прежней, полезная емкость может варьироваться, поэтому люди, выбирающие между RWD / FWD и AWD, не обязательно заметят разницу, если производитель не сообщает об этом напрямую.

Мы не знаем, используется ли кем-то описанный нами метод. Tesla в новых 3 моделях производительности дает покупателю доступ к немного большей полезной емкости аккумулятора, но здесь может оказаться, что вариант с производительностью (Двойной мотор) по дальности не отличался от варианта Long Range (Dual Motor).

Это может вас заинтересовать: