ماشین‌های برقی

موتورهای برقی با کارایی بیشتر

یکی از بزرگ‌ترین مشکلات خودروهای برقی مدرن، دامنه حرکتی این وسیله نقلیه است که تا حد بسیار زیادی به ظرفیت انرژی باتری آن وابسته است.

کد خبر: ۱۰۵۹۷۶۸

اغلب اوقات اضطراب محدودیت پایین دامنه حرکتی، خریداران را از خرید خودروهای برقی منصرف می‌کند و آنها بیشتر سراغ خودروهای با سوخت فسیلی می‌روند. هنگام حل این معضل، توجه‌ها بیش از همه به توانایی باتری معطوف شده است، اما به نظر می‌رسد برای دستیابی به کارایی بیشتر خودروهای برقی باید به موتور برقی آن توجه بیشتری نشان داد.

در وبگاه IEEE Spectrum، با جزئیات کامل به شرح نوعی موتور برقی مفهومی پرداخته شده که ممکن است راه‌حلی بالقوه برای دامنه حرکتی و کارایی بیشتر خودروهای برقی در اختیار سازندگان این خودروها قرار دهد. در حقیقت این طراحی حتی می‌تواند برد خودروهای برقی موجود در بازار و فروخته شده را نیز افزایش دهد. بهترین ایده برای طراحی چنین موتوری، بهبود میدان مغناطیسی انواع موتورهای هیبریدی است. در این طراحی مبتکرانه، فناوری موجود در ماشین سنکرون مغناطیس دائم معمولی ـ که با استفاده از مغناطیس‌های دائمی تعبیه شده در روتور کار می‌کند ـ با فناوری ماشین سنکرون قطب برجسته ترکیب می‌شود. سنکرون قطب برجسته، به جای مغناطیس دائم از الکترومغناطیس درون روتور استفاده می‌کند. هر یک از این دو نوع موتور، در زمان‌های مختلف به بالاترین حد از کارایی دست می‌یابند. یعنی صرفا با ترکیب آنها نمی‌توان به فواید کلی دست یافت. اما موتور مفهومی جدید دوباره طراحی شده است، به طوری که هر دو نوع موتور، همزمان به بیشترین کارایی خود می‌رسند. با این‌حال به علت مشکلی که در اینجا وجود دارد، انجام این کار آسان نیست. وقتی موتور به‌صورت ژنراتور کار می‌کند تا از سرعت خودرو بکاهد، این عمل به نوبه خود تکانه تلف شده را به انرژی باتری تبدیل می‌کند و از خروجی گشتاور کاسته می‌شود.

این موتور مفهومی با استفاده از سیم و مغناطیس دائم، میدان مغناطیسی ضروری را ایجاد می‌کند، اما مساله مهم این طراحی یافتن ساختار روتوری است که بتواند میدان‌های مغناطیسی را به‌طور مناسب شکل بدهد. در واقع باید به اندازه کافی محکم و قوی باشد که در سرعت‌های بالا، موتور از هم متلاشی نشود! این موتور مفهومی از روتور لایه‌لایه حاوی سیم‌پیچ مسی به دور یک هسته آهنی استفاده می‌کند. مغناطیس‌های دائم به گوشه‌های قطب‌ها چسبانده شده و با قرار دادن دندانه‌های اضافی روی قطب‌ها از فرار موتور جلوگیری می‌شود. برای غلبه بر مشکل از دست دادن گشتاور، جهت میدان می‌تواند تغییر کند تا اجازه تولید ترمز باززای قدرتمندتری به موتور بدهد و با عملکرد معمول موتور هماهنگ شود.این موتور برای دستیابی به دامنه حرکتی موثر، به 4/4 درصد انرژی کمتر نیاز دارد ـ یعنی با هر نوع ظرفیت باتری می‌تواند تقریبا 5 درصد افزایش برد و مسافت داشته باشد.

لابد می‌پرسید چه وقت سرو کله این موتورهای جدید در تولید خودروهای برقی ظاهر می‌شود؟ هنوز به این زودی‌ها نمی‌توان شاهد این موتور در بازار باشیم. اگرچه این طراحی جدید توجه بسیاری را به خود جلب کرده است، اما برای تولید انبوه آن احتمالا سال‌ها وقت لازم است.