Jak fungují motory in-wheel

Michelin doufá, že jeho systém aktivních kol brzy dohoní automobilky. Michelin North America, Inc.

Většina majitelů aut příliš nemyslí na kola a pneumatiky na svých autech - a kdo je může vinit? Pokud vaše pneumatiky fungují tak, jak mají, nemělo by se o tom přemýšlet. Při výrobě dobré pneumatiky se objevuje značné množství technologie, designu a výzkumu, ale když si někdo kupuje nové pneumatiky, na mysli se obvykle objeví jen dvě věci: Kolik stojí? A jak dlouho vydrží?

Po více než deset let však mnoho výrobců automobilů a pneumatik tvrdě pracuje na změně způsobu, jakým majitelé automobilů přemýšlejí o svých pneumatikách a používají je. Přesněji řečeno, chtějí odebrat napájení vozidla, stejně jako mnoho dalších nedílných součástí fungujícího automobilu, a všechno umístit dovnitř kola. Na základě tohoto popisu pro vás pravděpodobně nepřekvapí, že tyto poněkud nové komponenty se nazývají motory in-wheel. A společnosti jako Michelin doufají, že tato nová technologie způsobí revoluci v budoucnosti dopravy.

Základní princip za vozidlem vybaveným elektromotory ve vozidle je jednoduchý. Spalovací motor, který se obvykle nachází pod kapotou, prostě není nutný. Je nahrazena nejméně dvěma motory umístěnými v náboji kol. Tato kola obsahují nejen brzdové komponenty, ale také všechny funkce, které byly dříve prováděny motorem, převodovkou, spojkou, odpružením a dalšími souvisejícími částmi..

I když je tento koncept teoreticky relativně jednoduchý, motory na kolech představují řadu otázek týkajících se výkonu, funkce a účinnosti. Podíváme se na všechny tyto otázky a další začátky na další stránce.

Obsah

1. Výkon motoru ve vozidle
2. Účinnost motoru ve vozidle
3. Výkon motoru ve vozidle

Protean F 150 EV nemá motor; má však čtyři elektrické motory in-wheel, které by mohly produkovat více než 100 koňských sil na motor (celkem přes 400 hp). Foto s laskavým svolením Protean Electric

Výroba vozidla, které používá elektrické motory ve vozidle, je proces, který je mnohem složitější, než jen vytrhnout motor a pak stlačit elektrické motory do nevyužitého prostoru uvnitř kola. Tento typ elektrického motoru je navržen pro práci na hybridních vozidlech, plně poháněných bateriích a dokonce i na elektrických vozidlech poháněných palivovými články.

Množství energie generované těmito motory se může lišit v závislosti na výrobci a velikosti motoru. Například společnost s názvem Protean Electric představila v roce 2008 vůz Ford F 150 na výstavě SEMA (Special Equipment Market Association). Protean upravil Ford F-150 EV odstraněním motoru V8 a přidáním čtyř elektromotorů do kola náklaďák. Každý ze čtyř motorů Protean Drive je schopen dodávat více než 100 hp, což je celkem 400 hp od všech čtyř motorů - mnohem více, než je tomu u standardního motoru V8. Každý motor vážil pouze 68 liber (31 kilogramů) a získával energii z lithium-iontové baterie o výkonu 42 kWh, která poskytla kamionu před dobitím dosah 100 kilometrů (161 kilometrů)..

Počet motorů ve vozidle, které vozidlo skutečně používá, lze upravit tak, aby splňoval požadavky na vozidlo. Například ve většině případů budou dva motory dodávat dostatečný výkon; pokud však mluvíte o vozidle s pohonem všech kol (AWD) - buď o terénním vozidle, nebo o výkonném vozidle - samozřejmě by to vyžadovalo čtyři motory ve vozidle.

Dále se podívejme na systém aktivních kol Michelin, abychom lépe porozuměli tomu, jak tato technologie funguje.

Systém aktivních kol Michelin obsahuje nejen elektrický motor, který skutečně řídí kolo, ale také brzdový systém a aktivní systém odpružení. Michelin North America, Inc.

V závislosti na výrobci může motor ve vozidle obsahovat různé komponenty, ale většina má stejné základní díly. Jako náš příklad používáme systém aktivních kol Michelin.

Vnější část motoru in-wheel má ve srovnání se standardním kolem velmi malou variabilitu. Jakmile je však kolo vyjmuto z vozidla, jsou odkryty hlavní prvky elektrického motoru ve vozidle. Tato relativně malá oblast obsahuje brzdový systém, aktivní systém odpružení a elektrický motor, který skutečně řídí kolo. Systém aktivního odpružení in-wheel je elektricky ovládaný systém, který může reagovat za pouhé 3/1 000 sekundy za účelem automatické korekce sklonu a valivých pohybů.

Některé konstrukce motorů in-wheel nabízejí také to, co se nazývá regenerativní brzdění. To znamená, že systém při brzdění zachycuje část své vlastní kinetické energie a odešle ji zpět k nabití baterie. Některé hybridy, jako jsou Toyota Prius a Tesla Roadster, již obsahují tuto technologii regeneračního brzdění, která automobilům poskytuje delší dojezd.

Jednou z největších výhod elektromotorů ve vozidle je skutečnost, že výkon jde přímo z motoru přímo na kolo. Snížení vzdálenosti, kterou výkon projde, zvyšuje účinnost motoru. Například za jízdních podmínek ve městě může motor s vnitřním spalováním běžet pouze s účinností 20 procent, což znamená, že většina jeho energie se ztrácí nebo plýtvá mechanickými metodami používanými k získání energie na kola. Elektrický motor in-wheel ve stejném prostředí je údajně provozován s účinností přibližně 90 procent [zdroj: Lepisto].

Zní to docela dobře, že? Pokračujte ve čtení a zjistěte, jak elektrický motor ve vozidle neobětuje energii a zároveň zvyšuje účinnost.

Koncept Mitsubishi CT využívá hybridní pohonnou jednotku Mitsubishi In-wheel Electric Vehicle (MIEV), která v každém ze čtyř kol vozidla používá elektrický motor. Foto AP / Paul Sancya

Dosud jsme se dozvěděli, že kombinace několika motorů ve vozidle může vydat více než 600 koňských sil a že mohou při brzdění dostávat svou vlastní energii, ale co okamžitá síla, která je někdy u kol vyžadována? Jinými slovy, poskytují tyto elektrické motory ve vozidle dostatečný točivý moment pro každou aplikaci? Koneckonců, točivý moment hraje důležitou roli v době a výkonu odezvy jakéhokoli automobilu, že??

Ve vozidle vybaveném elektromotory ve vozidle je k dispozici dostatek točivého momentu - ve skutečnosti téměř okamžitě. Elektrické motory produkují velké množství točivého momentu, a protože tato síla je přenášena přímo na kolo, při přenosu se ztratí jen velmi málo. Každé kolo může být vybaveno senzory pro určení toho, jak velký točivý moment je vyžadován v daném okamžiku. Podobné systémy existují v automobilech na silnici nyní, ale doby odezvy jsou mírně pomalejší kvůli počtu zapojených součástí a složitějším elektrickým komunikačním cestám.

U vozidla vybaveného elektromotory ve vozidle je uvnitř samotného kola umístěno několik hlavních systémů. Je tedy jen rozumné, že mnohé ze základních součástí tradičního automobilu lze odstranit. Na začátku tohoto článku jsme zmínili, že motor, převodovka, spojka, zavěšení a další související části mohou být na vozidlech vybavených elektromotory ve vozidle odstraněny, protože součásti všech kol zvládají všechny tyto funkce. Tato náhrada mechanických funkcí elektrickými funkcemi se často označuje jako technologie by-wire -- například pohon po dráze nebo brzda po dráze.

Eliminace motoru umožňuje přidat do vozidla konstrukční a konstrukční vylepšení. K dnešnímu dni bylo testování elektrického motorového systému ve vozidle prováděno mnoha výrobci automobilů a technologických společností, včetně Venturi Corporation v Monaku, pro použití v jeho koncepčním vozidle Volage, ale otázky spolehlivosti, trvanlivosti a bezpečnosti je obtížné nahlásit, aniž by byly rozšířeny. využití systému.

Další informace o elektromotorech in-wheel ao společnostech vyvíjejících a testujících tuto technologii naleznete na odkazech na následující stránce.

Související články

• Jak fungují palivové články
• Jak funguje regenerativní brzdění
• Jak fungují pneumatiky
• Jak elektrická auta fungují
• Jak fungují automobilové motory
• Jak funguje Hybridní systém GMs

Další skvělé odkazy

• Michelin USA
• Hi-Pa Drive F-150

Prameny

• Doggett, Scott. "Michelin komercializuje aktivní kolo; technologie se objeví v autech 2010." Edmunds.com. 1. prosince 2008. (10. března 2009) http://blogs.edmunds.com/greencaradvisor/Manufacturers/heuliez/
• Časopis Eureka. "Vytvářím pouzdro pro bezkartáčová kola." Září 2008. (10. března 2009) http://www.pmlflightlink.com/pdfs/eureka.pdf
• Garrett, Jerry. "Výstava pro výkon Red-Hot se změní na zelenou." The New York Times. 6. listopadu 2008. (10. března 2009) http://www.nytimes.com/2008/11/09/automobiles/09SEMA.html
• GreenCar.com. „Mohly by být motory in-Wheel další velkou věcí?“ 1. října 2007. (11. března 2009) http://www.greencar.com/articles/could-wheel-motors-next-big-thing.php
• Lepisto, Christine. "Michelin představuje aktivní kolo v cenově dostupném elektrickém autě." TreeHugger.com. 30. listopadu 2008. (9. března 2009) http://www.treehugger.com/files/2008/11/active-wheel-affordable-electric-car.php
• Michelin. "Michelin Active Wheel." 2. října 2008. (4. března 2009) http://www.michelin.com/corporate/actualites/en/document.DocumentRepositoryServlet?codeDocument=7735&codeRepository=MICHCORP&codeRubrique=salonauto2008