Электромобили используют разные типы электродвигателей, каждый из которых имеет свои преимущества и особенности. Рассмотрим основные виды и их применение в популярных моделях.
- Асинхронный двигатель (AC Induction Motor)
Устройство:
- Основными компонентами данного типа двигателя являются неподвижный статор, состоящий из сердечника, обмотки и корпуса, и ротор.
- Статор создаёт вращающееся магнитное поле, а ротор, являющийся магнитом, начинает вращаться, «догоняя» это поле. Скорость этого вращения зависит от количества витков обмотки в статоре.
- Не требует постоянных магнитов, поэтому дешевле в производстве.
- Эффективен на высоких скоростях, но менее энергоэффективен в городском режиме.
Асинхронный двигатель получил свое название из-за разницы между скоростью вращения ротора и магнитного поля статора. Ротор всегда вращается медленнее, чем магнитное поле. Разница между этими скоростями называется «скольжением». Чем больше скольжение, тем больше крутящий момент развивает двигатель.
Асинхронные моторы просты в конструкции, надежны и экономичны. Раньше использовались больше, но и на данный момент они довольно распространены.
Где используется:
- Tesla Model S/X (задний привод) – для динамичного разгона.
- Audi e-tron – в двухмоторных установках в передних моторах в сочетании с синхронными моторами.
- Nissan Leaf (1-го и 2-го поколения).
- Синхронный двигатель на постоянных магнитах (PMSM – Permanent Magnet Synchronous Motor)
Устройство:
- Синхронный двигатель также состоит из двух главных компонентов – статора и ротора.
- Конструкция ротора более сложная, он содержит неодимовые магниты, которые синхронно вращаются с полем статора.
- Магниты позволяют иметь большую мощность мотора при его меньших габаритах.
Двигатели PMSM имеют высокий КПД (до 95%), компактность, но дороже асинхронных моторов из-за магнитов из дорогостоящих редкоземельных металлов.
Где используется:
- Tesla Model 3/Y – в передних моторах для экономии заряда.
- BYD – основной тип двигателей в их электромобилях.
- Volkswagen ID.4, Zeekr 001 – в двухмоторных установках для баланса мощности и эффективности.
- Nissan Ariya – включая двухмоторные полноприводные версии.
- Мотор с внешним возбуждением (EESM – Electrically Excited Synchronous Motor)
Устройство:
- Вместо магнитов в роторе используются электромагниты (катушки), что снижает зависимость от редкоземельных металлов.
- Легко регулируется мощность, но сложнее конструкция.
Где используется:
- BMW i4, iX – в двухмоторных установках в качестве заднего мотора для мощности на высоких скоростях (на передней оси – асинхронный двигатель).
- Будущие BMW Neue Klasse – электромоторы EESM Gen6
- Geely (на платформе SEA) – как альтернатива двигателям PMSM.
- Мотор-колесо (In-Wheel Motor)
Устройство:
Двигатель встроен прямо в колесо, что упрощает конструкцию (нет трансмиссии).
Технология пока редко используется из-за дороговизны и сложностей с подвеской и весом.
Где встречается:
- Lordstown Endurance – пикап с мотор-колёсами (компания Lordstown обанкротилась в 2023 году).
- Технология Hyundai In-Wheel e-Corner (в стадии прототипа)
Вывод
В большинстве современных электромобилей используются синхронные электромоторы на постоянных магнитах (PMSM) (из-за высокого КПД), а асинхронные электромоторы могут применяться в качестве второго в двухмоторных полноприводных версиях (для мощности). Электромотор с внешним возбуждением (EESM) набирает популярность как экологичная альтернатива PMSM, но они сложнее в производстве, а мотор-колёса пока остаются нишевой технологией.
