Penggemar mobil selalu fanatik terhadap mesin, tetapi elektrifikasi tidak dapat dihentikan, dan pengetahuan sebagian orang mungkin perlu diperbarui.
Yang paling dikenal saat ini adalah mesin siklus empat langkah, yang juga merupakan sumber tenaga bagi sebagian besar kendaraan bertenaga bensin.Mirip dengan mesin pembakaran internal empat langkah, dua langkah dan rotor Wankel, motor kendaraan listrik dapat dibagi menjadi motor sinkron dan motor asinkron sesuai dengan perbedaan rotornya.Motor asinkron disebut juga motor induksi, sedangkan motor sinkron mengandung magnet permanen.dan arus untuk menggairahkan motor.
Stator dan Rotor
Semua jenis motor kendaraan listrik terdiri dari dua bagian utama: stator dan rotor.
Stator▼
Stator adalah bagian motor yang tetap diam dan merupakan rumah tetap motor, dipasang pada sasis seperti blok mesin.Rotor adalah satu-satunya bagian motor yang bergerak, mirip dengan poros engkol, yang mengirimkan torsi keluar melalui transmisi dan diferensial.
Stator terdiri dari tiga bagian: inti stator, belitan stator, dan rangka.Banyaknya alur paralel pada badan stator diisi dengan belitan tembaga yang saling berhubungan.
Gulungan ini berisi sisipan tembaga jepit rambut rapi yang meningkatkan kepadatan pengisian slot dan kontak langsung kawat-ke-kawat.Gulungan yang padat meningkatkan kapasitas torsi, sementara ujung-ujungnya disusun lebih rapi, sehingga mengurangi jumlah besar untuk keseluruhan paket yang lebih kecil.
Stator dan rotor▼
Fungsi utama stator adalah menghasilkan medan magnet putar (RMF), sedangkan fungsi utama rotor adalah memotong garis-garis gaya magnet pada medan magnet putar tersebut untuk menghasilkan arus (keluaran).
Motor menggunakan arus bolak-balik tiga fase untuk mengatur medan putar, dan frekuensi serta dayanya dikendalikan oleh elektronika daya yang merespons akselerator.Baterai adalah perangkat arus searah (DC), sehingga elektronika daya kendaraan listrik mencakup inverter DC-AC yang menyuplai stator dengan arus AC yang diperlukan untuk menciptakan medan magnet berputar variabel yang sangat penting.
Namun perlu diperhatikan bahwa motor ini juga merupakan generator, artinya roda akan menggerakkan rotor di dalam stator ke belakang, menginduksi medan magnet berputar ke arah lain, mengirimkan daya kembali ke baterai melalui konverter AC-DC.
Proses ini, yang dikenal sebagai pengereman regeneratif, menimbulkan hambatan dan memperlambat kendaraan.Regenerasi merupakan inti tidak hanya dari perluasan jangkauan kendaraan listrik, namun juga hibrida yang sangat efisien, karena regenerasi ekstensif meningkatkan penghematan bahan bakar.Namun di dunia nyata, regenerasi tidak seefisien “menggerakkan mobil”, yang dapat menghindari hilangnya energi.
Kebanyakan kendaraan listrik mengandalkan transmisi satu kecepatan untuk memperlambat putaran antara motor dan roda.Seperti mesin pembakaran internal, motor listrik paling efisien pada rpm rendah dan beban tinggi.
Meskipun EV mungkin mendapatkan jangkauan yang layak dengan satu gigi, pikap dan SUV yang lebih berat menggunakan transmisi multi-kecepatan untuk meningkatkan jangkauan pada kecepatan tinggi.
Kendaraan listrik multi-gigi jarang ditemukan, dan saat ini, hanya Audi e-tron GT dan Porsche Taycan yang menggunakan transmisi dua kecepatan.
Tiga Jenis Motor
Lahir pada abad ke-19, rotor motor induksi terdiri dari lapisan memanjang atau potongan bahan konduktif, paling umum tembaga dan terkadang aluminium.Medan magnet berputar stator menginduksi arus pada lembaran ini, yang pada gilirannya menciptakan medan elektromagnetik (EMF) yang mulai berputar di dalam medan magnet berputar stator.
Motor induksi disebut motor asinkron karena medan elektromagnetik induksi dan torsi putaran hanya dapat dihasilkan bila kecepatan rotor tertinggal dari medan magnet putar.Motor jenis ini umum digunakan karena tidak memerlukan magnet tanah jarang dan biaya produksinya relatif murah.Namun mereka kurang mampu menghilangkan panas pada beban tinggi yang berkelanjutan, dan pada dasarnya kurang efisien pada kecepatan rendah.
Motor magnet permanen, seperti namanya, rotornya memiliki daya magnet tersendiri dan tidak memerlukan daya untuk menciptakan medan magnet rotornya.Mereka lebih efisien pada kecepatan rendah.Rotor yang demikian juga berputar serempak dengan putaran medan magnet stator, sehingga disebut motor sinkron.
Namun, membungkus rotor dengan magnet saja memiliki masalah tersendiri.Pertama, hal ini memerlukan magnet yang lebih besar, dan dengan bertambahnya bobot, akan sulit untuk tetap sinkron pada kecepatan tinggi.Namun masalah yang lebih besar adalah apa yang disebut “EMF balik” berkecepatan tinggi, yang meningkatkan hambatan, membatasi daya ujung atas, dan menghasilkan panas berlebih yang dapat merusak magnet.
Untuk mengatasi masalah ini, sebagian besar motor magnet permanen kendaraan listrik memiliki magnet permanen internal (IPM) yang meluncur berpasangan ke dalam alur berbentuk V memanjang, disusun dalam beberapa lobus di bawah permukaan inti besi rotor.
Alur V menjaga magnet permanen tetap aman pada kecepatan tinggi, namun menciptakan torsi keengganan antar magnet.Magnet tertarik atau ditolak oleh magnet lain, tetapi keengganan biasa menarik lobus rotor besi ke medan magnet yang berputar.
Magnet permanen mulai bekerja pada kecepatan rendah, sedangkan torsi keengganan mengambil alih pada kecepatan tinggi.Prius digunakan dalam struktur ini.
Jenis motor penggerak arus yang terakhir baru muncul belakangan ini di kendaraan listrik.Kedua motor di atas adalah motor tanpa sikat.Kebijaksanaan konvensional menyatakan bahwa motor brushless adalah satu-satunya pilihan yang layak untuk kendaraan listrik.Dan BMW baru-baru ini melanggar norma dan memasang motor sinkron AC yang disikat saat ini pada model i4 dan iX baru.
Rotor motor jenis ini berinteraksi dengan medan magnet putar stator, persis seperti rotor magnet permanen, namun alih-alih memiliki magnet permanen, ia menggunakan enam lobus tembaga lebar yang menggunakan energi dari baterai DC untuk menciptakan medan elektromagnetik yang diperlukan. .
Hal ini memerlukan pemasangan slip ring dan sikat pegas pada poros rotor, sehingga beberapa orang takut sikat akan aus dan menumpuk debu serta mengabaikan metode ini.Meskipun rangkaian sikat dimasukkan ke dalam wadah terpisah dengan penutup yang dapat dilepas, masih harus dilihat apakah keausan sikat merupakan suatu masalah.
Tidak adanya magnet permanen menghindari kenaikan harga tanah jarang dan dampak pertambangan terhadap lingkungan.Solusi ini juga memungkinkan untuk memvariasikan kekuatan medan magnet rotor, sehingga memungkinkan optimasi lebih lanjut.Namun, menyalakan rotor masih memerlukan sejumlah daya, yang membuat motor ini kurang efisien, terutama pada kecepatan rendah, dimana energi yang dibutuhkan untuk menciptakan medan magnet memiliki proporsi yang lebih besar dari total konsumsi.
Dalam sejarah singkat kendaraan listrik, motor sinkron AC bertenaga arus relatif baru, dan masih banyak ruang untuk mengembangkan ide-ide baru, dan terdapat titik balik besar, seperti peralihan Tesla dari konsep motor induksi ke konsep motor permanen. motor sinkron magnet.Dan kita kurang dari satu dekade memasuki era EV modern, dan kita baru saja memulainya.
Waktu posting: 21 Januari 2023