Sådan fungerer hjulmotorer

  • Cameron Merritt
  • 0
  • 4500
  • 565
Michelin håber, at dets Active Wheel-system snart vil få fat på bilproducenterne. Michelin Nordamerika, Inc.

De fleste bilejere tænker ikke meget på hjulene og dækene på deres biler - og hvem kan egentlig skylde dem, virkelig? Hvis dine dæk fungerer som de skulle, er der normalt ikke meget mere at tænke på. Der er en betydelig mængde teknologi, design og forskning, der går ud på at fremstille et godt dæk, men kun to ting kommer typisk til at tænke på, når nogen køber nye dæk: Hvor meget koster de? Og hvor længe vil de vare?

Men i lidt mere end et årti har mange bilproducenter og dækfirmaer arbejdet hårdt for at ændre, hvordan bilejere tænker over og bruger deres dæk. Mere specifikt ønsker de at tage køretøjets strømforsyning såvel som mange andre integrerede dele af en fungerende bil og placere det hele inde i rattet. Baseret på denne beskrivelse kommer det sandsynligvis ikke en overraskelse for dig, at disse noget nye komponenter kaldes hjulmotorer. Og virksomheder som Michelin håber, at denne nye teknologi vil revolutionere fremtidens transport.

Det grundlæggende princip bag et køretøj, der er udstyret med elektriske motorer i hjulet, er enkelt. Forbrændingsmotoren, der normalt findes under hætten, er simpelthen ikke nødvendig. Den erstattes af mindst to motorer placeret i hjulnavet. Disse hjul indeholder ikke kun bremsekomponenterne, men også al den funktionalitet, der tidligere blev udført af motor, transmission, kobling, affjedring og andre relaterede dele.

Selvom konceptet i teorien er relativt enkelt, stiller hjulmotorer et antal spørgsmål om ydeevne, funktion og effektivitet. Vi ser på alle disse spørgsmål og mere fra den næste side.

Indhold
  1. Motorhjulets ydeevne
  2. Motoreffektivitet i hjulet
  3. Motorhjul i hjul
Protean F 150 EV har ingen motor; det har dog fire elektriske motorer på hjul, der kunne producere mere end 100 hestekræfter pr. motor (over 400 hk i alt). Foto høflighed Protean Electric

Produktion af et køretøj, der bruger elektriske motorer i hjulet, er en proces, der er meget mere kompliceret end bare at rive motoren ud og derefter klæbe elektriske motorer ind i det ubrugte rum inde i hjulet. Denne type elektrisk motor er designet til at arbejde på hybridkøretøjer, fulde batteridrevne køretøjer og endda brændselscelle-drevne elektriske køretøjer.

Mængden af ​​energi, der genereres af disse hjulmotorer, kan variere afhængigt af producenten og motorens størrelse. For eksempel afslørede et firma, der hedder Protean Electric, en Ford F 150-lastbil ved Specialudstyrsmarkedsforeningen (SEMA) i 2008. Protean modificerede Ford F-150 EV ved at fjerne V8-motoren og tilføje fire elektriske motorer til hjulet til lastbil. Hver af de fire Protean Drive-motorer er i stand til at levere over 100 hk hver, i alt 400 hk fra alle fire motorer - langt mere end produceret af standard V8-motoren. Hver motor vejer kun 68 kilo (31 kilo) og opnåede kraft fra et 42 kWh lithium-ion-batteri, der forsynede trucken med en rækkevidde på 166 kilometer før opladningen..

Antallet af hjulmotorer, som et køretøj faktisk bruger, kan justeres for at imødekomme køretøjets krav. I de fleste tilfælde vil for eksempel to motorer levere tilstrækkelig strøm; Hvis du imidlertid taler om et firehjulstrækket køretøj - enten en terrængående lastbil eller en præstationskøretøj - ville det naturligvis kræve fire hjulmotorer.

Lad os tage et kig på Michelins Active Wheel-system for bedre at forstå, hvordan denne teknologi fungerer.

Michelins Active Wheel-system indeholder ikke kun den elektriske motor, der faktisk kører hjulet, men også bremsesystemet og et aktivt ophængssystem. Michelin Nordamerika, Inc.

Afhængigt af producenten kan en hjulmotor indeholde en række forskellige komponenter, men de fleste har de samme basisdele. Vi bruger Michelins Active Wheel-system som vores eksempel.

Ydersiden af ​​en hjulmotor har meget lidt variation sammenlignet med et standardhjul. Når hjulet først er taget ud af køretøjet, udsættes hovedelementerne i det elektriske motorsystem i hjulet. Det relativt lille område indeholder bremsesystemet, et aktivt ophængssystem og den elektriske motor, der faktisk driver hjulet. Det aktive hjulophængssystem er et elektrisk betjent system, der kan reagere på kun 3 / 1.000 s sekund for automatisk at korrigere pitching og rullende bevægelser.

Nogle hjulmotorkonstruktioner tilbyder også hvad der kaldes regenerativ bremsning. Det betyder, at systemet fanger noget af sin egen kinetiske energi under bremsning og sender det tilbage for at oplade batteriet. Nogle hybrider, såsom Toyota Prius og Tesla Roadster, indeholder allerede denne regenererende bremseteknologi, som giver bilerne et længere køreområde.

En af de største fordele ved elektriske motorer i hjulet er det faktum, at strømmen går lige fra motoren direkte til hjulet. Ved at reducere afstanden, som strømmen kører, øges motorens effektivitet. F.eks. I byens kørselsforhold kan en forbrændingsmotor kun køre med 20 procent effektivitet, hvilket betyder, at det meste af sin energi går tabt eller spildes ved hjælp af de mekaniske metoder, der anvendes til at få strømmen til hjulene. Det siges, at en elektrisk motor i hjulet i det samme miljø fungerer med ca. 90 procent effektivitet [kilde: Lepisto].

Lyder ret godt, ikke? Nå, fortsæt med at læse for at finde ud af, hvordan en elektrisk motor i hjul ikke ofrer strøm, mens den øger effektiviteten.

Mitsubishi CT-konceptet bruger MIEV-hybrid-el-køretøjets (MIEV) hybrid drivkraft, der beskæftiger en elektrisk motor i hvert af køretøjets fire hjul. AP Photo / Paul Sancya

Indtil videre har vi lært, at kombinationen af ​​flere hjulmotorer kan slukke mere end 600 hestekræfter, og at de kan modtage deres egen energi under bremsning, men hvad med den øjeblikkelige kraft, der undertiden kræves ved hjulene? Med andre ord, giver disse elektriske motorer i hjulet tilstrækkeligt drejningsmoment til enhver anvendelse? Når alt kommer til alt spiller drejningsmoment en vigtig rolle i enhver bils responstid og ydeevne, ikke sandt?

I et køretøj udstyret med elektriske motorer i hjulet er der masser af drejningsmoment til rådighed - næsten øjeblikkeligt, som en kendsgerning. Elektriske motorer producerer en stor mængde drejningsmoment, og da denne kraft overføres direkte til hjulet, går meget lidt tabt ved overførslen. Hvert hjul kan udstyres med sensorer til at bestemme, hvor meget moment der kræves på et givet tidspunkt. Lignende systemer findes nu i biler på vejen, men responstiderne er lidt langsommere på grund af antallet af involverede komponenter og de mere komplekse elektriske kommunikationsveje.

På et køretøj, der er udstyret med elektriske motorer i hjulet, er der flere større systemer inde i selve hjulet. Så det er kun grund til at mange af kernekomponenterne i en traditionel bil kan fjernes. Vi nævnte i begyndelsen af ​​denne artikel, at motoren, gearkassen, koblingen, affjedringen og andre relaterede dele kan fjernes på køretøjer, der er udstyret med elektriske elektriske motorer, fordi hjulkomponenterne håndterer alle disse funktioner. Denne udskiftning af mekaniske funktioner med elektriske funktioner kaldes ofte by-wire teknologi -- såsom driv-for-wire eller bremse-for-wire for eksempel.

Ved at fjerne motoren er det muligt at tilføje design og strukturelle forbedringer til et køretøj. Hidtil er test af det elektriske motorsystem i hjulet blevet udført af mange bilproducenter og teknologiselskaber, herunder Venturi Corporation i Monaco til brug i sit Volage-konceptkøretøj, men spørgsmål om pålidelighed, holdbarhed og sikkerhed er vanskelige at rapportere uden udbredt brug af systemet.

For mere information om elektriske motorer i hjul og virksomheder, der udvikler og tester teknologien, skal du følge linkene på næste side.

Relaterede artikler

  • Sådan fungerer brændselsceller
  • Sådan fungerer regenerativ bremsning
  • Sådan fungerer dæk
  • Sådan fungerer elbiler
  • Sådan fungerer bilmotorer
  • Sådan fungerer GM's Hy-wire System

Flere gode links

  • Michelin USA
  • Hi-Pa Drive F-150

Kilder

  • Doggett, Scott. "Michelin til kommercialisering af aktivt hjul; teknologi, der skal vises i 2010-biler." Edmunds.com. 1. december 2008. (10. marts, 2009) http://blogs.edmunds.com/greencaradvisor/Manufacturers/heuliez/
  • Eureka Magazine. "Gør sagen til børsteløse hjul." September 2008. (10. marts 2009) http://www.pmlflightlink.com/pdfs/eureka.pdf
  • Garrett, Jerry. "Udstilling for rød-varm præstation tager en grøn tur." The New York Times. 6. november 2008. (10. marts 2009) http://www.nytimes.com/2008/11/09/automobiles/09SEMA.html
  • GreenCar.com. "Kan hjulmotorer være det næste store ting?" 1. oktober 2007. (11. marts 2009) http://www.greencar.com/articles/could-wheel-motors-next-big-thing.php
  • Lepisto, Christine. "Michelin afslører aktivt hjul i en overkommelig elbil." TreeHugger.com. 30. november 2008. (9. marts 2009) http://www.treehugger.com/files/2008/11/active-wheel-affordable-electric-car.php
  • Michelin. "Michelin Active Wheel." 2. oktober 2008. (4. marts 2009) http://www.michelin.com/corporate/actualites/en/document.DocumentRepositoryServlet?codeDocument=7735&codeRepository=MICHCORP&codeRubrique=salonauto2008



Endnu ingen kommentarer

De mest interessante artikler om hemmeligheder og opdagelser. Masser af nyttige oplysninger om alt
Artikler om videnskab, rum, teknologi, sundhed, miljø, kultur og historie. Forklare tusinder af emner, så du ved, hvordan alt fungerer