شاهکار مهندسی آلمانی؛ نگاهی به نسل پنجم موتورهای الکتریکی بی ام و مجهز به جاروبک معرفی شد

بی ام و با معرفی مدل iX M60 از نسل جدید موتورهای الکتریکی خود پرده‌برداری کرده است. این موتورها که به صورت هم زمان از فن‌آوری های جدید و قدیم بهره می‌برد. جدای از عملکرد بالا در زمینه کاهش استفاده از مواد اولیه خام نیز پیشرو است.

موتور الکتریکی جدید بی ام و

تمام موتورهای الکتریکی بر پایه الکترومغناطیس ساخته شده اند. یکی از قطب های آهنربا به سمت قطب مخالف خود جذب می‌شود و مانند دفع دو قطب موافق یکدیگر را دفع می‌کنند.

این مسئله باعث به حرکت درآمدن موتور الکتریکی می‌شود.

یک روش برای رسیدن به ایجاد این حرکت استفاده از آهنربای قوی دائمی در قسمت چرخان موتور یا همان روتور است. یک الکترومغناطیس یا همان سیم‌های رسانا که به دور یک ماده فرومغناطیسی پیچیده شده‌اند در دور محفظه روتور قرار دارند که به آن استاتور می‌گویند.

امروزه پیدا کردن ماده اولیه برای تولید آهنربای دائمی بسیار سخت شده است.

بازگشت جاروبک به موتور الکتریکی

بی ام و برای حل این مشکل به سراغ استفاده از ایده قدیمی موتورهای مجهز به جاروبک رفته است. موتورهای جاروبک دار هم در استاتور ساکن و هم در روتور چرخان از آهنربای الکتریکی استفاده می‌کنند.

اگر تا به حال با یک مته برقی یا یک ماشین کنترلی بازی کرده باشید همه اینا از موتورهای جاروبک دار استفاده می‌کنند.

در واقع جاروبک الکتریسیته را به وسیله کموتاتور به روتور چرخان می‌رساند.

با اعمال نیرو، نیروهای الکترومغناطیسی در استاتور و روتور ایجاد می‌شوند و در نتیجه روتور شروع به چرخش می‌کند.

افزایش سرعت «سوئیچینگ» در آهنرباهای الکتریکی و افزایش جریان ورودی باعث می‌شود تا سرعت افزایش پیدا کند.

روتور می‌تواند از یک یا چند میدان الکترومغناطیسی بهره ببرد. در واقع هر یک از این میدان‌های الکترومغناطیسی می‌توانند انرژی لازم را از طریق یک جفت کنتاکت (جاروبرک) که بر روی کموتاتور قرار دارد بگیرد.

این جاروبک‌ها را می‌توان از هر ماده‌ای که قابلیت انتقال جریان الکتریسیته را دارد ساخت.

در بسیاری از موارد این جاروبک‌ها را از فلزات پودری  و مواد دیگر مورد استفاده در لنت ترمز می‌سازند. در نتیجه ایجاد اصطکاک و تولید گرد و غبار این جاروبک‌ها نیاز به تعویض دارند.

به همین دلیل است که در حال حاضر در هیچ خودروی برقی یا هیبریدی مدرنی از این نوع موتورها استفاده نمی‌شود.

موتورهای الکتریکی بدون جاروبک

این مسئله باعث معرفی موتورهای مدرن بدون جاروبک شده است. موتورهای بدون جاروبک از آهنربهای مغناطیسی دائمی در بخش محرک موتور یا در بخش سیم پیچ موتور بهره می‌برند.

در نوع دوم ماده فرومغناطیسی به دور یک سیم پیچ پیچیده شده است و از آن با موتورهای القایی AC یاد می‌شود. این موتورها به صورت گسترده در محصولات شرکت تسلا مورد استفاده قرار می‌گیرند.

گرچه موتورهای بدون جاروبک هزینه تولید بیشتری دارند و کنترل کننده‌های سرعت موتور نیز پیچیده‌تر است.

معمولا برای اندازه گیری موقعیت استاتور و روتور به 3 سنسور با توانایی تشخیص اثر هال نیاز است. در موتورهای جدیدتر از راه حل‌های هوشمندانه‌تری برای بخش کنترل استفاده شده است تا نیازی به سنسور نباشد.

نسل پنجم موتورهای الکتریکی بی ام و

نسل پنجم موتورهای الکتریکی بی ام و اما فاقد آهنربا است.

این موتوها به عنوان موتور 3 فاز AC سنکرون شده شناخته می‌شوند که از همان تکنیک قدیمی یعنی جاروبک و کموتاتور برای تامین الکتریسیته روتور چرخان استفاده می‌کنند.

ما از بی ام و در مورد طول عمر این جاروبک ها سوال کردیم و بی ام و پاسخ داد که نمی‌توان مدت زمان عمر جاروبک‌ها را به طور دقیق مشخص کرد.

اما ماژول جاروبک و کموتاتور در یک محفظه بسته قرار دارد و امکان نفوذ آلودگی به محفظه وجود ندارد.

گرچه با توجه به سابقه این دست از موتورها انتظار می‌رود که گرد و غبار پس از مدتی نمایان شود.

موتورهای مجهز به آهنربای دائمی معمولا به عنوان پر قدرت‌ترین موتورهای الکتریکی شناخته می‌شوند.

اما آهنرباهای دائمی آن قابلیت خاموش سازی را ندارند. در نتیجه این میدان مغناطیسی دائمی شروع به تولید نیروی درگ (کشش) می‌کند.

به همین دلیل در برخی از خودروهای برقی از چند موتور یا کلاچ برای جدا کردن و خاموش کردن موتور  مغناطیس دائمی استفاده می‌شود.

فلزات خاکی کمیاب برای تولید آهنرباهای دائمی نیز به طور فزاینده‌ای در طبیعت نایاب هستند و در حال حاضر اکثر این منابع در کنترل کشور چین است.

این مسئله باعث شده تا تولید کنندگان به سراغ روش های دیگر برای تولید موتورهای الکتریکی بروند.

نسل پنجم موتورهای بی ام و از چگالی انرژی بیشتر، فرکانس سوئیچینگ سریع‌تر و مدیریت حراراتی بهتر بهره می‌برد.

در نتیجه میزان دور موتور و گشتاور تولیدی موتور بیشتر شده است.

بی ام و مدعی است که مواد جدید می‌تواند به ساخت جاروبک و کموتاتور کمک کند. این مواد جدید با عمر طولانی نیاز خودروسازان را تامین خواهد کرد.

بی ام و ix M60 از دو موتور الکتریکی با حداکثر قدرت 532 اسب بخار و حداکثر گشتاور 1015 نیوتن متر نیرو می‌گیرد.

موتور قرار گرفته در محور جلو حداکثر قدرت برابر با 255 اسب بخار و موتور قرار گرفته بر روی محور عقب حداکثر قدرت برابر با 483 اسب بخار تولی می‌کند.

در حالت لانچ حداکثر قدرت موتور به 610 اسب بخار می‌رسد.

به نظر می‌رسد که بی ام و با ساخت این موتور به طور کامل آینده موتورهای مجهز به آهنربای دائمی را زیر سوال برده چرا که این موتورها نیاز به مواد کمیاب در محیط زیست دارند که استخراج گسترده آن باعث آسیب به محیط زیست می‌شود.

پیش از این در مطالبی به معرفی موتورهای الکتریکی روز پرداخته بودیم که می‌توانید مطلب مربوطه را در اینجا مطالعه کنید.