Zwei Motoren in Elektrofahrzeugen – mit welchen Tricks erhöhen die Hersteller die Reichweite? [BESCHREIBUNG]

Elektrofahrzeuge haben einen, zwei, drei und manchmal vier Motoren. Aus wirtschaftlicher Sicht ist ein Motor die beste Option, aber manche Menschen fühlen sich sicherer, wenn sie Allradantrieb haben. Aber wie bringt man das Vertrauen, das AWD bietet, mit niedrigem Stromverbrauch in Einklang? Dafür haben die Hersteller mehrere Möglichkeiten.

Mehrmotorenantriebe in der Elektrik. Wie reduzieren Autos den Energieverbrauch?

Inhaltsverzeichnis

• Mehrmotorenantriebe in der Elektrik. Wie reduzieren Autos den Energieverbrauch?
  • Methode #1: Kupplung verwenden (zB Hyundai E-GMP Plattform: Hyundai Ioniq 5, Kia EV6)
  • Methode #2: Verwenden Sie einen Induktionsmotor auf mindestens einer Achse (zB Tesla Model S / X Raven, Volkswagen MEB)
  • Methode #3: Akku dezent erhöhen

Beginnen wir beim Ausgangspunkt – einem Einachsantrieb. Je nach Entscheidung des Herstellers sitzt der Motor an der Vorder- (FWD) oder Hinterachse (RWD). Vorderradantrieb In gewisser Weise ist dies eine Abkehr von Autos mit Verbrennungsmotor: Vor Jahrzehnten dachte man, es würde mehr Sicherheit bieten, weshalb die meisten frühen Elektriker Frontantrieb hatten. Bis heute ist es die Basislösung in Nissan und Renault (Leaf, Zoe, CMF-EV-Plattform) und Modellen, die Neukonstruktionen von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor sind (zum Beispiel VW e-Golf, Mercedes EQA).

Tesla hat den Frontantriebsansatz von Anfang an aufgegeben, BMW mit dem i3 und Volkswagen mit der MEB-Plattform, wo die Basislösung steht der Motor sitzt an der Hinterachse... Dies ist für viele Autofahrer ein Grund zur Sorge, denn Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor mit Frontantrieb sind in Situationen in der Nähe des Tors tatsächlich sicherer, aber mit Elektromotoren gibt es nicht viel zu befürchten. Elektronik und elektrische Systeme sind in Trägheitsverbrennungsmotoren viel schneller als mechanische Systeme.

Einfach ausgedrückt: Ein Motor ist ein Satz Hochspannungskabel, ein Wechselrichter, ein Steuerungssystem. Je weniger Elemente im System vorhanden sind, desto geringer ist der Gesamtverlust. Weil Einmotorige Elektrofahrzeuge werden grundsätzlich sparsamer sein als Fahrzeuge mit zwei oder mehr Motoren.über die wir am Anfang geschrieben haben.

Neben Fahrern liebt er den Allradantrieb. Manche Leute kaufen es für eine bessere Leistung, andere, weil sie sich damit sicherer fühlen und wieder andere, weil sie regelmäßig unter schwierigen Offroad-Bedingungen fahren. Die Elektromotoren hier verwöhnen die Ingenieure: Statt eines großen, heiß wackelnden Rohrkörpers haben wir ein schlankes, kompaktes Design, das um eine zweite Achse ergänzt werden kann. Was tun in einer solchen Situation, um es mit dem Energieverbrauch nicht zu übertreiben und dem Besitzer eine angemessene Leistungsreserve zu garantieren? Offensichtlich: Sie müssen so viele Motoren wie möglich ausschalten.

Aber wie geht das?

Methode #1: Kupplung verwenden (zB Hyundai E-GMP Plattform: Hyundai Ioniq 5, Kia EV6)

In Elektrofahrzeugen werden zwei Arten von Motoren verwendet: ein Induktionsmotor (Asynchronmotor, ASM) oder ein Permanentmagnetmotor (PSM). Permanentmagnet-Motoren sind wirtschaftlicher, daher macht ihr Einsatz überall dort Sinn, wo es auf maximale Reichweite ankommt. Sie haben aber auch einen wesentlichen Nachteil: Permanentmagnete lassen sich nicht ausschalten, sie erzeugen ein Magnetfeld, ob wir wollen oder nicht.

Da die Räder über Achsen und Getriebe starr mit dem Motor verbunden sind, fließt bei jeder Fahrt Strom: von Batterie zu Motor (Fahrzeugbewegung) oder von Motor zu Batterie (Rekuperation). Wenn wir also an jeder Achse einen Permanentmagnetmotor verwenden, kann es zu einer Situation kommen, in der einer die Räder antreibt und der andere das Auto bremst, da er mechanische Energie in Elektrizität umwandelt. Dies ist eine äußerst unerwünschte Situation.

Hyundai hat dieses Problem gelöst mittels mechanischer Kupplung an der Vorderachse... Sein Betrieb ist vollautomatisch, wie das Haldex-System in Verbrennerautos: Wenn der Fahrer mehr Leistung benötigt, wird die Kupplung geschlossen und beide Motoren beschleunigen (oder bremsen?) das Auto. Bei ruhiger Fahrweise des Fahrers entkoppelt die Kupplung den Frontmotor von den Rädern, sodass das Bremsen kein Problem darstellt.

Der Hauptvorteil der Kupplung ist die Möglichkeit, sparsamere PSM-Motoren an beiden Achsen einzusetzen. Der Nachteil ist die Einführung eines weiteren mechanischen Elements in das System, das hohen Drehmomenten standhalten und schnell auf Änderungen reagieren muss. Auf diese Weise nutzt sich das Teil allmählich ab - und obwohl es im Design ziemlich einfach aussieht, macht die Befestigung am Antriebssystem einen Austausch unwahrscheinlich.

Methode #2: Verwenden Sie einen Induktionsmotor auf mindestens einer Achse (zB Tesla Model S / X Raven, Volkswagen MEB)

Methode Nummer 2 wird länger und häufiger verwendet, von Anfang an tauchte sie im Tesla Model S und X auf, jetzt finden wir sie unter anderem auch von Volkswagen auf der MEB-Plattform, darunter auch der VW ID.4 GTX. Es liegt darin, dass Asynchronmotoren mit Elektromagneten werden entweder an beiden Achsen (altes Tesla-Modell) oder zumindest an der Vorderachse (MEB AWD, Tesle S / X ab der Raven-Version) verbaut.... Das Funktionsprinzip eines Elektromagneten kennen wir alle seit der Grundschule: Erst beim Anlegen einer Spannung entsteht ein Magnetfeld. Wenn der Strom abgeschaltet wird, verwandelt sich der Elektromagnet in ein gewöhnliches Kabelbündel.

Bei einem Asynchronmotor reicht es daher aus, die Wicklung von der Stromquelle zu trennen.dass er aufhören würde, sich zu wehren. Der unbestrittene Vorteil dieser Lösung ist die Einfachheit des Designs, da alles mit Elektronik erledigt wird. Nachteilig ist jedoch der geringere Wirkungsgrad von Asynchronmotoren und die Tatsache, dass ein gewisser Widerstand durch das starr verzahnte Getriebe und den Motor selbst erzeugt wird.

Wie bereits erwähnt, werden Induktionsmotoren am häufigsten an der Vorderachse verwendet, sodass ihre Hauptaufgabe darin besteht, bei Bedarf Leistung hinzuzufügen und sich nicht darum zu kümmern, wenn sich der Fahrer langsam bewegt.

Methode #3: Akku dezent erhöhen

Es sei daran erinnert, dass der Wirkungsgrad von Elektromotoren sehr hoch ist (95 und manchmal über 99 Prozent). Daher auch bei AWD-Antrieb mit zwei Permanentmagnetmotoren, die immer Radantrieb (ohne Rekuperation) sind die Verluste gegenüber der Konfiguration mit einem Motor relativ gering. Aber das werden sie, und die in der Batterie gespeicherte Energie ist ein knappes Gut – je mehr wir damit fahren, desto schlechter wird die Reichweite.

Die dritte Möglichkeit, die Reichweite von Elektro-Allradfahrzeugen mit zwei PSM-Motoren zu erhöhen, besteht also darin, die nutzbare Batteriekapazität auf subtile Weise zu erhöhen. Die Gesamtkapazität kann gleich bleiben, die nutzbare Kapazität kann variieren, sodass Personen, die sich zwischen RWD / FWD und AWD entscheiden, den Unterschied nicht unbedingt bemerken, es sei denn, der Hersteller sagt dies direkt.

Wir wissen nicht, ob die von uns beschriebene Methode von irgendjemandem verwendet wird. Tesla verschafft dem Käufer in den neuen 3 Performance-Modellen Zugang zu etwas mehr nutzbarer Akkukapazität, hier kann sich jedoch herausstellen, dass die Performance-Option (Doppelmotor) unterschied sich in der Reichweite nicht von der Long Range (Dual Motor) Variante.

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