De 4 hoofdtypen elektromotoren die in EV's worden gebruikt: Mijn eenvoudige gids

Elektrische voertuigen zijn zo stil en snel. Ze leken me ook heel eenvoudig. Het soort motor in een elektrisch voertuig is als het hart van de auto. Het beïnvloedt hoe de auto rijdt, de afstand die hij kan afleggen en zelfs de prijs. Ik heb deze motoren vele uren bestudeerd. Nu wil ik je vertellen wat ik heb geleerd. In dit artikel worden de vier belangrijkste soorten elektromotoren in elektrische voertuigen uitgelegd. Je komt te weten wat er speciaal is aan elke motor. Na het lezen zul je je elektrische voertuig veel beter begrijpen.

Wat is een elektrische motor en waarom is hij belangrijk in een voertuig?

Laten we beginnen met de simpele feiten. Een elektromotor is een apparaat. Hij gebruikt elektriciteit om beweging te creëren. In een elektrisch voertuig zorgt deze beweging ervoor dat de wielen draaien. Het neemt de plaats in van de verbrandingsmotor die je vindt in auto's die op gas rijden. Een elektromotor is anders dan een gasmotor. Hij geeft je direct koppel. Dit betekent dat zodra je het pedaal indrukt, de auto meteen versnelt.

Het soort motor in een elektrisch voertuig is erg belangrijk. De manier waarop de motor is ontworpen, verandert de efficiëntie van het voertuig. Het verandert ook het vermogen en het gewicht. Sommige motoren zijn erg goed in het leveren van veel vermogen. Andere motoren zijn gemaakt om heel efficiënt te zijn. Hierdoor kan de auto een langere afstand afleggen op één acculading. Het soort motor dat je kiest, beïnvloedt hoe het voelt om met de auto te rijden. Als je de verschillende soorten elektromotoren begrijpt, weet je waarom het ene voertuig zo anders kan aanvoelen dan het andere. De motor is het belangrijkste onderdeel van het systeem dat de auto voortbeweegt.

Worden borstelgelijkstroommotoren nog steeds gebruikt in elektrische voertuigen?

Lang geleden speelde ik met elektronica. Toen leerde ik over de eenvoudige geborstelde gelijkstroommotor. Dit is een heel oud soort elektromotor. Hij werkt met een onderdeel dat een borstel wordt genoemd. De borstel stuurt stroom naar de rotor en de rotor is het deel dat ronddraait. De rotor heeft spoelen van draad die wikkelingen worden genoemd. Wanneer elektriciteit door deze windingen gaat, creëert het een magnetisch veld. Dit veld duwt tegen de stator, het deel dat niet beweegt. Deze duw zorgt ervoor dat de rotor draait. Een onderdeel dat een commutator wordt genoemd, helpt de rotor om te blijven draaien.

Geborstelde gelijkstroommotoren zijn eenvoudig en het is gemakkelijk om hun snelheid te regelen. Maar ze hebben een groot probleem. De borstel slijt na verloop van tijd. Dit betekent dat je hem moet repareren of vervangen. Daarom zul je deze gelijkstroommotor niet zien in nieuwe elektrische voertuigen van grote autobedrijven. Ze worden soms gebruikt in kleinere, zelfgemaakte EV-projecten of zeer lichte elektrische voertuigen omdat ze niet duur zijn. Maar voor een auto van normaal formaat zijn ze door hun beperkte snelheid en noodzaak tot reparatie een slechte keuze.

Waarom is de Brushless DC Motor een goede keuze?

De borstelloze gelijkstroommotor (of BLDC-motor) is veel beter dan de motor met borstels. Zoals de naam al zegt, heeft deze motor geen borstel. Hij maakt gebruik van slimme elektronica om de richting van het magnetische veld in de stator te veranderen. Hierdoor gaat de motor langer mee en verbruikt hij minder energie. Ik heb gemerkt dat deze motoren een zeer goede optie zijn. Ze hebben minder reparaties nodig omdat ze geen onderdelen hebben die snel slijten. Dit borstelloze ontwerp is een belangrijke eigenschap.

BLDC-motoren hebben een goede vermogensdichtheid. Dit betekent dat ze veel vermogen kunnen opwekken, maar toch klein en licht zijn. Ze geven een goed draaivermogen (koppel) en verspillen niet veel energie. Je vindt deze borstelloze gelijkstroommotor in kleinere elektrische voertuigen zoals scooters, e-bikes en sommige kleine auto's. Door hun eigenschappen zijn ze een goede keuze voor veel toepassingen. Deze bldc-motoren staan bekend om hun goede werking en zijn een populair motortype voor veel dingen.

Hoe werkt de AC inductiemotor?

De AC-inductiemotor is erg sterk en betrouwbaar. Ik was verbaasd toen ik hoorde dat Nikola Tesla dit type motor meer dan een eeuw geleden uitvond. Een inductiemotor is bijzonder. Hij heeft geen permanente magneet op zijn rotor. In plaats daarvan maakt hij gebruik van een ronddraaiend magnetisch veld in de stator. Dit veld creëert een elektrische stroom in de rotor. Deze stroom creëert een tweede magnetisch veld. Wanneer de twee magnetische velden samenwerken, laten ze de rotor draaien.

Dit soort motor staat erom bekend dat hij erg sterk is en lang meegaat. Hij is ook goedkoop om te maken. Omdat hij geen magneten gebruikt, hoeft het bedrijf zich geen zorgen te maken over de hoge prijs van speciale materialen. De bekende Tesla Model S gebruikte een inductiemotor toen hij voor het eerst uitkwam. Deze AC-inductiemotoren zijn erg sterk en kunnen veel koppel leveren. Maar ze kunnen iets meer energie verspillen bij lage snelheden als je ze vergelijkt met andere motortypes. Het eenvoudige ontwerp van de rotor en stator betekent dat ze gemaakt zijn om lang mee te gaan.

Wat maakt synchrone motoren met permanente magneet zo populair?

Tegenwoordig hebben de meeste nieuwe elektrische voertuigen permanent magneet synchrone motoren (PMSM). Ik denk dat dit op dit moment de beste technologie is om een EV vooruit te helpen. Deze synchrone motor heeft sterke permanente magneten op zijn rotor. De stator maakt een draaiend magnetisch veld. De permanente magneet van de rotor volgt dit veld. Hij draait op exact dezelfde snelheid. Daarom noemen we het een synchrone motor.

De belangrijkste reden waarom PMSM's zo geliefd zijn, is omdat ze zeer efficiënt zijn en een hoge vermogensdichtheid hebben. De rotor heeft al een magnetisch veld van zijn permanente magneet. De motor hoeft dus niet meer elektriciteit te gebruiken om er een te maken. Dit maakt de motor zeer goed in het besparen van energie. Dit betekent dat het voertuig een langere afstand kan afleggen. De pmsm-motoren hebben ook een verbazingwekkende koppeldichtheid. Hierdoor levert het voertuig zeer goede prestaties. Veel populaire elektrische voertuigen van merken als Chevrolet, Hyundai en zelfs de nieuwe Tesla-modellen maken gebruik van permanent magneet synchrone motoren.

Is de motor met geschakelde reluctantie een optie voor de toekomst?

De switched reluctance motor (SRM) is een zeer interessante keuze. Ik zie het als een minder bekende optie voor elektrische voertuigen. Net als een inductiemotor heeft een switched reluctance motor geen permanente magneten. De rotor is gewoon een simpel stuk staal met bobbels, zoals tanden. De stator heeft wikkelingen. Een computer stuurt op het juiste moment kleine stroomstootjes naar bepaalde wikkelingen. Hierdoor worden de tanden van de rotor naar het onder spanning staande deel van de stator getrokken. Door deze actie gaat de rotor draaien.

Het beste aan een SRM is dat hij erg goedkoop is en sterk gebouwd. De rotor heeft geen wikkelingen of permanente magneten, wat hem goedkoop en sterk maakt. Maar ze hebben wel wat problemen. SRM's kunnen een probleem hebben met ongelijk koppel. Hierdoor kunnen ze schudden of veel lawaai maken. Om ze soepel te laten werken, heb je slimme en complexe vermogenselektronica nodig. Sommige bedrijven kijken naar de geschakelde reluctantiemotor voor auto's, maar deze is nog niet gebruikelijk in elektrische voertuigen vanwege het lawaai en de moeilijke bediening. Het ontwerp van de srm is eenvoudig, maar de besturing niet.

Hoe vergelijken deze verschillende soorten motoren die in EV's worden gebruikt zich?

Het is nuttig om de verschillende soorten motoren naast elkaar te bekijken. Elk type motor heeft goede en slechte punten. Een autobedrijf moet rekening houden met de kosten, de prestaties en de efficiëntie. Ze moeten een goede balans vinden wanneer ze een motor kiezen voor een nieuw elektrisch voertuig. De keuze van het motortype is erg belangrijk voor het voertuig.

Hier is een eenvoudige tabel om de vier belangrijkste elektromotoren in elektrische voertuigen te vergelijken:

Zoals je kunt zien, geeft de synchrone motor met permanente magneet (PMSM) de beste resultaten voor energiebesparing en vermogen. Maar hij is duurder vanwege de dure materialen voor de permanente magneet. De AC inductiemotor geeft een goede mix van solide prestaties en een lagere prijs.

Welk motortype wordt gebruikt in beroemde elektrische voertuigen?

Het is altijd interessant om te zien wat de grote autobedrijven doen. Als we kijken welke motoren ze gebruiken in hun elektrische voertuigen, kunnen we veel te weten komen over de technologie.

• Tesla Model S/X (vroege modellen): Hij gebruikte meestal een AC-inductiemotor. Ik vond dit interessant omdat het liet zien hoe krachtig en betrouwbaar de motor was.
• Tesla Model 3/Y: Maakt gebruik van permanente magneet synchrone motoren (PMSM's). Deze verandering laat zien dat ze de beste efficiëntie en de langste rijafstand wilden.
• Chevrolet Bolt EV: Deze populaire EV gebruikt een permanent magneet synchrone motor (PMSM) omdat deze een groot vermogen heeft voor zijn grootte en zeer efficiënt is.
• Nissan Leaf: Maakt ook gebruik van een synchrone motor.
• Toyota Prius (Hybride): Maakt gebruik van een soort permanente magneetmotor om de gasmotor te helpen.
• BMW i3: Dit voertuig maakt ook gebruik van een speciaal soort synchroonmotor.

Het patroon dat ik zie is dat meer bedrijven permanente magneetmotoren (PMSM's) gebruiken. Ze doen dit omdat deze motoren beter presteren, vooral omdat bedrijven hard werken om een zo groot mogelijke rijafstand uit hun accu's te halen. Het hoge koppel van PMSM's geeft auto's direct vanaf het begin een hoge snelheid.

Wat is het beste type motor voor een elektrisch voertuig?

Mensen stellen me deze vraag vaak. En het echte antwoord is dit: er is niet één "beste" motor voor alles. De beste soort motor verandert op basis van het hoofddoel van de auto. Als een bedrijf een elektrisch voertuig wil maken dat eenvoudig is en niet veel kost, kan het kijken naar een inductiemotor of misschien later een srm. De lagere kosten van een inductiemotor kunnen het hele voertuig goedkoper maken in aanschaf.

Maar als het de bedoeling is om een auto te maken die de verste afstand kan afleggen en de snelste snelheid kan halen, dan zijn permanentmagneet-synchrone motoren (pmsm) op dit moment de beste keuze. De hoge vermogensdichtheid van een pmsm betekent dat je meer vermogen uit een kleinere en lichtere elektromotor kunt halen. Hierdoor wordt het hele voertuig lichter en kun je beter energie besparen. De "beste" motor is dus een balans tussen prijs, hoe goed hij werkt en hoeveel energie hij bespaart voor een bepaald elektrisch voertuig. De motoren gebruiken verschillende soorten technologie om de auto te laten bewegen.

Wat is de toekomst voor elektrische voertuigmotoren?

Als ik aan de toekomst denk, zie ik veel opwindende nieuwe ideeën voor elektromotortechnologie. Het grootste probleem met de populaire permanente-magneetmotoren is dat ze speciale materialen nodig hebben, zeldzame aardmetalen genaamd, voor de permanente magneet. Deze materialen kunnen veel geld kosten. Het kan ook moeilijk zijn om ze te krijgen. Daarom maken veel bedrijven nieuwe motorontwerpen. Deze ontwerpen gebruiken minder magneten of helemaal geen magneten. Maar ze proberen nog steeds de hoge efficiëntie en het hoge vermogen van een PMSM te behouden.

Misschien zien we ook betere versies van de geschakelde reluctantiemotor (srm). Ze kunnen betere regelsystemen hebben om ze stiller en soepeler te maken. Misschien zien we ook nieuwe soorten synchrone motoren die geen dure magneten nodig hebben om te werken. Het hoofddoel verandert nooit. Het is om de elektromotor kleiner, minder zwaar, minder duur en beter in energiebesparing te maken. Naarmate de batterijen beter worden, zullen de motoren ook beter worden. Dit zal de elektrische voertuigen van de toekomst nog beter maken dan de voertuigen waarin we nu rijden. De motoren zijn een heel belangrijk onderdeel van deze verandering.

Belangrijkste punten om te onthouden

• De elektrische motor is als het hart van een EV. Het gebruikt elektriciteit om beweging te creëren en bepaalt hoe de auto aanvoelt om te rijden.
• Er worden vier soorten elektromotoren gebruikt: Borstelloze gelijkstroom (BLDC), AC-inductie, synchrone permanente magneet (PMSM) en geschakelde reluctantie (SRM).
• Geborstelde gelijkstroommotoren zijn een oud type technologie. Ze worden niet gebruikt in de nieuwe elektrische auto's die je tegenwoordig kunt kopen.
• AC-inductiemotoren zijn sterk, betrouwbaar en kosten niet veel om te maken. Tesla was beroemd omdat hij ze gebruikte.
• Synchrone motoren met permanente magneet (PMSM's) zijn op dit moment de meest gangbare keuze. Ze besparen het meeste energie en geven veel vermogen voor hun grootte. Hierdoor heeft de auto een langere rijafstand en betere prestaties.
• De "beste" motor is voor elke auto anders. Het is een afweging tussen de prijs, hoe goed hij presteert en hoeveel energie hij bespaart.