image/svg+xml

Automobil Revue

Technika

Elektromotor Mahle – Elektrická budoucnost

Petr Horák 21.02.2022 12:54

Napětí se na rotor přenáší přes dvojici vinutí oddělenou vzduchovou mezerou. V praxi existují dvě možnosti uspořádání, a sice radiální a axiální

Společnost Mahle, která před sto lety zahájila svoji činnost výrobou pístů pro spalovací motory, vyvíjí synchronní elektromotor bez permanentních magnetů s indukčním přenosem elektřiny do rotoru.

Synchronní elektromotory se ukazují jako výhodnější pro potřeby osobních automobilů. Většinově se ale používá typ s permanentními magnety, protože je na rozdíl od typu s vinutím na rotoru díky absenci choulostivého přenosu napětí ze statoru na rotor spolehlivější. Společnost Mahle ovšem přišla se zajímavým řešením. Elektrickou energii dokáže dostat na rotor pomocí indukce.

Elektromotor Mahle je navržen tak, aby bylo možné jednoduše měnit jeho výkonové parametry. O tento nový typ elektromotoru se zajímají všichni velcí výrobci. Sériově by se měl začít vyrábět nejpozději v roce 2025

Ve čtvrtém letošním vydání jsme podrobněji popsali jednotlivé typy elektromotorů. V současné produkci elektromobilů jednoznačně převažují synchronní elektromotory, které se dále dělí do dvou skupin: s vinutím na rotoru a s permanentními magnety. První jmenované provedení není příliš využívané. Kromě Renaultu Zoe ho z velkých automobilek nasazuje pouze BMW. Obrovskou výhodou tohoto řešení je absence vzácných kovů používaných pro permanentní magnety, což znamená nižší pořizovací cenu a v konečném důsledku také menší ekologickou zátěž i závislost na dodavatelích těchto materiálů. Těch totiž není mnoho. Podle informací společnosti Mahle v současnosti pochází na 83 % světové produkce materiálů potřebných pro permanentní magnety z Číny. Zároveň platí, že je v současnosti recyklováno jen méně než jedno procento vzácných kovů typu neodymu.

Jenže elektromotory s permanentními magnety také mají svou velkou výhodu. Nemusejí vytvářet točivé magnetické pole na rotoru pomocí elektrického napětí, ale spoléhají se na magnety. Právě přenos elektrické energie na rotor, umožňující například u elektromotoru BMW dosáhnout otáček až 17 000 min-1, představuje problém. Je potřeba využít různé sběrné kroužky a kartáče. Vždy se proto dostává v určité míře do hry tření a kde je tření, tam vzniká opotřebení a odpor. Dalším problémem je fakt, že elektrické buzení přenesené na rotor odpovídá jednomu až třem procentům výkonu elektromotoru, a tomu musí být přizpůsobena velikost kontaktní plochy mezi kartáči a sběrnými kroužky. S ohledem na opotřebení je vhodné dělat průměr sběrných kroužků co nejmenší, u strojů s dutým hřídelem a větším průměrem je to ale v podstatě nemožné a velikost kroužků je daná. V takovém případě je optimální návrh kontaktní plochy problematický, případně musí docházet k omezení maximálních otáček. Nicméně BMW u svého motoru slibuje řešení, které vydrží po celou dobu životnosti motoru.

Se zajímavým řešením spojujícím dohromady výhody synchronních elektromotorů s permanentními magnety a s vinutím na rotoru přišla společnost Mahle. Ta vyvinula elektromotor pracující s vnějším buzením rotoru, v němž přenos elektrického napětí na rotor je ale zajištěn pomocí indukce, tedy bezkontaktně. Cílem celého vývoje je alternativa k synchronním elektromotorům s permanentními magnety, která nebude dražší než současné elektromotory s vinutím na rotoru. Zatím se pracuje s výkonem až 140 kW, přičemž jako optimum pro použití v automobilech se berou maximální otáčky přesahující hodnotu 20 000 min-1. Celková účinnost nového elektromotoru činí 95 %.

Napětí se na rotor přenáší přes dvojici vinutí oddělenou vzduchovou mezerou. V praxi existují dvě možnosti uspořádání, a sice radiální a axiální

Hlavním prvkem nově vyvíjeného elektromotoru je transformátor zajišťující bezkontaktní přenos elektrické energie ze stacionární na rotující část elektromotoru. Podobně jako například u systému bezdrátového nabíjení telefonů zde existuje dvojice vinutí oddělená vzduchovou mezerou. Pracuje se se dvěma variantami uspořádání, a sice s axiálním a radiálním. Využíván je křehký feritový materiál. Právě kvůli zvýšení odolnosti nemá řešení společnosti Mahle dvě samostatné části, ale celý transformátor je uložen v jednom celku upevněném na statoru. Na pohled se tedy může zdát, že se vůbec netočí. Uvnitř se může otáčet pouze sekundární vinutí transformátoru. S ohledem na maximálně kompaktní konstrukci je otáčející se část vyrobena ve formě planárního (plochého) vinutí na tištěném plošném spoji.

Pro aplikaci indukčního přenosu elektrického napětí bylo nutné upravit také měnič obstarávající přeměnu stejnosměrného proudu dodávaného akumulátorem na proud střídavý. Pro optimální provoz je bezpodmínečné nutné znát aktuální stav rotoru při vysoké vzorkovací frekvenci a s vysokou přesností, a tedy použít vhodný měřicí obvod. Kvůli zjednodušení a zlevnění konstrukce není měřicí obvod umístěný na rotoru zatíženém například vysokými teplotami. Společnost Mahle vyvinula techniku umožňující sledovat stav rotující části elektromotoru prostřednictvím elektroniky umístěné na primární, stacionární straně.

Mahle pracuje na různých variantách, jež by přinesly snížení výrobních nákladů. Například provedení s aktivním chlazením rotoru by umožnilo využít levnější části elektroniky, protože nebude nutné využívat materiály odolné proti vysokým teplotám. Snahou je také omezit počet komponent na rotoru, což na jedné straně opět sníží výrobní náklady, ale současně lze tímto dosáhnout i snížení ztrát. A konečně bude další vývoj zaměřen rovněž na zmenšení rozměrů jako takových, a tudíž na omezení celkové spotřeby materiálu. Při vývoji jsou využívány počítačové simulace, což vývoj zrychluje i zlevňuje.

Společnost Mahle chce dotáhnout tento nový typ elektromotoru do sériové výroby během nadcházejících čtyř let. Podle sdělení představitelů společnosti se o tento nový typ elektromotoru zajímají všichni velcí výrobci.

Převzato z časopisu

Fotogalerie

Vstup do diskuze (0)   Tisk Facebook Twitter



Emil Frey Select

Volkswagen Sharan 2,0 TDI,CZ,1Maj,Highline,DSG

59 178 km, r. 2019

859.900,- Kč

Toyota Corolla 1,6 VVT-i,CZ,1Maj,Comfort,AT

89 829 km, r. 2017

369.899,- Kč

Subaru XV 2,0 e-Boxe,Platinum,NAVI,4x4

5 730 km, r. 2022

899.900,- Kč

Newsletter

Přejete si odebírat newsletter?



Test

Škoda Fabia 1.0 TSI – Mílový skok

Lukáš Dittrich 31.01.2022 07:17

Výrazně širší karoserie dělá z nejnovější ­Fabie už od pohledu mnohem dospělejší vůz. Propracovaná aerodynamika pomáhá k nižší spotřebě paliva

Čtvrtá generace Škody Fabia slibuje kromě jiného mnohem prostornější interiér, větší objem... >>

Více



Technika

Gordon Murray OX – Ox: prostě vůl

Jiří Fiala 14.10.2022 03:33

OX si hravě poradí s hůře sjízdným ­terénem Rwandy

Slovo vůl (anglicky ox) už pro nás pomalu nemá ani pejorativní význam. Živého vola viděl v Česku... >>

Více



Další články

  • Formule FS07 Fighter – Naposledy bez elektriky

    Čeští studenti ČZU loni postavili nový monopost, v mezinárodní inženýrské... >>

  • Plug-in hybridní systémy Range Rover jsou jako pyramida

    Automobilka Jaguar Land Rover přistupuje k elektrifikaci svérázně. Nejnověji... >>

  • 50 let Subaru AWD – Projekt Mijagi

    Pro Subaru je od jeho založení zásadní funkčnost a účelovost. A v duchu tohoto... >>

  • The Most Classic & Histocup – Nová tradice?

    Na Autodromu Most se počátkem října konala velmi příjemná a pestrá akce s vůní... >>

  • Auto e Moto d´Epoca Padova 2022 – Naposledy v Padově

    Největší italská prodejní výstava klasických automobilů se naposledy konala na... >>

  • Novo, Omega, Disk – První automobily z Brna

    V roce 1921 začal Ing. Břetislav Novotný v malé dílně v Brně stavět cyclecar... >>

  • Škoda Fabia RS Rally2 – Pravé RS

    Škoda Motorsport vyvinula nový soutěžní speciál pro skupinu Rally2, postavený... >>

  • Scania Super – Proti všem!

    Po pěti letech vývoje představila vloni Scania svůj typ Super s novým motorem a... >>


Nejčtenější články

  • Mercedes-Benz GLC (X254) – Umění kompaktního luxusu

    Nová generace středně velkého SUV Mercedes-Benz GLC vypadá jako evoluce svého... >>

  • Lexus RX: tři verze, tři charaktery

    Za volanty všech tří v Evropě nabízených verzí Lexusu RX se ukázalo, jak... >>

  • Mercedes-Benz Citan 113 Tourer Pro – Užitečný a komfortní

    Z nabídky tradičních velkoprostorových vozidel mizí další a další hráči.... >>

  • Plug-in hybridní systémy Range Rover jsou jako pyramida

    Automobilka Jaguar Land Rover přistupuje k elektrifikaci svérázně. Nejnověji... >>

  • 50 let Subaru AWD – Projekt Mijagi

    Pro Subaru je od jeho založení zásadní funkčnost a účelovost. A v duchu tohoto... >>

  • Toyota RAV4: hybrid vs. plug-in hybrid – Pro a proti

    Toyota nabízí typ RAV4 nejen s klasickým  hybridním pohonem, ale také v... >>

  • Fiat Ducato Maxi 35-2.3 JTD - Maximální Fiat Ducato

    Denně křižují ulice měst ale i celou republiku v barvách stovek firem... >>




Menu

  • Novinky |
  • Testy |
    • Představujeme
    • Svezli jsme se
    • Náš test
  • Články |
    • Historie
    • Technika
    • Pro řidiče
    • Motorsport
    • Magazín
    • Fotogalerie
    • Listárna
  • Speciály |
  • Tiskové zprávy |
  • Časopisy |
    • Automobil Revue
    • Trucker
    • Doprava a silnice
  • Bazar |
  • Newsletter |
  • Novinky |
  • Testy |
  • Historie |
  • Pro řidiče |
  • Speciály |
  • Truck/bus |

Newsletter
Předplatné
O nás

Vyhledávání


Automobil Revue

Novinky | Testy | Články | Speciály | Tiskové zprávy | Časopisy | Bazar | Newsletter |

Všechna práva vyhrazena © | 2011 - 2023 Redakce Automotorevue | Mapa stránek | Redakce stránek | Napište nám | Předplatné | RSS | GDPR | CMP | Autoři
design by skop | system by SABRE |