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

Související články:

Elektromotor s axiálním magnetickým tokem – Revoluce ve světě elektromobilů?

Hybridní Technika MG – Elektrifikace z rozumu

Mahle Cam-In-Cam – Možná jednou...



Emil Frey Select

Toyota ProAce 1.5D4-D,CZ,Active,L2

59 839 km, r. 2023

419.900,- Kč

Peugeot 308 1.2PuraTech,CZ,Allure

131 153 km, r. 2022

399.900,- Kč

Opel Movano 2.2BlueHDi,121kW,L4H3,MAN6

42 420 km, r. 2023

599.900,- Kč

Newsletter

Přejete si odebírat newsletter?



Test

Honda Civic e:HEV – Hybrid, co chytne za srdce

Lukáš Dittrich 15.06.2023 06:09

Honda Civic e:HEV Advance

Čerstvý držitel titulu Auto roku v ČR porotce zaujal především zajímavou technikou a naladěním... >>

Více



Technika

Porsche T-Hybrid (9A3B6) – Turbohybrid

Petr Hanke 16.07.2024 13:32

Uspořádání hybridní hnací soustavy Porsche 911 Carrera GTS. Akumulátor o hmotnosti 27 kg je umístěn vpředu

Porsche elektrifikovalo šestiválcový boxer pro model 911. Zatímco z pohledu marketingu byla... >>

Více



Další články

  • Praga Lady (2. díl) – Oblá elegance

    Oblá elegance. Pouhé dva roky po uvedení na trh prošla Praga Lady výraznou... >>

  • Praga Lady (1. díl) – Dáma střední třídy

    Dáma střední třídy. V polovině října 1935 slavila premiéru na pražském... >>

  • Villa d’Este: studie a prototypy – Jarní pučení v Como

    Jarní pučení v Como. Jarní vrchol světových soutěží elegance (Villa d’Este) a... >>

  • Legendy 2025 – Hvězda v hlavní roli

    Hvězda v hlavní roli. Pražské Výstaviště v Holešovicích opět ožilo... >>

  • Rétromobile 2025 – Ještě větší

    Ještě větší. Letošní, v pořadí 49. ročník salonu klasických automobilů překonal... >>

  • Ferrari 296 GT3 EVO – Do rozvířeného vzduchu

    Ferrari upravilo svého zástupce kategorie GT3, model 296 GT3, který dostal... >>

  • Hybridní Technika MG – Elektrifikace z rozumu

    Elektrifikace z rozumu. Značka MG má ve své nabídce jak vozy poháněné pouze... >>

  • BMW M Day 2025 – 400x M

    Autodrom Most hostil koncem března devátý ročník největšího srazu vozů BMW M ve... >>


Nejčtenější články

  • Suzuki Swift – S lehkostí

    Suzuki Swift se drží svého typického přístupu, spočívajícího v kombinaci... >>

  • Volkswagen Touareg R-Line – Z vyšších sfér

    I po sedmi letech výroby zůstává Touareg nejlepším Volkswagenem. Jde o skutečně... >>

  • BYD Seal 5 DM-i – Čas na zamyšlení

    Čas na zamyšlení. BYD u nás koncem června představil sedan Seal 5 DM-i, jenž se... >>

  • ŠKODA FABIA 1.0 TSI 70 KW – Důstojný nástupce

    Také Škoda Fabia vyměnila motor 1.2 TSI za nový přeplňovaný tříválec. Kompaktní... >>

  • BMW Tech Day 2025 – 300 km za 10 min

    Titulek tohoto článku je pouze jedním z příslibů chystané nové generace... >>

  • Hyundai i30 – Inovovaný bestseller

    › Bohatší výbava› Více bezpečnosti› Široká nabídka variant› Bezkonkurenční... >>

  • Legendy 2025 – Hvězda v hlavní roli

    Hvězda v hlavní roli. Pražské Výstaviště v Holešovicích opět ožilo... >>




Menu

  • Novinky |
  • Testy |
    • Představujeme
    • Svezli jsme se
    • Náš test
  • Články |
    • Historie
    • Technika
    • Pro řidiče
    • Motorsport
    • Magazín
    • Fotogalerie
    • Listárna
  • Speciály |
    • SPECIÁL ŠKODA 130 let
  • Tiskové zprávy |
  • Časopisy |
    • Automobil Revue
    • Trucker
    • Doprava a silnice
  • Bazar |
  • Newsletter |
  • Novinky |
  • Testy |
  • Historie |
  • Pro řidiče |
  • Speciály |
  • Škoda 130 let |

Newsletter
Předplatné
O nás

Vyhledávání


Automobil Revue

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

Všechna práva vyhrazena © | 2011 - 2025 Redakce Automotorevue | Mapa stránek | Redakce stránek | Napište nám | Předplatné | RSS | GDPR | CMP | Autoři
design by skop | system by SABRE |