Чому Tesla використовує в авто асинхронні мотори, а китайці – ні

Двигуни електромобілів незаслужено ігнорують: вони простіші за ДВЗ, тому й говорять про них рідко. Але взагалі тут йде своя конкуренція, приблизно як між дизелями і бензиновими моторами.

Почнемо із загальних рис: усі серійні електромобілі використовують двигуни змінного струму. Це здається дивним, адже батареї видають постійний струм, але класичні двигуни постійного струму не підходять для високих потужностей електромобілів. Змінний струм генерується у спеціальному пристрої – інвертор. У всіх моторах він подається на обмотки статора і генерує обертаюче магнітне поле, яке захоплює за собою ротор. А далі починаються розбіжності.

Zeekr 001 використовує синхронні двигуни на постійних магнітах, як і більшість китайських марок.

Китайські марки та маса європейських використовують мотори на постійних магнітах, які відносяться до синхронних: тобто у них ротор та поле обертаються з однією частотою. На нашу думку, дві третини сучасних електромобілів мають саме такі мотори, тому що вони економічні, тяжкі і також порівняно прості.

Магнітне поле ротора в них створюється постійними магнітами на основі неодиму або самарію, і в цьому їхній головний мінус. Такі магніти дороги, ланцюжка поставок не завжди стабільні (політика і таке інше), а при сильному перегріві вони можуть втрачати магнітні властивості. Крім того, на великих частотах виникає зворотна ЕРС, але цю проблему вирішили за рахунок використання комбінованого принципу: у міру розкручування вони переходять в особливий режим, що використовує магнітний опір ротора (мотори IM + SynRM).

Ротор IM + SynRM: він набрав із сталевих пластин, а постійні магніти вживлені в його тіло у вигляді літери V – так краще форма магнітного поля

Такі мотори застосовує і Tesla: повнопривідні моделі у неї мають різні типи двигунів на осях, використовуючи краще від обох концепцій. Навіть у новому Cybertruck використовується моторна полігамія.

Але є ще третій тип двигунів, який любить BMW і Renault. Їхній принцип дуже схожий на мотори з постійними магнітами, тільки в роторі замість них використовуються котушки (тобто змінні магніти). І так, це вимагає електроживлення ротора, а значить, ковзних контактів-щіточок, як у найпростіших двигунах постійного струму. Здавалося б, схема нелогічна, адже додається вузол, схильний до зносу. Зате немає залежності від постачання магнітів.

BMW i4 – приклад електромобіля, у якого мотор має ковзні контакти.

Але загалом електромобільний світ схиляється до моторів на постійних магнітах. Такі стоять у Zeekr 001, Porsche Taycan, Evolute i-Pro, Volkswagen ID.4 і так далі. За сукупністю характеристик такі мотори кращі, а щодо ціни, для електромобіля проблемою є вартість батарей, а не двигунів.