Tipos de motores usados ​​em veículos elétricos e tendências futuras • EVreporter

O motor é a fonte de energia para um veículo elétrico. Ele determina a velocidade máxima, aceleração, capacidade de subida, consumo de energia e desempenho do veículo. Neste artigo,Gurusharan Dhillon (Diretor de eMobility da Customized Energy Solutions)explica as características e os principais componentes dos diferentes tipos de motores usados ​​em veículos elétricos.

Três pontos importantes a considerar ao finalizar a escolha do Motor Elétrico são:

O peso, a sobrecarga e a aerodinâmica do veículo ajudam a determinar os requisitos de velocidade, torque e potência do motor elétrico.

A consideração do ciclo de condução de vários fatores, como densidade do tráfego, terreno, temperatura, etc., influencia o tamanho da bateria e a escolha do trem de força.

Para fatorar a velocidade do motor, a velocidade máxima do veículo precisa ser considerada. Por quanto tempo a velocidade precisa ser sustentada, a relação diferencial e o raio da roda também influenciam a seleção do motor.

Os fatores de consideração específicos para selecionar o Motor Elétrico mais adequado são:

O desempenho do veículo elétrico depende diretamente do desempenho do Motor Elétrico. O desempenho do motor é determinado pelas características Torque-Velocidade e Potência-Velocidade do motor de tração.

Selecionar a característica de saída adequada de um motor EV é um desafio porque é necessário encontrar o equilíbrio entre desempenho de aceleração e ampla faixa de velocidade na região de potência constante. A região operacional de torque constante é importante em baixas velocidades para proporcionar uma boa partida e condução em subidas. A região de potência constante determina a velocidade máxima em uma superfície plana.

O rotor é a parte móvel que gira o eixo que fornece energia mecânica. O rotor é sustentado por mancais que o apóiam para girar em seu eixo, os enrolamentos formam pólos magnéticos quando energizados com corrente. O estator é a parte estacionária.

Em motores elétricos, ímãs são usados ​​para gerar rotação usando corrente elétrica que passa por loops de fio. Esses ímãs são normalmente feitos com materiais de terras raras, como neodímio e disprósio, que possuem uma cadeia de suprimentos geograficamente restrita. A China é responsável pela grande maioria da produção de terras raras em todo o mundo, levando a uma enorme volatilidade de preços.

Além dos problemas de custo e disponibilidade, esses materiais também evocam importantes questões ambientais, políticas e éticas relacionadas à sua extração, comércio e descarte.

Projetos de motores que evitam o uso de elementos de terras raras estão sendo desenvolvidos, exigindo maiores níveis de otimização do motor com o controlador.

Desenvolvimentos recentes incluem rotor de raio PMSM que usa ímãs de ferrite com uma densidade de potência semelhante ou melhor do que um motor de indução equivalente. Outras inovações incluem a utilização de configuração de rotor bobinado para substituir ímãs por enrolamentos de cobre, motores de indução de rotor de alumínio e motores de relutância comutados que não requerem ímãs ou cobre nos rotores.

As principais características dos motores síncronos de relutância são a alta eficiência na velocidade síncrona sem o uso de ímãs permanentes de terras raras. Não há preocupação com a desmagnetização, portanto, eles são inerentemente mais confiáveis ​​do que os motores de ímã permanente.

A principal vantagem dos motores síncronos de relutância são as perdas insignificantes do rotor. O calor reduzido em motores de relutância síncronos melhora as densidades de torque e potência, permitindo que sejam dimensionados para uma determinada classificação. Esses motores também são silenciosos devido à baixa ondulação de torque e níveis de vibração.

Aumentando a eficiência

A eficiência é um fator crítico em motores elétricos, e é provável que os desenvolvimentos futuros se concentrem em aumentar ainda mais a eficiência. Isso pode envolver o uso de novos materiais, design aprimorado e algoritmos de controle mais avançados.

Integração com IoT

Maior integração com sistemas IoT, permitindo monitoramento, controle e otimização remotos.

Evolução do design