Pokaż menu

Firmy z okładek

Heindenhein  FestoFinder

Reklama

Współpraca

KOMEL startuje z silnikami napędowymi w kołach



Instytut Napędów i Maszyn Elektrycznych KOMEL podjął prace badawcze i projektowe, mające na celu opracowanie rozwiązań technicznych oraz technologicznych, które w efekcie pozwolą na świadczenie usług związanych z projektowaniem i produkcją silników do zabudowy w piaście koła dla różnego rodzaju pojazdów elektrycznych.


Prace realizowane są w ramach programu LIDER VII, w całości finansowanego przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju. Przyznany przez NCBiR, budżet projektu wynosi 1 173 500,00 PLN.


Rys. 1. Rozłożony model koła samochodowego z silnikiem elektrycznym
Rys. 1. Rozłożony model koła samochodowego z silnikiem elektrycznym



Wraz z rozwojem techniki oraz technologii związanych z napędami i samymi silnikami elektrycznymi producenci są w stanie osiągać coraz lepsze parametry eksploatacyjne napędów przy równoczesnym zachowaniu ich wysokiej sprawności energetycznej.

Jednym z głównych kierunków rozwoju napędów jest uzyskiwanie jak największego stosunku momentu obrotowego (maksymalnego i możliwego do osiągnięcia przy pracy długotrwałej) do objętości/masy (tzw. współczynnik gęstości mocy/momentu). W taki trend bardzo dobrze wpisuje się koncepcja napędu bezpośredniego (rys. 1), która oferuje szereg zalet, w tym:
  • wyeliminowanie przekładni mechanicznych, które oprócz zmniejszenia sprawności układu stanowią element, który wymaga konserwacji i może ulec uszkodzeniu;
  • udostępnienie dodatkowego miejsca w pojeździe, które może posłużyć do zamontowania baterii zasilających;
  • brak potrzeby pośrednich transmisji mocy przez półosie napędowe, mechanizmy różnicowe oraz inne złożone mechanizmy;
  • możliwość stosunkowo prostego zaimplementowania napędu na 2 lub 4 koła;
  • efektywniejsze hamowanie rekuperacyjne (pominięcie spadku sprawności układu napędowego z uwagi na przełożenia);
  • stosunkowo łatwy demontaż silnika podczas serwisu;
  • lepszą sterowność pojazdem z uwagi na możliwość bezpośredniego zadawania momentu osobno na każde z kół.
  • Opracowana koncepcja napędu pojazdu elektrycznego odpowiada na szereg wyzwań, z jakimi musieli się zmierzyć konstruktorzy:
  • ograniczona przestrzeń, w której jest wbudowany silnik;
  • utrudnione chłodzenie silnika;
  • dodatkowa masa nieresorowana, wynikająca z masy zamontowanych w kołach silników;
  • konstrukcja w niektórych zastosowaniach jest bardziej skomplikowana pod względem uszczelnienia/zachowania wysokiego IP.

Na rysunku 2 przedstawione zostały różne konfiguracje napędów pojazdów elektrycznych oraz ich redukcja od standardowej (rys. 2 a) do oferowanej przez Instytut KOMEL (rys. 2 f).



Rys. 2. Różne konfiguracje napędów pojazdów elektrycznych:  EM – silnik elektryczny; FG – stała przekładnia; C – sprzęgło;  GB – skrzynia biegów, D – mechanizm różnicowy
Rys. 2. Różne konfiguracje napędów pojazdów elektrycznych: EM – silnik elektryczny; FG – stała przekładnia; C – sprzęgło; GB – skrzynia biegów, D – mechanizm różnicowy




Przykładową aplikacją, nad którą Instytut KOMEL obecnie pracuje, jest silnik napędowy do samochodu osobowego. W zależności od gabarytów samochodu oraz wymaganych parametrów jezdnych układ napędowy może być rozłożony na 2 lub 4 koła (lub więcej, np. w przypadku autobusów, transporterów czy platform wojskowych).

Obliczone wstępne parametry pracy silnika do zabudowy w piaście koła samochodu osobowego (w feldze 17"):
  • ULL = 200 V;
  • Pn = 42 kW;
  • nn = 1000 obr./min;
  • Mn = 400 Nm;
  • Pmax = ok. 80 kW;
  • Mmax = ok. 900 Nm (w zakresie prędkości 0–850 obr./min).

W przypadku napędu na dwa koła (rys. 2 f), zastosowanym np. w samochodzie typu Fiat Panda, szacowana, maksymalna, stała prędkość, z jaką będzie mógł poruszać się pojazd, to 150 km/h, natomiast prędkość od 0 do 100 km/h będzie w stanie osiągnąć w ciągu ok. 7 s.

Silniki tego typu mogą być szeroko stosowane w przemyśle pojazdów elektrycznych dla różnych zastosowań: od małych samochodów miejskich, przez samochody osobowe i rodzinne, po samochody dostawcze i autobusy.

Należy zwrócić uwagę, że silniki zabudowane w piastach kół mogą również pełnić funkcje wspomagające napęd innego typu, w tym również spalinowy, np. podczas ruszania, gdy wymagane są od napędu największe wartości momentu obrotowego lub podczas wykonywania manewrów, zwiększając dynamikę jazdy.



Rys. 3. Model 3D przekroju silnika do zabudowy w piaście koła samochodu elektrycznego
Rys. 3. Model 3D przekroju silnika do zabudowy w piaście koła samochodu elektrycznego



Uwzględniając liczne zapytania ze strony przedsiębiorców oraz wyniki obserwacji rynku pojazdów elektrycznych można zauważyć, że koncepcja napędu bezpośredniego nie ogranicza się jedynie do aplikacji w typowych pojazdach drogowych (samochody i motory). Zalety tego typu rozwiązania kwalifikują je również do zastosowania w wielu innych aplikacjach, takich jak: przemysłowe pojazdy transportowe i pojazdy serwisowe stosowane w dużych fabrykach, magazynach, kopalniach czy lotniskach, pojazdy rekreacyjne, takie jak wózki golfowe, quady, drony naziemne, pojazdy wojskowe, policyjne lub pożarnicze.

KOMEL jest producentem silników i napędów elektrycznych od 70 lat. Cechuje nas innowacyjność i elastyczność przy współpracy z klientem oraz duże doświadczenie w opracowywaniu silników nietypowych.

Nasza oferta obejmuje kompleksowe wdrożenie napędów elektrycznych od projektu konsultowanego z indywidualnym klientem przez wykonanie badań na prototypie w naszych laboratoriach oraz wdrożenie produkcji w naszym zakładzie produkcyjnym lub sprzedaży dokumentacji.

Zapraszamy do współpracy!

Projekt „Innowacyjne rozwiązania napędu bezpośredniego pojazdów elektrycznych”, współfinansowany ze środków NCBiR w ramach programu LIDER VII, zgodnie z umową: LIDER/24/0082/L-7/15/NCBR/2016


Instytut Napędów i Maszyn Elektrycznych KOMEL
www.komel.com.pl


 

Reklama