Il 2009 è stato il "primo anno dei veicoli elettrici". Un motore a combustione interna ottiene energia meccanica (potenza di rotazione) attraverso una reazione chimica chiamata combustione, ma un motore converte l'energia elettrica direttamente in energia meccanica. Nel caso di un motore EV (veicolo elettrico), l'elettricità scorre attraverso lo statore fissato alla custodia e il rotore, che è un corpo rotante, riceve l'elettricità come energia di rotazione.
Se osservi la rotazione di un motore in periodi di tempo molto brevi, vedrai che la direzione della forza magnetica sul lato dello statore, dove scorre la corrente, cambia costantemente. Il lato del rotore ripete l'azione di essere "tirato", quindi "separato" e quindi di nuovo "tirato". Questo perché questo metodo è adatto per ottenere il movimento rotatorio. È necessario ruotare solo un lato. In altre parole, lo statore deve essere costituito da un materiale la cui magnetizzazione si inverte quando viene invertita la direzione della corrente (un materiale magnetico dolce), e il rotore deve essere costituito da un materiale la cui magnetizzazione continua a essere mantenuta anche quando la direzione della corrente la corrente cambia (un materiale magnetico duro). materiali) sono richiesti. Per questo motivo i motori utilizzano piastre elettromagnetiche in acciaio per lo statore esterno e magneti permanenti per il rotore rotante.
Motore Stella plug-in Fuji Heavy Industries. Condivide lo stesso design della Mitsubishi i-MiEV, ma le specifiche dettagliate sono diverse. L'involucro Ryobi in alluminio pressofuso è a doppio strato, con passaggi dell'acqua di raffreddamento stampati all'interno. Il know-how comprende anche come inserire l'anima e come colare.
Parte del motore della Nissan Leaf. Come puoi vedere dalle dimensioni del supporto con i bracci estesi da un lato all'altro, il motore, che è un blocco di metallo, è più pesante di quanto sembri. Come per i motori a combustione interna, il motivo per cui è necessario un miglioramento dell'efficienza dell'1% è ridurre il più possibile questo peso.
I motori per veicoli elettrici sono estremamente performanti e costosi. Inoltre, deve essere leggero e altamente efficiente. Secondo i produttori di motori, i motori dei veicoli elettrici hanno “requisiti prestazionali folli”.
Normalmente, i motori vengono spesso utilizzati a una velocità di rotazione quasi costante. La rotazione del motore di un treno cambia quando il treno parte e si ferma, ma l'accelerazione è costante e anche la decelerazione è costante. Le velocità sono specificate tra le stazioni e sono note anche le pendenze. Pertanto è possibile rispondere guidando come programmato. Tuttavia, per i veicoli elettrici che circolano su strade comuni, non esiste un numero prestabilito di giri dopo il numero di secondi successivi all'avviamento. Anche sulla stessa strada il lavoro del motore cambia a seconda della situazione del traffico. Un motore la cui rotazione cambia costantemente non può essere utilizzato nelle normali applicazioni. Ecco perché è pazzesco.
Lo statore è formato impilando molte piastre di acciaio elettromagnetico ultrasottili. Più è sottile, maggiore è la perdita di correnti parassite che può essere soppressa, ma è necessario un certo grado di spessore per mantenere la precisione della forma. Il saldo dipende dal know-how di ciascun produttore di acciaio. (ILLUSTRAZIONE: Toshinao Kumagai)
Per gestire senza problemi questa fluttuazione rotazionale, il lato dello statore deve cambiare istantaneamente la magnetizzazione, ma l'istante successivo una grande forza deve essere trasferita al lato del rotore. Lo statore richiede un materiale altamente efficiente (basse perdite) e la cui magnetizzazione può essere facilmente invertita. Questa è una lamiera di acciaio elettrico, che è un materiale magnetico morbido. Nei veicoli elettrici, lamiere di acciaio elettromagnetico con uno spessore compreso tra {{0}},3 e 0,5 mm vengono impilate per formare una piastra spessa. È per sopprimerlo. Le superfici delle piastre elettriche ultrasottili in acciaio sono rivestite e isolate l'una dall'altra. Questa struttura riduce la perdita di correnti parassite.
D'altra parte, i magneti permanenti vengono utilizzati sul lato del rotore, che riceve corrente e genera forza di rotazione, ma per i veicoli elettrici, che hanno grandi fluttuazioni di rotazione e requisiti severi per "decelerazione improvvisa" e "accelerazione improvvisa", nonché rotazione elevata. e grande coppia. Per quanto riguarda i motori, in primo luogo, i motori a coppia magnetica con magneti disposti attorno al rotore non sono adatti. Per i veicoli ibridi esiste un tipo di coppia magnetica, ma per i veicoli elettrici puri viene utilizzata una combinazione di coppia magnetica e coppia di reattanza, con magneti disposti in modo che il campo magnetico del magnete permanente diventi più forte a intervalli regolari attorno al rotore rivolto verso lo statore superficie. È un tipo di motore.
Potenti magneti in terre rare incorporati nel rotore. Il modo in cui sono disposti influisce sulle prestazioni motorie. Posizionare un magnete vicino alla periferia esterna aumenterà la coppia magnetica, ma questo da solo non è adatto ai veicoli elettrici. I magneti sono disposti diagonalmente per utilizzare la coppia di reattanza (che ha una fase diversa dalla coppia del magnete).
Nella foto sopra, i magneti permanenti verdi sono incorporati nel rotore e il posizionamento di questi magneti è il know-how. Inoltre, i magneti utilizzati sono magneti di terre rare i cui componenti includono neodimio, ferro e boro, che sono i più potenti tra i magneti permanenti. Viene aggiunto anche il disprosio per sopprimere la smagnetizzazione termica, che indebolisce la forza magnetica a causa del calore dell'elevata rotazione. Si dice che l'aggiunta dell'1% di disprosio possa migliorare la smagnetizzazione termica di circa 15 gradi e tali magneti ad alte prestazioni sono essenziali per i motori dei veicoli elettrici.
L'aumento della potenza del motore viene spesso effettuato nei veicoli elettrici, ma un modo per aumentare la potenza con lo stesso motore è aumentare la velocità di rotazione. Tuttavia, se la rotazione viene aumentata, è probabile che si verifichi una smagnetizzazione termica. Inoltre, maggiore è la rotazione, più difficile diventa gestire il piccolo spazio tra rotore e statore. Per le lamiere di acciaio elettromagnetiche è richiesta precisione di lavorazione.
La tecnologia per la produzione in serie di motori ad alte prestazioni è estremamente avanzata. Richiede non solo know-how di progettazione, ma anche aiuto con i materiali. Abbiamo anche bisogno di aiuto con il processo di produzione. Per questo motivo molti produttori di acciaio forniscono lamiere in acciaio elettrico con tecnologia di lavorazione inclusa. In questo modo, le prestazioni del motore sono migliorate notevolmente. L'involucro del motore è realizzato in lega di alluminio, un materiale non magnetico. Anche la progettazione e la lavorazione di queste forme rappresentano un patrimonio di know-how.
