Авто с мотор колесами

Электрическое мотор-колесо для электромобилей мощностью 80 кВт и моментом 1250 Нм

Категорически приветствую всех любителей электрических мотор колёс!

Лично сам я в них не верю, и считаю, что будущего у них нет, но кого это интересует.

В этой статье мы подробно разберём конструкцию электрического мотор-колеса от компании Protean.

Итак, это электрическое мотор-колесо пока проходит тестирование без встроенной в него подвески. Т.е. это просто мотор-колесо без адаптивной системы пневмо-гидравлической компенсации ударов и прочих систем рулёжки. Оно устанавливается в ступицу колеса обычного автомобиля и при этом пока не включает в себя тормозную систему, потому что продукт пока ещё «сырой» и находится на этапе тестирования и совершенства конструкции.

Алюминиевый корпус мотор-колеса — это его вращающаяся часть со шпильками, к которым прикручивается диск с шиной. Также внутри этого мотор-колеса есть ступичный подшипник, а это значит, что оно несёт на себе всю нагрузку и удары.

Технические характеристики мотор-колеса:

Непрерывная мощность 64 кВт (87 л.с.)

Максимальная мощность 80 кВт (109 л.с.)

Максимальная скорость вращения 1600 об/мин. (соответствует максимальной скорости 200 км/ч)

Непрерывный крутящий момент 650 Нм

Пиковый крутящий момент 1250 Нм

Напряжение 400 В

Максимальный ток 300 А

Это значит, что если на обычный автомобиль установить четыре таких мотор-колеса, то его максимальная мощность составит 436 л.с., что по современным меркам вполне конкурентноспособный показатель. А пиковый суммарный момент будет доходить до 5000 Нм, что тоже неплохо. При этом максимальная потребляемая мощность одного мотор-колеса может доходить до 120 кВт при механической мощности 80 кВт, что как бы намекает нам на КПД в 67%.

Статор мотор-колеса с сосредоточенной обмоткой и большим количеством зубов, т.е. у каждого зуба своя катушка меди. А это значит, что в чистом виде это именно BLDC-электродвигатель, а не PMSM. Потому что иначе обмотка была бы распределённая. Это сделано для того, чтобы повысить крутящий момент и подавать на эту обмотку именно трёхфазную «трапецию» с векторным управлением через датчики Холла, а не трёхфазную «синусоиду» с обратной связью от резольвера.

Неодимовые магниты наклеены на стальное ферромагнитное кольцо, которое вставлено во внутреннюю часть вращающегося алюминиевого корпуса. Всё это находится в масле и таким образом эффективно охлаждается. Это масло прокачивается через мотор-колесо, а затем идёт на радиатор с вентилятором. Как можно видеть, неодимовые магниты занимают не весь предоставленный объём внутренней части корпуса. Во второй половине находятся «мозги» мотор-колеса и ступичный подшипник.

К плате контроллера подходят два силовых кабеля с постоянным током от аккумуляторной батареи. Он после ряда преобразований превращается в трёхфазный трапециевидный и подаётся на обмотку статора. Красные колпачки закрывают штуцеры для масляного охлаждения. Также на плату выведены разъёмы управления.

Читайте также:  Подключить тахометр мотор меркурий

Источник

Самые мощные в мире электрические мотор-колёса: куда устанавливаются и как устроены?

Самые мощные электрические мотор-колёса стоят на карьерных самосвалах. Для примера рассмотрим устройство электрической мотор-ступицы карьерного самосвала грузоподъёмностью 130 тонн БелАЗ 75135. Источником электроэнергии на таких самосвалах является тяговый генератор, который приводится во вращение двигателем внутреннего сгорания. Как правило они сделаны в Китае . И эта выработанная электроэнергия запитывает два тяговых электродвигателя на задней оси по одному на каждую спарку колёс.

Эта схема гибридного привода нужна для того, чтобы избавиться от коробки передач. Несмотря на то, что карьерные самосвалы стараются массово переводить на электроприводы переменного тока, кое-где всё ещё можно встретить самосвалы, в которых стоят уже устаревшие коллекторные электродвигатели постоянного тока с последовательным возбуждением. Они вращают двухступенчатый планетарный редуктор, чтобы повысить крутящий момент ведущих колёс и понизить скорость вращения.

На фото можно видеть как раз такой тяговый электродвигатель ЭТП-600. Его подробное описание есть здесь . Его мощность составляет 600 кВт (816 л.с.), соответственно с двух таких электродвигателей мощность самосвала доходит до 1632 л.с. Передаточное число редуктора составляет 33,36. Это позволяет развивать скорость до 48 км/ч. Однако максимальная мощность ДВС как правило ограничена на отметке 1200 л.с.

Технические характеристики тягового электродвигателя ЭДП-600:

Крутящий момент такого электродвигателя в пиковых режимах может доходить до 12700 Нм, а это значит, что после его повышения в редукторе в 33,36 раза, одна спарка колёс получит чуть более 423 тыс. Нм. Соответственно вся задняя ось развивает пиковый момент до 847 тыс. ньютон-метров. Примечательно также то, что эти электродвигатели имеют принудительное воздушное охлаждение и КПД на уровне 94%.

Габаритный чертёж электрической мотор-ступицы:

Источник

На каждое колесо — по мотору: Rimac Concept_One стал серийным EV-гиперкаром

На автосалоне в Женеве хорватская компания Rimac Automobili презентует серийный электрифицированный гиперкар Concept_One, но все технические подробности и фото доступны уже сейчас.

Концептуальная версия автомобиля была представлена осенью 2011 года. Серийный вариант в плане дизайна практически не отличается от своего предвестника. В компании особенно подчёркивают тот факт, что автомобиль и все его узлы и агрегаты были спроектированы и изготовлены «под одной крышей», что позволяет сделать их стыковку идеальной. Мало того, все инструменты и пресс-формы, которые необходимы для постройки Concept_One тоже сделаны Rimac Automobili.

Нашей целью было не создание электрифицированной версии существующего гиперкара. Мы хотели создать, если можно так выразиться, технологию, чтобы сделать автомобиль такой категории лучше во всех отношениях — быстрейший среди своих, более увлекательный и предельно эффективный. Другими словами, создать автомобиль 21 века.

Автомобиль создан на собственной платформе, которая позволила реализовать компоновку по принципу «колесо — электродвигатель». То есть на каждое колесо хорватского гиперкара приходится по мотору. Это не ноу-хау, если говорить о концептах, но для серийного автомобиля это действительно необычное решение.

Другая уникальная особенность — трансмиссия. Обычно электрические транспортные средства используют коробку с одной передачей (позволяют снять высокий крутящий момент и достигают высоких оборотов намного быстрее), что заставляет искать компромиссное решение между дизайном, скоростью и динамикой. На Rimac Concept_One реализована формула «электромотор — собственная коробка передач». Передние двигатели агрегатированы как раз-таки с односкоростными трансмиссиями, а задние получили уникальные двуступенчатые преселективные, созданные с применением технологий, использующихся в автомобилях Формулы-1.

Читайте также:  Масло штиль лодочный мотор

Автомобиль оснащён системой векторизации крутящего момента, которая вычисляет оптимальную тягу для каждого из колёс. Контроль подачи с каждого из моторов осуществялется сто раз в секунду.

Все важные функции, к примеру, система векторизации, управляются при помощи физических кнопок и тумблеров, а второстепенные — через сенсорный дисплей мультимедийной консоли.

Источник

Полный привод и прибавка до 150 сил всего лишь заменой пары колёс

Американская фирма Orbis изобрела колесо заново, разместив в ступице электромотор, и придумала как эту конструкцию установить на обычный серийный автомобиль почти без переделок.

Встроенный в ступицу колеса электромотор – далеко не сенсация для автомобильного мира. Автором изобретения считается американец Веллингтон Адамс, придумавший конструкцию мотор-колеса ещё в 1884 году. Позже, в 1897 году, 22-летний Фердинанд Порше изготовил такой электродвигатель, а фирма, в которой он тогда работал, оборудовала ими электромобиль Lohner-Porsche. Впоследствии мотор-колёса стали применять на автомобилях и велосипедах. Однако, современная инженерия и новые материалы позволили усовершенствовать эту идею и адаптировать к автомобилям наших дней.

Читайте также:

В частности, американский изобретатель Маркус Хейс, основавший вместе со своим коллегой Скотом Стритером фирму Orbis, разработал собственную конструкцию мотор-колеса, которое можно установить на самый обыкновенный серийный автомобиль с минимумом переделок. Устройство назвали Ring-Wheel. При этом монтаж пары таких мотор-колёс может сделать любую моноприводную машину полноприводной, а также добавить ей мощности от 100 до 150 сил в зависимости от выбранных для этих колёс электромоторов.

Изобретение американцы впервые продемонстрировали широкой публике ещё в конце 2018 года на тюнинг-шоу SEMA, явив миру хэтчбек Honda Civic с установленными на заднюю ось мотор-колёсами Ring-Wheel и суммарной мощностью автомобиля за счёт них больше, чем у «Мустанга». Тогда же компания протестировала прототип на дороге, получив помимо прибавки мощности более быстрый разгон, а также снизив неподрессоренные массы и выявив приличную экономию бензина.

Колесо Ring-Wheel от Orbis представляет собой лёгкий алюминиевый диск (по сути, обод) с покрышкой на нём и размещённым на внутренней части тормозным механизмом. Компактный электродвигатель, вращающий кольцевую шестерню, находится на ступице со смещением и неподвижен. Вся конструкция ступицы мотор-колеса крепится к стандартным рычагам подвески автомобиля. На ней же размещён тормозной суппорт и треугольная система подшипников колеса. Их три: на два нижних опирается масса автомобиля, а третий удерживает обод от наклона во время движения. То есть всё довольно компактно и легко.

Такое 20-дюймовое колесо весит не больше стандартного легкосплавного диска «Сивика». Помимо уже описанной добавленной мощности, появления, по сути, ещё пары ведущих колёс, а также улучшенной динамики разгона и экономичности в потреблении топлива, Ring-Wheel обладает ещё рядом преимуществ. Его конструкции не требуется смазка, снижается трение механизмов колеса, а также примерно на 13% сокращается инерция вращения по сравнению со стандартным диском испытанной Honda Civic.

Остаются вопросы только к защите этих механизмов от грязи и посторонних предметов, а также к долговечности подшипников на ободе. Ну, и к цене, разумеется. На данном этапе фирма Orbis оценивает установку пары таких мотор-колёс собственной конструкции примерно в $10 000. Впрочем, авторы изобретения уже ведут переговоры с инвесторами. А, как известно, серийное производство может существенно снизить стоимость конечной продукции.

Источник

Зачем колесу мотор? Коротко и ёмко про электрическое мотор-колесо

Все мы привыкли к классической схеме построения автомобиля: двигатель (привычнее всего внутреннего сгорания — ДВС), трансмиссия (коробка передач, главная передача, раздаточная коробка, карданные передачи и приводные валы, но возможен не полный набор перечисленных элементов), колеса . Опустим прочий конструктив автомобильной техники и подробнее остановимся на трансмиссии, точнее на объяснении, зачем ее необходимо исключить и перейти на мотор-колесо!

Читайте также:  Мотор для стиральной машины indesit iwsb 5085

Идея применения электрического мотор-колеса не нова, как могло бы казаться. В 1900 году был представлен сначала электромобиль Lohner-Porsche, а затем и его гибридное воплощение, в конструкции которого были применены электрические мотор-колеса.

По мере технического прогресса к теме применения индивидуального электропривода каждого колеса возвращались не раз, но и по сей день нет полностью серийного решения , которое бы попало на массовый рынок легковых автомобилей.

Так в чем преимущество мотор-колеса перед классической трансмиссией? Условимся, что будем рассматривать 2 схемы — классическую и последовательный гибрид.

+Плюсы

1. КПД

Рассмотрим эффективность передачи энергии от двигателя к колесу в привычной трансмиссии: крутящий момент тратится впустую на раскрутку инерционных масс, на трение в зацеплениях зубчатых колес, на перемешивание масла, на качение подшипников, и т.д. и чем больше трансмиссионных компонентов в цепи — тем ниже КПД. Для электропривода это 90-95% (для примера КПД у Tesla model S для электродвигателя 95%, для редуктора и главной передачи — 98%), в то время как полный набор трансмиссионных потерь классической схемы снижает его до 90%.

2. Масса

Если по КПД не все так убедительно, то у индивидуального электрического привода есть еще преимущество – масса! Выкинув все трансмиссионные узлы, мы можем снизить общую массу, т.к. от двигателя с генератором до мотор колеса пойдут только провода!

3. Доступность крутящего момента во всем диапазоне.

Несмотря на то, что электроприводы могут иметь различную конструкцию, им свойственна качественно иная характеристика крутящего момента от оборотов вращения — уже при нуле мы имеем максимальный момент, который начинает падать при достижении значений максимальной мощности. У ДВС ограниченный диапазон, который трансмиссия и призвана расширить.

4. Компоновка

Соединяя мотор-колеса лишь проводами, открываются значительные возможности по компоновке: можно избавиться от привычного центрального тоннеля, пол станет абсолютно ровным.

Но на фоне плюсов, разумеется есть и минусы, которые и тормозят развитие такого направления в автомобилестроении.

-Минусы

1. Недостаточный диапазон

При том, что крутящий момент доступен уже при нуле, сейчас электродвигателям (в частности безредукторым) не хватает диапазона, закрывается либо весь скоростной диапазон, либо тяговый. Проблему решает «переразмеренный» электродвигатель, но это увеличивает стоимость, габариты и массу!

2. Неподрессоренная масса

На фоне общего снижения массы всей системы в комплексе, её перераспределение происходит не лучшим образом: масса смещается в колесо, а это неподрессоренная масса, и чем она больше тем автомобиль становится менее комфортным и управляемым. Про это можете прочитать в данной публикации .

Перспективы

Мотор-колеса применяют сегодня в двух областях: очень легкая техника (велосипеды и скутеры) и очень тяжелая (карьерная и спецтехника). В этих случаях минимизируются недостатки такого технического решения, и на первый план выходят преимущества! Безредукторные мотор-колеса успешно прошли испытания на городском транспорте, на автобусах, и доказали экономическую эффективность такого решения, но начальная стоимость пока не дает выйти на массовый рынок!

Для лекговых автомобилей перспективой ближайших лет выглядит индивидуальный электрический привод колеса, вынесенный за его пределы под «брюхо» автомобиля.

Подробнее о различных технических решениях по гибридам и элекромобилям — в ближайшей из статей!

Источник

Поделиться с друзьями