มอเตอร์สองตัวในรถยนต์ไฟฟ้า - ผู้ผลิตใช้กลอุบายอะไรเพื่อเพิ่มระยะ? [คำอธิบาย]

ยานพาหนะไฟฟ้ามีหนึ่ง สอง สาม และบางครั้งสี่มอเตอร์ จากมุมมองทางเศรษฐกิจ เครื่องยนต์เดียวคือตัวเลือกที่ดีที่สุด แต่บางคนรู้สึกมั่นใจมากขึ้นเมื่อมีระบบขับเคลื่อนสี่ล้อ แต่คุณจะรักษาสมดุลระหว่างความเชื่อมั่นที่ AWD มอบให้กับการใช้พลังงานต่ำได้อย่างไร ผู้ผลิตมีหลายวิธีในการทำเช่นนี้

ไดรฟ์หลายมอเตอร์ในระบบไฟฟ้า รถยนต์ลดการใช้พลังงานได้อย่างไร?

สารบัญ

• ไดรฟ์หลายมอเตอร์ในระบบไฟฟ้า รถยนต์ลดการใช้พลังงานได้อย่างไร?
  • วิธีที่ # 1: ใช้คลัตช์ (เช่น แพลตฟอร์ม Hyundai E-GMP: Hyundai Ioniq 5, Kia EV6)
  • วิธีที่ # 2: ใช้มอเตอร์เหนี่ยวนำอย่างน้อยหนึ่งแกน (เช่น Tesle Model S / X Raven, Volkswagen MEB)
  • วิธีที่ # 3: เพิ่มแบตเตอรี่อย่างสุขุม

เริ่มจากจุดเริ่มต้น - ไดรฟ์แบบแกนเดียว เครื่องยนต์ตั้งอยู่ที่เพลาหน้า (FWD) หรือเพลาหลัง (RWD) ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับการตัดสินใจของผู้ผลิต ขับเคลื่อนล้อหน้า ในแง่หนึ่ง นี่เป็นการออกจากรถยนต์เครื่องยนต์สันดาป: เมื่อหลายสิบปีก่อนเชื่อกันว่าให้ความปลอดภัยที่ดีขึ้น ซึ่งเป็นสาเหตุที่ช่างไฟฟ้าในยุคแรกๆ ส่วนใหญ่ใช้ระบบขับเคลื่อนล้อหน้า จนถึงวันนี้ เป็นโซลูชันพื้นฐานใน Nissan และ Renault (แพลตฟอร์ม Leaf, Zoe, CMF-EV) และรุ่นที่มีการดัดแปลงของรถยนต์สันดาปภายใน (เช่น VW e-Golf, Mercedes EQA)

Tesla ละทิ้งแนวทางขับเคลื่อนล้อหน้าตั้งแต่เริ่มต้น และ BMW กับ i3 และ Volkswagen กับแพลตฟอร์ม MEB ซึ่งการแก้ปัญหาเบื้องต้นคือ เครื่องยนต์ตั้งอยู่บนเพลาล้อหลัง... นี่เป็นเรื่องที่น่ากังวลสำหรับผู้ขับขี่หลาย ๆ คนเนื่องจากรถยนต์ที่ใช้ระบบขับเคลื่อนล้อหน้าแบบสันดาปภายในนั้นปลอดภัยกว่าในสถานการณ์ใกล้กับประตู แต่สำหรับมอเตอร์ไฟฟ้า ไม่มีอะไรต้องกังวลมากนัก ระบบไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์เร็วกว่าระบบกลไกในเครื่องยนต์สันดาปเฉื่อยมาก

พูดง่ายๆ ก็คือ มอเตอร์หนึ่งตัวคือสายไฟแรงสูงหนึ่งชุด อินเวอร์เตอร์หนึ่งตัว ระบบควบคุมหนึ่งตัว ยิ่งมีองค์ประกอบในระบบน้อยเท่าไร การสูญเสียทั้งหมดก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น เพราะ โดยหลักการแล้ว รถยนต์ไฟฟ้าแบบเครื่องยนต์เดียวจะประหยัดกว่ารถยนต์ที่มีเครื่องยนต์สองเครื่องยนต์ขึ้นไปที่เราเขียนไว้ตอนต้น

นอกจากคนขับแล้ว เขาชอบขับเคลื่อนสี่ล้อด้วย บางคนซื้อมันเพื่อประสิทธิภาพที่ดีกว่า บางคนก็เพราะรู้สึกปลอดภัยกับมันมากกว่า และบางคนก็ซื้อมันมาเพื่อประสิทธิภาพที่ดีกว่า บางคนก็เพราะพวกเขาขับในสภาพถนนออฟโรดที่ยากลำบากเป็นประจำ มอเตอร์ไฟฟ้าทำให้วิศวกรผิดหวัง: แทนที่จะมีขนาดใหญ่ ร้อน และสั่นไหว เรามีการออกแบบที่กะทัดรัดและเพรียวบางที่สามารถเพิ่มลงในเพลาที่สองได้ จะทำอย่างไรในสถานการณ์เช่นนี้เพื่อไม่ให้หักโหมกับการใช้พลังงานและรับประกันเจ้าของช่วงที่เหมาะสม? อย่างชัดเจน: คุณต้องดับเครื่องยนต์ให้มากที่สุด

แต่จะทำอย่างไร?

วิธีที่ # 1: ใช้คลัตช์ (เช่น แพลตฟอร์ม Hyundai E-GMP: Hyundai Ioniq 5, Kia EV6)

มอเตอร์มีสองประเภทที่ใช้ในยานพาหนะไฟฟ้า: มอเตอร์เหนี่ยวนำ (มอเตอร์อะซิงโครนัส, ASM) หรือมอเตอร์แม่เหล็กถาวร (PSM) มอเตอร์แม่เหล็กถาวรนั้นประหยัดกว่า ดังนั้นการใช้งานจึงสมเหตุสมผลในทุกช่วงที่สำคัญ แต่ก็มีข้อเสียที่สำคัญเช่นกัน คือ ไม่สามารถปิดแม่เหล็กถาวรได้ สร้างสนามแม่เหล็ก ไม่ว่าเราจะชอบหรือไม่ก็ตาม

เนื่องจากล้อเชื่อมต่อกับเครื่องยนต์อย่างแน่นหนาด้วยเพลาและเกียร์ การขับขี่แต่ละครั้งจะส่งผลให้เกิดกระแสไฟฟ้า จากแบตเตอรี่ไปยังเครื่องยนต์ (การเคลื่อนที่ของยานพาหนะ) หรือจากเครื่องยนต์ไปยังแบตเตอรี่ (การพักฟื้น) ดังนั้น หากเราใช้มอเตอร์แม่เหล็กถาวรตัวเดียวในแต่ละเพลา อาจเกิดสถานการณ์ที่ตัวหนึ่งจะขับล้อและอีกตัวหนึ่งจะเบรกรถ เพราะมันจะเปลี่ยนพลังงานกลเป็นไฟฟ้า นี่เป็นสถานการณ์ที่ไม่พึงปรารถนาอย่างยิ่ง

ฮุนไดได้แก้ไขปัญหานี้แล้ว โดยใช้คลัตช์แบบกลไกที่เพลาหน้า... การทำงานของมันเป็นไปโดยอัตโนมัติอย่างสมบูรณ์ เช่นเดียวกับระบบ Haldex ในรถยนต์สันดาป: เมื่อผู้ขับขี่ต้องการกำลังมากขึ้น คลัตช์จะถูกล็อคและเครื่องยนต์ทั้งสองจะเร่งความเร็ว (หรือเบรก?) รถ เมื่อคนขับขับรถอย่างเงียบ ๆ คลัตช์จะแยกเครื่องยนต์ด้านหน้าออกจากล้อ ดังนั้นจึงไม่มีปัญหากับการเบรก

ข้อได้เปรียบหลักของคลัตช์คือความเป็นไปได้ในการใช้เครื่องยนต์ PSM ที่ประหยัดกว่าทั้งสองเพลา ข้อเสียคือการนำองค์ประกอบเชิงกลอื่นเข้ามาในระบบ ซึ่งต้องทนต่อแรงบิดสูงและตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว ด้วยวิธีนี้ชิ้นส่วนจะค่อยๆ สึกหรอ และแม้ว่าการออกแบบจะดูค่อนข้างเรียบง่าย แต่ระดับการยึดเกาะกับระบบขับเคลื่อนทำให้เปลี่ยนได้ยาก

วิธีที่ # 2: ใช้มอเตอร์เหนี่ยวนำอย่างน้อยหนึ่งแกน (เช่น Tesle Model S / X Raven, Volkswagen MEB)

วิธีที่ 2 ถูกใช้เป็นเวลานานและบ่อยขึ้น ตั้งแต่แรกเริ่มซึ่งปรากฏใน Tesla Model S และ X ตอนนี้เราสามารถพบมันได้ท่ามกลาง Volkswagen อื่นๆ บนแพลตฟอร์ม MEB รวมถึง VW ID.4 GTX มันอยู่ในความจริงที่ว่า มอเตอร์แบบอะซิงโครนัสที่มีแม่เหล็กไฟฟ้าติดตั้งอยู่บนเพลาทั้งสอง (รุ่นเทสลารุ่นเก่า) หรืออย่างน้อยบนเพลาหน้า (MEB AWD, Tesle S / X จากรุ่น Raven)... เราทุกคนรู้หลักการทำงานของแม่เหล็กไฟฟ้าตั้งแต่ชั้นประถมศึกษา: สนามแม่เหล็กจะถูกสร้างขึ้นก็ต่อเมื่อแรงดันไฟฟ้าถูกใช้เท่านั้น เมื่อกระแสไฟดับลง แม่เหล็กไฟฟ้าจะเปลี่ยนเป็นมัดสายไฟแบบธรรมดา

ดังนั้นในกรณีของมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสก็เพียงพอที่จะถอดขดลวดออกจากแหล่งพลังงานว่าเขาจะหยุดต่อต้าน ข้อได้เปรียบที่ไม่อาจปฏิเสธได้ของโซลูชันนี้คือความเรียบง่ายของการออกแบบ เนื่องจากทุกอย่างทำโดยใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ อย่างไรก็ตาม ข้อเสียคือประสิทธิภาพที่ต่ำกว่าของมอเตอร์เหนี่ยวนำ และความจริงที่ว่าความต้านทานบางอย่างถูกสร้างขึ้นโดยกระปุกเกียร์แบบตาข่ายและตัวมอเตอร์เอง

ดังที่เราได้กล่าวไปแล้ว มอเตอร์แบบเหนี่ยวนำมักจะใช้กับเพลาหน้า ดังนั้น หน้าที่หลักของมอเตอร์คือการเพิ่มกำลังเมื่อคุณต้องการและไม่รบกวนเมื่อผู้ขี่เคลื่อนที่ช้าๆ

วิธีที่ # 3: เพิ่มแบตเตอรี่อย่างสุขุม

เป็นสิ่งที่ควรค่าแก่การจดจำว่าประสิทธิภาพของมอเตอร์ไฟฟ้านั้นสูงมาก (95 และบางครั้ง 99+ เปอร์เซ็นต์) ดังนั้น แม้กระทั่งกับไดรฟ์ AWD ที่มีมอเตอร์แม่เหล็กถาวรสองตัว ซึ่ง เสมอ ขับเคลื่อนล้อ (ไม่นับการพักฟื้น) การสูญเสียที่เกี่ยวข้องกับการกำหนดค่าด้วยเครื่องยนต์เดียวจะค่อนข้างน้อย แต่พวกเขาจะทำเช่นนั้น และพลังงานที่เก็บไว้ในแบตเตอรี่นั้นเป็นสินค้าที่หายาก ยิ่งเราใช้มันในการขับขี่มากเท่าไร ระยะทางก็จะยิ่งแย่ลงเท่านั้น

ดังนั้น วิธีที่สามในการเพิ่มระยะของรถยนต์ขับเคลื่อนสี่ล้อไฟฟ้าด้วยมอเตอร์ PSM สองตัวคือการเพิ่มความจุของแบตเตอรี่ที่ใช้งานได้ด้วยวิธีที่ละเอียดอ่อน ความจุโดยรวมอาจเท่าเดิม ความจุที่ใช้งานได้อาจแตกต่างกันไป ดังนั้นผู้ที่เลือกระหว่าง RWD/FWD และ AWD จึงไม่จำเป็นต้องสังเกตเห็นความแตกต่าง เว้นแต่ผู้ผลิตจะระบุไว้โดยตรง

เราไม่ทราบว่าวิธีการที่เราอธิบายนั้นถูกใช้โดยใครก็ตาม เทสลาใน 3 โมเดลประสิทธิภาพใหม่ช่วยให้ผู้ซื้อเข้าถึงความจุของแบตเตอรี่ที่ใช้งานได้มากขึ้นเล็กน้อย แต่ที่นี่อาจกลายเป็นตัวเลือกประสิทธิภาพ (มอเตอร์คู่) ในแง่ของระยะไม่แตกต่างจากตัวแปรระยะยาว (Dual Motor)

สิ่งนี้อาจสนใจคุณ: