Exro Technologies совершенствует электромоторы EV с «электромагнитной коробкой передач»

Ранее в этом месяце мы узнали о партнерстве в разработке между известными Zero Motorcycles и Ванкувером, компанией BC Exro Technologies, которая занимается улучшением электродвигателей для различных применений (в том числе электромобилей).

Запатентованная компанией Exro система динамического управления питанием (DPM) представляет собой программную систему, которая управляет катушками электродвигателя (в статоре) более сложным способом, чем стандартный трехфазный подход. Ключом к решению является контроль отдельных катушек в обмотке статора.

Это сразу привлекло наше внимание. Возможно, современная силовая электроника и программное обеспечение могут быть достаточно продвинутыми, чтобы создать своего рода «электромагнитную коробку передач» с двумя или более «скоростями». Давайте внимательнее посмотрим на это решение.

Электродвигатель с трехфазной обмоткой статора и определенным числом полюсов имеет особую характеристику крутящего момента в зависимости от скорости. Изменяя источник питания, мы можем изменить эту характеристику, но форма и ключевые моменты предопределены конфигурацией оборудования.

В старые добрые времена Роберт Дахландер (1870–1935) обнаружил, что, изменяя физическое число полюсов в трехфазном двигателе переменного тока, он может сделать шаг к синхронной скорости электродвигателя. Изменение количества полюсов было сделано путем изменения проводных соединений внутри двигателя (был механический переключатель). Многоскоростной двигатель известен как двигатель с переключением полюсов или двигатель Дахландера:

Изображение предоставлено: Википедия

Такая конструкция позволяет ему иметь своего рода двухскоростной электродвигатель. Было удобно иметь что-то подобное, чтобы установить большее число полюсов (установить более низкую синхронную скорость), чтобы запустить двигатель (более высокий крутящий момент), а затем переключить его на меньшее число полюсов, чтобы достичь более высокой скорости и большей эффективности на этих более высокие скорости.

Конечно, наличие механического переключателя было бы хорошо только в ограниченных, стационарных применениях и не было бы осуществимо сегодня для электромобилей.

В наше время есть возможность использовать многоканальную силовую электронику для управления отдельными катушками в обмотке статора, хотя необходимо иметь обмотку статора, разделенную на несколько секций, соответствующее количество силовых модулей для управления каждой катушкой по отдельности и в В конце концов, программное обеспечение для расчета текущей поставки каждого из них в режиме реального времени. Мы предполагаем, что это подход Exro Technologies.

Первое современное применение двигателя с переключением полюсов в электромобилях было разработано Mazda около 10 лет назад, когда японская компания работала над своим прототипом парка электромобилей — электромобилями Demio.

Как мы знаем, Mazda не очень интересовалась электромобилями (они были сосредоточены на ДВС), но в случае с технологией они были достаточно серьезны, чтобы иметь свою собственную специальную технологию электромобилей (как в случае двигателей внутреннего сгорания).

Мазда в то время писала, что имеет «единственный электромобиль, использующий мотор с переключением катушек» (подробности см. Здесь):

«Demio EV оснащен уникальным двигателем с переключением катушек, который обеспечивает как высокий крутящий момент, так и высокие обороты, переключая число задействованных катушек в зависимости от числа оборотов. Результатом является сочетание мощного взлета и легкого ускорения на высокой скорости, что и у обычного двигателя не могу предоставить. «

Мы не знаем, продолжит ли Mazda свои разработки, но Exro Technologies явно намерена вывести на рынок многоскоростные электродвигатели.

Сделка с Zero Motorcycles — это раннее начало оценки технологий Exro на платформе силовых агрегатов Zero SR / S. Они начнутся с приводного устройства Zero ZF75-10 — у него должен быть переработанный статор, чтобы выдвигать отдельные катушки, питаемые от гораздо более сложной силовой электроники.

«Вступая в это соглашение, компании будут сотрудничать, чтобы интегрировать технологию привода катушек Exro в мотоцикл на базе Zero ZF75-10. Соглашение будет включать в себя технологию двигателей и поддержку интеграции от Zero, в то время как Exro обеспечит разработку и поставку силовой электроники».

Только время покажет, принесет ли индивидуальное переключение катушек достаточно преимуществ, чтобы компенсировать более высокую сложность статора, силовой электроники и программного обеспечения, но мы считаем, что наличие двух виртуальных передач в электродвигателе может быть очень интересным.