Zaboravite na cilindre, klipove i izduvne gasove – motori za električne automobile izgrađeni su oko skupa delova dizajniranih za pretvaranje električne energije u mehaničku energiju stvaranjem magnetnog polja. Ovo bi ukratko bio odgovor na pitanje kako rade motori za električne automobile! Ali hade da krenemo od početka.
Motori za električne automobile – šta je elektromotor?
Motor za električne automobile radi uz pomoć fizičkog procesa koji je razvijen još krajem 19. veka. Sastoji se od upotrebe struje za stvaranje magnetnog polja na fiksnom delu mašine (stator) čiji pomak pokreće rotirajući deo (rotor).
Kada je automobilska industrija u pitanju, “motor“ se odnosi na mašinu koja energiju pretvara u mehaničku energiju (a time i kretanje). Kod električnih vozila, jer se mehanička energija stvara iz električne energije, rečju “motor“ opisujemo uređaj koji pokreće električno vozilo (odnosno vuču).
Kako motor električnog automobila radi unutar električnog vozila?
Danas se električni motori mogu naći u brojnim svakodnevnim uređajima. Oni koji koriste motore jednosmerne struje (DC) imaju sasvim osnovne funkcije. Motor je povezan direktno sa izvorom energije i brzina njegove rotacije direktno zavisi od jačine struje. Iako su jednostavni za proizvodnju, ovi električni motori ne ispunjavaju zahteve za snagom, pouzdanošću ili veličinom električnog vozila, mada mogu da napajaju brisače, prozore i druge manje mehanizme u automobilu.
- Stator i rotor
Ukoliko želite da razumete kako rade motori za električno vozilo, morate biti upoznati sa fizičkim elementima njegovog elektromotora, dakle, morate razumeti razliku između statora i rotora. Razliku između njih je lako zapamtiti – stator je statičan dok se rotor okreće. U motoru stator koristi energiju za stvaranje magnetnog polja koje zatim okreće rotor.
Pa kako motor radi kada je u pitanju napajanje električnog vozila? Za odgovor na ovo pitanje se moramo osvrnuti na objašnjenje motora koji rade na naizmeničnu struju (AC), koji zahtevaju upotrebu pretvaračkog kola za transformisanje jednosmerne struje (DC) koju napaja baterija.
- Napajanje električnog vozila: naizmenična i jednosmerna struja
Prvo, ako želite da razumete kako rade motori za električne automobile, morate znati razliku između naizmenične i jednosmerne struje. Struja se kroz provodnik kreće na dva načina. Naizmenična struja (AC) opisuje električnu struju u kojoj elektroni periodično menjaju smer. Jednosmerna struja (DC), kako joj i samo ime govori, teče u jednom pravcu.
Baterije u električnim automobilima funkcionišu uz pomoć jednosmerne struje. Međutim, kada je u pitanju glavni motor električnog vozila (koji obezbeđuje vuču vozila), ova jednosmerna energija mora se pretvoriti u naizmeničnu preko pretvarača. Dakle, šta se dešava kada ova energija stigne do motora zavisi od toga da li vozilo koristi sinhroni ili asinhroni motor.
Koje sve vrste elektromotora postoje?
U automobilskoj industriji postoje dve vrste motora naizmenične struje: sinhroni i asinhroni motori. Kada je reč o električnom vozilu, sinhroni i asinhroni motori se razlikuju u snazi, ali ne isključuju jedan drugog, odnosno, jedan nije nužno bolji od drugog.
Asinhroni motor, koji se naziva i indukcioni motor, oslanja se na električni stator da generiše rotirajuće magnetno polje koje vuče rotor. Asinhroni motor se često koristi u električnim vozilima koja se uglavnom koriste za vožnju koja traje duže i koristi jače brzine.
S druge strane, sinhroni motor karakteriše rotor koji aktivno učestvuje u stvaranju magnetnog polja. Njegova brzina rotacije je direktno proporcionalna frekvenciji struje koja napaja motor. To sinhroni motor čini idealnim za gradsku vožnju, koja obično zahteva često zaustavljanje i pokretanje pri malim brzinama.
I sinhroni i asinhroni motori rade obrnuto, što znači da tokom usporavanja mogu pretvoriti mehaničku energiju u električnu. Ovo je princip regenerativnog kočenja koji potiče od alternatora.
Neki sinhroni motori koriste motor sa neprekidnim magnetom za rotor. Ovi stalni magneti ugrađeni su u čelični rotor i stvaraju konstantno magnetno polje. Trajni magnet za elektromotor ima prednost u radu bez napajanja, ali zahteva upotrebu metala ili legura poput neodimijuma ili disprozijuma. Ove legure su feromagnetne, što znači da se mogu magnetizovati da postanu trajni magneti. Koriste se u više industrijskih svrha: od bežičnih alata i slušalica do vučnih motora za određena električna vozila!
U električnom vozilu, motor koji se sastoji od rotora i statora deo je veće jedinice, odnosno celine koja pokreće elektromotor .
U okviru ove jedinice, Power Electronic Controller (PEC) objedinjuje svu elektroniku odgovornu za upravljanje napajanjem motora i punjenje baterije. Uključuje i motor zupčanika, deo odgovoran za podešavanje obrtnog momenta i brzinu rotacije koju motor prenosi na točkove.
Zajedno, svi ovi elementi čine da elektromotor radi glatko i efikasno. A rezultat? Vaš električni automobil je tih, pouzdan i zabavan za vožnju!
