GM: Νέοι κινητήρες αξονικής ροής για φθηνότερα EV [video]

Όλα τα BEV όπως και αυτά της GM σήμερα, χρησιμοποιούν κινητήρες ακτινικής ροής. Σε έναν κινητήρα ακτινικής ροής, ένας στάτορας τυλιγμένου χαλκού σε σχήμα ντόνατς κάθεται γύρω από έναν κεντρικό ρότορα. Συχνά ενσωματωμένο με μια σειρά μόνιμων μαγνητών.

Είναι εξαιρετικά συστήματα αποτελεσματικά και κατάλληλα για την εργασία, αλλά έχουν περιορισμούς. Περιγράφει έτσι ένα σύστημα μηχανικής εξασθένησης του πεδίου, το οποίο αυξάνει την ταχύτητα ενός ηλεκτροκινητήρα. Με το κόστος της ροπής, ακριβώς όπως κάνει ένα συμβατικό κιβώτιο ταχυτήτων.

Θα μπορούσε αυτό να σημαίνει μικρότερους και ελαφρύτερους κινητήρες, με πιο χρήσιμη ζώνη ισχύος εάν όντως λειτουργεί. Οι μεγαλύτεροι νικητές θα ήταν τα συμπαγή, φθηνά ηλεκτρικά οχήματα. Η εξασθένηση του πεδίου επιτυγχάνεται συνήθως μέσω πολύπλοκων ελέγχων μετατροπέα.

Ιδιαιτερότητες στη λειτουργία

Αυτός δημιουργεί την περιοχή «σταθερής ισχύος» της καμπύλης εξόδου ενός ηλεκτροκινητήρα. Αν δεν το ξέρατε, σχεδόν όλοι οι κινητήρες μόνιμου μαγνήτη έχουν την ίδια ιπποδύναμη και καμπύλη ροπής. Μόνο σε διάφορα μεγέθη.

Τα συστήματα μηχανικής αποδυνάμωσης πεδίου, καθιστούν πολύ πιο εύκολη την οπτικοποίηση του τρόπου λειτουργίας του. Αυτός είναι ένας κινητήρας ακτινικής ροής τύπου “outrunner” όπου ο ρότορας βρίσκεται έξω από τον στάτορα. Είναι πιο δημοφιλείς σε εφαρμογές άμεσης κίνησης.

Καθώς ο στάτορας τραβιέται πιο μακριά από τον ρότορα, ο μαγνητισμός που προέρχεται από τον στάτορα εξασθενεί σε σχέση με τον ρότορα. Πράγμα που σημαίνει λιγότερη ροπή αλλά και υψηλότερες ταχύτητες κινητήρα.

Ακριβώς όπως η αλλαγή σε δεύτερη ταχύτητα, είναι ένας συμβιβασμός. Για να μεταφέρετε τον κινητήρα (ηλεκτρικό σε αυτήν την περίπτωση) σε μια διαφορετική περιοχή λειτουργίας. Που λειτουργεί καλύτερα για μια συγκεκριμένη κατάσταση.

Γιατί να πάτε μηχανικά εάν το λογισμικό αποδυνάμωσης πεδίου, λειτουργεί χωρίς κινούμενα μέρη; Υπάρχουν απώλειες που σχετίζονται με το να το κάνεις ηλεκτρονικά. Στην Ιαπωνία, για παράδειγμα, οι άνθρωποι ανταγωνίζονται μεταξύ τους στους λεγόμενους αγώνες “Econo Power”. Και πολλά από τα οχήματα χρησιμοποιούν εξασθένηση μηχανικού πεδίου, για να επιτύχουν υψηλή απόδοση.

Η φιλοσοφία των κινητήρων αξονικής ροής

Η μηχανική εξασθένηση του πεδίου, είναι εννοιολογικά πιο απλή να επιτευχθεί με έναν κινητήρα αξονικής ροής. Αν και εξακολουθούν να υπάρχουν σοβαρές προκλήσεις. Οι κινητήρες αξονικής ροής, είναι βασικά δύο δίσκοι αντίθετοι μεταξύ τους με ένα διάκενο αέρα μεταξύ τους.

Όταν είναι ενεργοποιημένα, περιστρέφονται, σίγουρα, αλλά προσπαθούν επίσης να τραβήξουν ο ένας τον άλλον. Είναι μαγνήτες, αυτό κάνουν. Θα ήταν περίεργο αν δεν το έκαναν.

Η δύναμη που προσπαθεί να φέρει κοντά αυτές τις δύο πλάκες σε υψηλές τιμές ροπής, είναι ακραία. Αυτό δεν είναι συνήθως τεράστιο πρόβλημα, επειδή μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα σταθερό ρουλεμάν για να τα κρατήσετε χωριστά.

Όταν θέλετε να κάνετε μηχανική εξασθένιση πεδίου ωστόσο, ο ρότορας ή ο στάτορας πρέπει να κινηθεί αξονικά για να ρυθμίσει το διάκενο αέρα. Αλλά και τα δύο πρέπει επίσης να παραμείνουν εντελώς άκαμπτα, μόλις βρουν μια νέα θέση.

Ευρεσιτεχνία με νόημα

Η GM σχεδιάζει να το κάνει αυτό χρησιμοποιώντας ένα υδραυλικό σύστημα, κάτι που είναι λογικό. Θα χρησιμοποιεί υδραυλικό υγρό, για να μειώσει το διάκενο όταν θέλει περισσότερη ροπή αλλά λιγότερη ταχύτητα. Θα διευρύνει το χάσμα όταν θέλει λιγότερη ροπή αλλά μεγαλύτερη ταχύτητα.

Τα μικρότερα, λιγότερο ισχυρά ηλεκτρικά οχήματα που λειτουργούν σε αρχιτεκτονικές χαμηλότερης τάσης. Θα είναι σε θέση να απομακρύνουν αρκετή ροπή από τη γραμμή και στη συνέχεια να διευρύνουν το διάκενο αέρα. Για να επιτύχουν ταχύτητες αυτοκινητόδρομου.

Οι μικρότεροι και ελαφρύτεροι κινητήρες θα ήταν πολύ πιο χρήσιμοι λέει η GM. Η διαθέσιμη ροπή μειώνεται, αλλά το εύρος στο οποίο μπορεί να εφαρμοστεί μεγαλώνει.