Η ταχύτητα περιστροφής στους κινητήρες, ήταν πάντα ένα σημείο αναφοράς στον κόσμο της αυτοκίνησης. Στους κινητήρες εσωτερικής καύσης, οι στροφές ανά λεπτό (RPM) θεωρούνταν συνώνυμο της τεχνικής τελειότητας και του σπορ χαρακτήρα ενός οχήματος. Η ικανότητα ενός κινητήρα να φτάνει σε υψηλές στροφές, ήταν πάντα ένα μέτρο επιτυχίας, ένα είδος «καρδιακού παλμού» του αυτοκινήτου. Όμως, η έλευση των ηλεκτρικών οχημάτων, άλλαξε τους κανόνες. Οι ηλεκτροκινητήρες, δεν χρειάζονται εκατοντάδες γραμμές κινούμενων μερών για να αποδώσουν υψηλή ισχύ, και οι παραδοσιακές έννοιες των στροφών ανά λεπτό φαίνεται να έχουν χάσει το νόημά τους. Παρ’ όλα αυτά, η ιστορία δεν σταματά εδώ. Στην πραγματικότητα, η τεχνολογία των ηλεκτροκινητήρων, επιστρέφει δυναμικά στο προσκήνιο, θέτοντας νέα ρεκόρ περιστροφής.
Η Κίνα, ειδικά, έχει αναδειχθεί ως πρωτοπόρος σε αυτή την κούρσα υψηλών στροφών. Η GAC παρουσίασε το καλοκαίρι του 2024 το σύστημα Quark Electric Drive 2.0, έναν κινητήρα ικανό να φτάσει τις εντυπωσιακές 30.000 στροφές ανά λεπτό. Λίγους μήνες αργότερα, η BYD ακολούθησε με τη νέα ναυαρχίδα της, το BYD Han L, με αντίστοιχη ικανότητα, ενώ η Xiaomi, συμμετέχει με ένα σύστημα που φτάνει τις 27.200 στροφές ανά λεπτό.
Αλλά γιατί να φτάσουμε σε τέτοιες στροφές; Η απάντηση δεν βρίσκεται μόνο στην τελική ισχύ εξόδου. Ο πραγματικός στόχος είναι η πυκνότητα ισχύος, δηλαδή η ποσότητα ισχύος που μπορεί να παραχθεί ανά κιλό ή λίτρο κινητήρα. Όσο πιο γρήγορα περιστρέφεται ένας κινητήρας, τόσο περισσότερη ισχύς μπορεί να παραχθεί χωρίς αύξηση του όγκου ή του βάρους του κινητήρα. Με δεδομένα του κλάδου, η αύξηση των στροφών από 10.000 σε 20.000 RPM, μπορεί να αυξήσει την πυκνότητα ισχύος κατά περίπου 69%. Προσθέτοντας άλλες 10.000 στροφές, το ποσοστό βελτίωσης φτάνει στο 41%, γεγονός που εξηγεί την εμμονή των κατασκευαστών με αυτή την τεχνολογία.
Για τους οδηγούς, τα πλεονεκτήματα είναι προφανή: ηλεκτρικά αυτοκίνητα με μεγαλύτερη ισχύ, ή μικρότεροι κινητήρες που προσφέρουν την ίδια ισχύ, απελευθερώνοντας χώρο για τον χώρο των επιβατών ή το πορτμπαγκάζ. Για τους κατασκευαστές, τα οφέλη περιλαμβάνουν ελαφρύτερους κινητήρες και χαμηλότερο συνολικό βάρος οχημάτων, με αποτέλεσμα οικονομία σε υλικά και βελτίωση της αποδοτικότητας.
Όμως η τεχνολογία αυτή, δεν έρχεται χωρίς προκλήσεις. Η αύξηση των στροφών σημαίνει αυξημένες ηλεκτρικές απώλειες. Η υψηλότερη συχνότητα του εναλλασσόμενου ρεύματος, αυξάνει την αντίσταση στον χαλκό και στον σίδηρο, απαιτώντας προηγμένα υλικά.
Ο ρότορας αντιμετωπίζει σημαντικές φυγοκεντρικές δυνάμεις, που μπορεί να θέσουν σε κίνδυνο τη δομική του ακεραιότητα. Για την αντιμετώπιση αυτού, οι κατασκευαστές μειώνουν τη διάμετρο του ρότορα, ή τον ενισχύουν με ίνες άνθρακα, δημιουργώντας μια πιο ανθεκτική και ελαφριά δομή.
Η ψύξη είναι επίσης καθοριστική. Οι πιο συμπαγείς και γρήγοροι κινητήρες, παράγουν πολύ θερμότητα σε περιορισμένο χώρο, γεγονός που έχει οδηγήσει στη χρήση άμεσης ψύξης με λάδι, φέρνοντας το ψυκτικό υγρό πιο κοντά στα πιο θερμά σημεία του κινητήρα. Αυτή η λύση, μειώνει ακόμη και την ανάγκη για ξεχωριστό κύκλωμα νερού, απλοποιώντας τη διαδικασία.
Η υψηλή ταχύτητα περιστροφής, επηρεάζει και το κιβώτιο ταχυτήτων. Ο κινητήρας χρειάζεται μεγαλύτερο λόγο μείωσης, για να μεταφέρει την ταχύτητα στους τροχούς, κάτι που αυξάνει την πολυπλοκότητα της μετάδοσης και το κόστος. Η ισορροπία στο σχεδιασμό του κιβωτίου ταχυτήτων είναι κρίσιμη, ώστε να διασφαλίζεται η απόδοση και η αξιοπιστία.
Τέλος, οι στροφές των 30.000 RPM, επιβαρύνουν τα ρουλεμάν. Οποιαδήποτε μικρή ανισορροπία ενισχύεται, ενώ τα φορτία στις βάσεις, αυξάνονται σημαντικά. Εδώ, η χρήση κεραμικών ή υβριδικών ρουλεμάν, προσφέρει μεγαλύτερη αντοχή και διάρκεια ζωής σε αυτές τις ακραίες συνθήκες.
Αν και η τεχνολογία είναι στα χαρτιά βιώσιμη, η εφαρμογή της στην καθημερινή αγορά απαιτεί χρόνο. Η πολυπλοκότητα αυτών των κινητήρων, συνεπάγεται υψηλότερο κόστος ανάπτυξης και παραγωγής, επομένως η ευρεία διάδοση τους, πιθανότατα θα καθυστερήσει. Τα επόμενα χρόνια, τα περισσότερα ηλεκτρικά αυτοκίνητα, θα συνεχίσουν να χρησιμοποιούν κινητήρες με πιο μέτριες στροφές λειτουργίας. Οι κινητήρες εξαιρετικά υψηλής ταχύτητας, θα παραμείνουν προς το παρόν σε μοντέλα υψηλής τεχνολογίας ή θα χρησιμοποιηθούν ως πεδίο πειραματισμού, για τις τεχνολογικές εξελίξεις.
Η υπόσχεση όμως είναι σαφής: περισσότεροι ηλεκτροκινητήρες ισχύος σε λιγότερο χώρο, με λιγότερα υλικά και αυξημένη απόδοση. Το τεχνικό κόστος παραμένει υψηλό, αλλά αν οι λύσεις τελειοποιηθούν, τα 30.000 RPM, μπορεί να γίνουν το νέο πρότυπο στον κλάδο της ηλεκτροκίνησης. Μέχρι τότε, παρακολουθούμε την Κίνα να σπρώχνει τα όρια και να αλλάζει τους κανόνες του παιχνιδιού, ανοίγοντας το δρόμο για μια νέα γενιά ηλεκτροκίνητων οχημάτων, που θα συνδυάζουν ισχύ, απόδοση και τεχνολογικό ενθουσιασμό.
Πηγή: forococheselectricos.com
Ακολουθήστε το Carselectric.gr στο Facebook
Ακολουθήστε το Carselectric.gr στο Google news
