Samotný elektromotor je srdcem každého elektromobilu, ale ne všechny pracují na stejném principu. V článku se podíváme na to, jaké typy elektromotorů se v elektroautech nejčastěji používají, jak fungují a co znamená pojem „permanentní magnety“. Elektromobily se od klasických spalovacích vozů liší nejen absencí výfuku nebo převodovky, ale především druhem pohonu. Namísto benzinového či naftového motoru najdeme v elektrickém autě elektromotor - kompaktní zařízení, které z elektrické energie vyrábí mechanickou práci. Ne každý elektromobil má ale stejný typ motoru. V tomto článku se podíváme na nejčastěji používané typy elektromotorů, jejich princip fungování i výhody a nevýhody.
Jak elektromotor obecně funguje
Elektromotor převádí elektrickou energii na pohyb pomocí elektromagnetické indukce. Když do motoru přivedeme elektrický proud, vytvoří se magnetické pole, které začne otáčet rotorem - to je ta část motoru, která se skutečně točí a pohání kola vozidla. Celý proces je vysoce účinný a probíhá téměř bez ztrát na tření nebo teplo, což je jedna z hlavních výhod elektromobilů. Navíc oproti spalovacím motorům mají elektromotory mnohem méně pohyblivých částí.
Typy elektromotorů používané v elektromobilech
Automobilky volí různé druhy elektromotorů podle ceny, požadovaného výkonu, hmotnosti nebo účinnosti. Mezi nejběžnější patří:
Synchronní motor s permanentními magnety (Permanent Magnet Synchronous Motor - PMSM)
Jedná se o nejrozšířenější typ motoru v moderních elektromobilech. Pracuje na principu, kdy rotor obsahuje silné permanentní magnety a stator vytváří točivé elektromagnetické pole. Rotor se synchronně otáčí s tímto polem - proto „synchronní“.
Co jsou permanentní magnety? Permanentní magnety jsou materiály, které si trvale udržují své magnetické vlastnosti. V elektromobilech se nejčastěji používají tzv. vzácné zeminy (např. neodym), které umožňují vytvoření velmi silného a kompaktního magnetického pole bez nutnosti elektrického napájení.
Zeekr 001 patří mezi nejrychlejší sériově vyráběné elektromobily v Číně? Model s výkonnou verzí Zeekr 001 FR dokáže zrychlit z 0 na 100 km/h za pouhých 2,07 sekundy! Tento výkon je umožněn pokročilým systémem pohonu všech kol s čtyřmi elektromotory, který společnost vyvinula ve spolupráci s technologickými partnery. Zeekr tak potvrzuje svou ambici stát se lídrem v oblasti výkonných elektromobilů.
Asynchronní (indukční) motor
Asynchronní neboli indukční motor využívá k rotaci elektromagnetickou indukci - rotor se otáčí díky proudu, který je v něm vyvolán změnami magnetického pole statoru. Neobsahuje permanentní magnety, což snižuje cenu. Tento typ motoru byl dříve hojně používán u některých starších modelů Tesly a je také oblíbený v průmyslových aplikacích.
Výhody: nižší cena, robustní konstrukce, dobrá spolehlivost. Nevýhody: nižší účinnost oproti synchronním motorům, větší velikost a hmotnost pro stejný výkon.
Reluktanční motory (Switched Reluctance a Synchronous Reluctance Motor)
Tento typ motoru je méně rozšířený, ale některé automobilky (např. Renault, BMW nebo Lucid) ho zkoumají jako potenciální alternativu kvůli nízké ceně a absenci permanentních magnetů. Pracují na principu rozdílu magnetického odporu (reluktance) mezi různými částmi rotoru. Jsou náročnější na řízení, ale v kombinaci s pokročilou elektronikou dosahují zajímavých parametrů.
Výhody: neobsahují vzácné zeminy, nízké náklady na výrobu. Nevýhody: složitější řízení a řízení vibrací, zatím menší rozšíření a dostupnost.
Volba typu motoru a jeho význam
Každý typ motoru má své místo. Výrobci elektromobilů volí konkrétní technologii podle cílové skupiny vozu, požadované dynamiky, ceny a dostupnosti surovin. Luxusní elektromobily upřednostňují výkonné PMSM motory, zatímco městské vozy mohou nasadit jednodušší a levnější řešení. Synchronní motory s permanentními magnety dnes dominují díky své účinnosti, ale i ostatní typy mohou hrát významnější roli, zejména s ohledem na cenu a dostupnost materiálů.
Další součásti a praktické souvislosti elektromobilů
Elektrické auto je poháněno ze systému baterií a invertoru, který mění napětí pro pohon elektromotoru. Baterie obvykle zajišťuje vysoce účinný provoz s účinností přes 90 %. Umístění baterií v podsádě vozidla snižuje těžiště a pozitivně ovlivňuje jízdní stabilitu. Dále bývá součástí i pomocná baterie pro napájení příslušenství. Cena a dojezd zůstávají klíčovými faktory pro rozšíření trhu a pro směrování vývoje.
Elektrická pohonná architektura a virtuální modely
Společnost Eaton se elektrifikaci vozidel věnuje ve stále větší míře a nabízí mimo jiné možnost vyzkoušet si neotřelé návrhové postupy vývoje nových produktů. „Elektrifikace hraje zcela zásadní úlohu pro zvládnutí stále zpřísňujících emisních regulací. Víme, že zavádění nových technologií je velmi nákladné, a proto úzce spolupracujeme s našimi zákazníky na vývoji modulárních a škálovatelných systémů,“ uvedl Petr Liškář, specialista pro elektrifikaci vozidel. Evropské inovační centrum společnosti Eaton v Roztokách u Prahy představilo vlastní virtuální model elektromobilu pro výzkum a vývoj, který umožňuje rychlou evaluaci a reprodukovatelnost jízdních dat.
Průjezd zadanou trasou lze reprodukovat, systém obsahuje model autonomního řízení a odráží skutečnou jízdní dynamiku vč. prvků aktivní bezpečnosti jako ABS, ASR, ESP a vektorování točivého momentu. Virtuální vozidlo je konfigurovatelné s jedním či více motory, střídači a převodovkami současně a může být upravené podle potřeb uživatele.
Tesla ukončila legendární modely a nástupce nepříjde.. Já to říkal!
Beze sporu o bezpečnosti a budoucnosti
Elektromobily jsou budoucností motorismu. U BEV a PHEV proudí energie z baterií a nabíjení probíhá na veřejných i soukromých stanicích. Tři hlavní typy nabíjení jsou pomalé, rychlé a superrychlé; Tesla Supercharger představuje příklad rychlého DC nabíjení až do 150 kW. Pomalé nabíjení se nejčastěji odehrává doma a má výkon do 3 kW. Do budoucna se očekává nárůst podílu elektromobilů na trzích, a to díky regulacím i tlaku na snižování cen, přičemž hlavními hráči na trhu zůstávají BEV a PHEV.
Kontakt s vysokým napětím (kolem 400 V) vyžaduje bezpečnostní opatření. Baterie jsou vysoce hořlavé, kabeláž a elektronika jsou navrženy pro vysokou izolaci, aby nebylo riziko dotyku s karoserií. Životnost baterií bývá kryta zárukami kolem 8 let nebo 160 000 km, s postupnou degradací kapacity a dojezdu, která se odvíjí od stylu jízdy a režimu nabíjení. Výměna baterií bývá v extrémních případech nákladná, avšak vývoj a recyklace se postupně zefektivňují.
tags: #model #fungovani #elektromobilu