Due motori nei veicoli elettrici: quali trucchi usano i produttori per aumentare l'autonomia? [DESCRIZIONE]

I veicoli elettrici hanno uno, due, tre e talvolta quattro motori. Da un punto di vista economico, un motore è l'opzione migliore, ma alcune persone si sentono più sicure quando hanno la trazione integrale. Ma come bilanciare la sicurezza offerta dalla trazione integrale con il basso consumo energetico? I produttori hanno diversi modi per farlo.

Azionamenti multimotore nell'elettronica. In che modo le auto riducono il consumo di energia?

Sommario

• Azionamenti multimotore nell'elettronica. In che modo le auto riducono il consumo di energia?
  • Metodo n. 1: utilizzare la frizione (es. piattaforma Hyundai E-GMP: Hyundai Ioniq 5, Kia EV6)
  • Metodo n. 2: utilizzare un motore a induzione su almeno un asse (es. Tesle Model S/X Raven, Volkswagen MEB)
  • Metodo n. 3: aumenta la batteria in modo discreto

Partiamo dal punto di partenza: un azionamento ad asse singolo. A seconda della decisione del produttore, il motore si trova sull'asse anteriore (FWD) o posteriore (RWD). Trazione anteriore In un certo senso, questo è un allontanamento dalle auto con motore a combustione: decenni fa si credeva che offrisse una maggiore sicurezza, motivo per cui la maggior parte dei primi elettricisti aveva la trazione anteriore. Ad oggi, è la soluzione di base in Nissan e Renault (piattaforma Leaf, Zoe, CMF-EV) e modelli che sono riprogettazioni di veicoli a combustione interna (ad esempio, VW e-Golf, Mercedes EQA).

Tesla ha abbandonato fin dall'inizio l'approccio a trazione anteriore, BMW con la i3 e Volkswagen con la piattaforma MEB, dove la soluzione di base è il motore si trova sull'asse posteriore... Questo è un po' una preoccupazione per molti conducenti perché i veicoli a combustione interna a trazione anteriore sono in realtà più sicuri in situazioni vicino al cancello, ma con i motori elettrici non c'è davvero molto di cui preoccuparsi. L'elettronica e i sistemi elettrici sono molto più veloci dei sistemi meccanici nei motori a combustione inerziale.

In poche parole, un motore è un set di cavi ad alta tensione, un inverter, un sistema di controllo. Minori sono gli elementi nel sistema, minore sarà la perdita totale. Perché I veicoli elettrici monomotore saranno, in linea di principio, più economici dei veicoli con due o più motori.di cui abbiamo scritto all'inizio.

Oltre ai conducenti, ama la trazione integrale. Alcune persone lo acquistano per prestazioni migliori, altri perché si sentono più al sicuro con esso, e altri ancora perché guidano regolarmente in condizioni fuoristrada difficili. I motori elettrici qui viziano gli ingegneri: invece di un corpo tubolare grande, caldo e tremante, abbiamo un design elegante e compatto che può essere aggiunto a un secondo assale. Cosa fare in una situazione del genere per non esagerare con il consumo di energia e garantire al proprietario una ragionevole riserva di carica? Ovviamente: devi spegnere il maggior numero di motori possibile.

Ma come si fa?

Metodo n. 1: utilizzare la frizione (es. piattaforma Hyundai E-GMP: Hyundai Ioniq 5, Kia EV6)

Esistono due tipi di motori utilizzati nei veicoli elettrici: un motore a induzione (motore asincrono, ASM) o un motore a magneti permanenti (PSM). I motori a magneti permanenti sono più economici, quindi il loro uso ha senso ovunque sia importante la portata massima. Ma hanno anche un notevole svantaggio: i magneti permanenti non possono essere spenti, creano un campo magnetico, che ci piaccia o no.

Poiché le ruote sono rigidamente collegate al motore da assi e ingranaggi, ogni corsa risulterà in un flusso di elettricità, dalla batteria al motore (movimento del veicolo) o dal motore alla batteria (recupero). Quindi, se usiamo un motore a magneti permanenti su ciascun asse, può verificarsi una situazione in cui uno guiderà le ruote e l'altro frenerà l'auto, perché converte l'energia meccanica in elettricità. Questa è una situazione estremamente indesiderabile.

Hyundai ha risolto questo problema mediante frizione meccanica sull'asse anteriore... Il suo funzionamento è completamente automatico, come il sistema Haldex nelle auto a combustione interna: quando il guidatore ha bisogno di più potenza, la frizione viene bloccata ed entrambi i motori accelerano (o frenano?) l'auto. Quando il conducente guida in modo silenzioso, la frizione disaccoppia il motore anteriore dalle ruote, quindi non ci sono problemi con la frenata.

Il vantaggio principale della frizione è la possibilità di utilizzare motori PSM più economici su entrambi gli assi. Lo svantaggio è l'introduzione di un altro elemento meccanico nel sistema, che deve resistere a coppie elevate e rispondere rapidamente ai cambiamenti. In questo modo la parte si consumerà gradualmente e, sebbene sembri abbastanza semplice nel design, il livello di attacco che ha al sistema di azionamento rende improbabile la sostituzione.

Metodo n. 2: utilizzare un motore a induzione su almeno un asse (es. Tesle Model S/X Raven, Volkswagen MEB)

Il metodo numero 2 è stato utilizzato più a lungo e più spesso, fin dall'inizio è apparso nelle Tesla Model S e X, ora lo possiamo trovare anche tra le altre Volkswagen sulla piattaforma MEB, inclusa la VW ID.4 GTX. Sta nel fatto che i motori a induzione con elettromagneti sono installati su entrambi gli assi (vecchio modello Tesla), o almeno sull'asse anteriore (MEB AWD, Tesla S / X dalla versione Raven).... Conosciamo tutti il ​​principio di funzionamento di un elettromagnete fin dalle elementari: un campo magnetico si crea solo quando viene applicata una tensione. Quando la corrente viene disattivata, l'elettromagnete si trasforma in un normale fascio di fili.

Pertanto, nel caso di un motore asincrono, è sufficiente scollegare l'avvolgimento dalla fonte di alimentazione.che avrebbe smesso di resistere. L'indubbio vantaggio di questa soluzione è la semplicità del design, perché tutto viene fatto utilizzando l'elettronica. Tuttavia, lo svantaggio è la minore efficienza dei motori a induzione e il fatto che viene creata una certa resistenza dal cambio a maglia rigida e dal motore stesso.

Come abbiamo già accennato, i motori a induzione sono più spesso utilizzati sull'asse anteriore, quindi il loro ruolo principale è quello di aggiungere potenza quando ne hai bisogno e non disturbare quando il ciclista si muove lentamente.

Metodo n. 3: aumenta la batteria in modo discreto

Vale la pena ricordare che l'efficienza dei motori elettrici è molto alta (95 e talvolta 99+ percento). Quindi, anche con azionamento AWD con due motori a magneti permanenti, che sempre trazione integrale (senza contare il recupero), le perdite rispetto alla configurazione con un solo motore saranno relativamente piccole. Ma lo faranno, e l'energia immagazzinata nella batteria è un bene scarso: più la usiamo per guidare, peggiore sarà l'autonomia.

Pertanto, il terzo metodo per aumentare l'autonomia dei veicoli elettrici a trazione integrale con due motori PSM consiste nell'aumentare la capacità della batteria utilizzabile in modo sottile. La capacità complessiva può rimanere la stessa, la capacità utilizzabile può variare, quindi le persone che scelgono tra RWD/FWD e AWD non noteranno necessariamente la differenza a meno che il produttore non lo dica direttamente.

Non sappiamo se il metodo che abbiamo descritto viene utilizzato da qualcuno. Tesla nei nuovi modelli 3 prestazioni offre all'acquirente l'accesso a una capacità della batteria leggermente più utilizzabile, ma qui potrebbe risultare che l'opzione prestazioni (Doppio motore) in termini di autonomia non differiva dalla variante Long Range (Dual Motor).

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