Как работает мотор-колесо? Об электровелосипедах
Мотор-колесо – бесщеточный синхронный электромотор постоянного тока, интегрированный в ступицу колеса. Электрические моторы данного типа не используют вспомогательных механизмов для передачи мощности от электродвигателя к колесу и лишены компонентов, подверженных трению, кроме подшипников в редукторных моделях. Электромотор, передаточный механизм и колесо объединены в общий узел, что придает ему высокую эксплуатационную надежность.
Типы мотор-колес
Ступичные электродвигатели предназначаются для монтажа в переднюю или заднюю вилку велосипеда (с различными размерами дропаута оси), бывают разной мощности, с выполненной заспицовкой в обод или без нее. В зависимости от внутреннего устройства они бывают:
- Редукторные – с интегрированным планетарным редуктором. Такие модели компактны и легковесны, не создают сопротивление при езде с отключенным мотором, имеют отличные тяговые качества и обеспечивают уверенное преодоление подъемов.
Но они производятся небольшой мощности – 250–500 Вт, поэтому высокие скорости развить не позволяют. - Прямого привода – безредукторные. Производятся мощностью от 500 В до нескольких киловатт и позволяют получить скорость вплоть до 100 км/ч и более. Но прямоприводные моторы уступают редукторным моделям по тяговым характеристикам, а в отключенном состоянии оказывают сопротивление при накате. Для комфортных поездок по холмистой местности мощность МК прямого привода должна составлять не менее 1500 Вт.
Но они производятся небольшой мощности – 250–500 Вт, поэтому высокие скорости развить не позволяют. Различия в устройстве мотор-колес
При наличии планетарного редуктора возрастает крутящий момент мотор-колеса, но ограничиваются его скоростные возможности. При использовании редукторного МК вы сможете легко преодолевать подъемы, но при езде на прямолинейных участках скорость будет умеренной – в среднем до 30–35 км/ч.
У прямоприводных моделей все наоборот – доступны более высокие скорости, но крутящий момент ниже, т.е. тяговые характеристики у редукторного МК на 350 Вт и прямоприводного МК на 1500 Вт примерно одинаковы.
По надежности редукторные модели немного уступают прямоприводным, т.к. в конструкции редуктора есть планетарная передача с 3 шестернями из пластика. Их примерный ресурс – 6000–9000 км пробега. Зато редукторные модели обеспечивают лучший накат и позволяют легче крутить педали при отключенном моторе.
Прямоприводные модели имеют предельно простую и надежную конструкцию без шестеренок, более высокий КПД и способность к рекуперации энергии. Внутри такого устройства находятся статор и ротор – жестко зафиксированная ось колеса с обмотками и втулка с мощными постоянными магнитами. Это традиционная схема 3-фазного двигателя переменного тока.
Как работает мотор-колесо?
Независимо от того, как устроено электроколесо – с редуктором или без него, принцип его работы одинаков. В статоре в виде многолучевой звезды из электротехнической стали появляется магнитное поле. При взаимодействии с постоянными магнитами оно инициирует вращение ротора. На лучах статора есть обмотки, и когда по ним идет ток, лучи превращаются в электромагниты.
Они притягивают постоянные магниты на роторе и инициируют вращение ротора.
Для получения нужной мощности и равномерного вращения колеса статор имеет несколько десятков обмоток. Но в результате они соединяются в 3 и чередуются по окружности: 1-2-3-1-2-3… На противоположной стороне на роторе есть магниты из редкоземельных материалов. Когда на обмотки поступают импульсы напряжения, происходит активизация их магнитных качеств, взаимодействие с магнитами и вращение ротора.
Импульсы поступают на обмотки поочередно и четко в нужные моменты времени. Определяют эти моменты находящиеся на статоре датчики Холла. Они отслеживают взаимное расположение ротора и статора, откликаются на магнитное поле и отправляют сигналы на контроллер. На основании полученных сведений контроллер своевременно подает на обмотки статора импульсы напряжения. Обмотки превращаются в электромагниты, вступают во взаимодействие с постоянными магнитами ротора и заставляют его вращаться. Наглядно принцип работы бесколлекторного электродвигателя представлен на картинке.
Элементы управления мотор-колесом
Интенсивность вращения ступичного электромотора регулируется рычагом газа. При смене его положения меняется число импульсов напряжения, подаваемых в единицу времени на обмотки. В результате меняется и скорость езды. В ручки тормоза также встроены датчики, которые в свою очередь отключают подачу питания на электрический двигатель при торможении.
В предыдущей статье блога VoltBikes рассказывается о том, какое напряжение лучше выбрать для электровелосипеда.
Как работает мотор-колесо ✔Новости от MYBRO
Современные электрические велосипеды передвигаются за счет двух типов двигателей: коллекторного мотора или бесколлекторного синхронного двигателя. Более производительным и экономически выгодным является мотор колесо для электросамоката или электровелосипеда.
Электроколесо – электрический двигатель, встроенный в обод колеса. Конструкция не предусматривает специальных механизмов передачи крутящего момента от двигателя мотор колеса к корпусу.
Здесь нет никаких контактирующих и соприкасающихся узлов, помимо моторных подшипников. В составе комплекта все основные детали представляют одно целое:
- Трансмиссия;
- Двигатель;
- Колесный корпус.
В интернет магазинах продаются готовые мотор-колеса Дуюнова с разной мощностью. Необходимо обратить внимание: чем мощнее устройство, тем больше напряжения потребуется для работы мотора. Соответственно, в мощные модели устанавливается более емкостный аккумулятор. Производители предлагают купить хорошие электроколеса безредукторного или редукторного типа. Оба устройства имеют одинаковый принцип действия, но могут отличаться ценой и мощностью.
Принцип работы мотор колеса
Редукторное мотор колесо производит крутящий момент за счет появления вращающегося магнитного поля в фиксированном статоре, взаимодействующем с постоянными магнитами.
Статор изготавливается из электротехнической стали и визуально напоминает многолучевую звездочку с обмоткой.
Во время передачи электрического импульса по обмоткам лучики статора превращаются в магниты, и притягивают постоянные магнитики ротора. На статоре бывает любое количество обмоток, которые повышают плавность движения и обеспечивают высокую мощность. В момент
На роторе на маленьком расстоянии, напротив обмотки, установлены редкоземельные магнитики. Для постоянного вращения мотора поочередно передаются сигналы напряжения, за счет чего активизируются их магнитные свойства.
Для выяснения момента активизации магнитов в статоре есть три датчика Холла, определяющих положение ротора относительно статора. В результате распознания магнитного поля постоянными магнитами датчики создают электрический сигнал, поступающий в контроллер.
Контроллер распознает положение ротора за счет работы датчиков Холла и в конкретный момент передает электрические импульсы на обмотку, преобразуя в электромагнитные сигналы. Электрические магниты притягивают постоянные магниты ротора, запуская их движение. За каждый подобный цикл выполняется одно вращение ротора.
Как проверить мотор колесо?
Управление скоростью движения электроколеса (и скоростью транспортного средства) происходит ручкой газа. Контроль скорости возможен за счет изменения количества электрических импульсов, которые передаются на обмотки в одну единицу времени.
Дополнительным устройством управления работой устройства являются
В сборке электроколесо представляет собой ротор, соединенный с ободом спицами. Все, что нужно сделать после покупки – надеть камеру и шину на обод и установить мотор колесо на велосипед.
Тех. — Лордстаун Моторс
Технология — Лордстаун МоторсПолностью электрический
Общая стоимость
собственности
Перейдя на более дешевый источник энергии и убрав все
стоимость владения повышается.
Автомобиль внутреннего сгорания
Система полного привода
Меньше деталей =
Меньше поломок, меньше времени простоя
Лучше для вашей работы. Когда ты делаешь вещи простой, меньше вещей ломается. Меньше частей не означают только более низкие затраты на техническое обслуживание, но также меньше поломок и больше времени в пути быть продуктивным и предсказуемым.
Четыре мотора-втулки
Не все электромобили созданы
Равный
Мы используем платформу, на которую устанавливается двигатель
Мозги и мускулы в каждом колесе сопровождая вас каждую милю на дороге.
Бортовой
Электродвигатель
и коробка передач
Электродвигатель
Внутриколесный двигатель
Двигатели
Внутриколесный двигатель
Что такое ступичный двигатель?
Втулочный двигатель представляет собой электродвигатель, встроенный в ступицу колеса и управляет им напрямую. Что делает ступичные двигатели более эффективным? Меньше ненужного движения. Все выходная энергия идет непосредственно на колеса для немедленное движение.
Интегрированное программное обеспечение
Интегрированное программное обеспечение контролирует и регулирует
каждое колесо каждую миллисекунду для оптимизации
производительность, диапазон и эффективность, в то время как
одновременный мониторинг аккумуляторной батареи
производительность.
Наш Телематика система предоставляет владельцам широкий спектр
данные для управления автопарком.
2023 All-Electric Endurance™
Технические характеристики
| КОРПУС | |
|---|---|
| Строительство/материалы | Сталь и алюминий |
| Тип кузова | Полноразмерный пикап с двойной кабиной |
| Трансмиссия/трансмиссия | |
| Компоновка трансмиссии | 4 мотор-колеса |
| Заданная пиковая мощность (л.с./кВт) | 550 |
| Целевой пиковый крутящий момент (фунт-фут) | 4 800 |
| Максимальная скорость | 118 миль в час |
| Батарея/накопитель энергии | |
| Тип батареи | Литий-ионный и с жидкостным охлаждением |
| Емкость аккумулятора | 109 кВт-ч |
| Питание от встроенного зарядного устройства | 11 кВт |
| Целевое время зарядки | |
| Быстрая зарядка постоянным током | |
| 150 кВт DCFC от уровня заряда 20-80% | 30 минут |
| 50 кВт DCFC от уровня заряда 20-80% | 90 минут |
| Уровень 2 | |
| 32A Подключенная зарядная станция от уровня заряда 20-80% | 9,5 часов |
| Экономия топлива | |
| Целевой показатель экономии топлива | 65 миль на галлон |
| Целевой диапазон EPA по оценке | 200 миль |
| Внешние размеры (предварительная оценка) | |
| Колесная база | 146 в |
| Длина | 230 в |
| Ширина без зеркал | 84,55 дюйма |
| Ширина с зеркалами | 94,12 в |
| Высота | 75 в |
| Поворотный круг | 47 футов |
| Ширина передней гусеницы | 68 в |
| Ширина задней колеи | 68 в |
| Длина подъемной платформы | 5 футов 8 дюймов |
| Подборщик тома кровати | 59,3 фута 3 |
| Объем переднего багажника | 9,6 футов 3 |
| Внутренние размеры (предварительная оценка) | |
| Сиденья (пассажиры) | 5 |
| Передний потолок | 40,86 дюйма |
| Переднее пространство для ног SAE (максимальное) | 41,11 в |
| Переднее плечо | 65,13 в |
| Переднее бедро | 60,86 в |
| Задний потолок | 39,69 в |
| Пространство для ног сзади SAE (максимальное) | 38,98 в |
| Заднее плечо | 64,07 в |
| Заднее бедро | 60,20 дюйма |
| Рулевое управление и подвеска | |
| Передняя подвеска | Независимый |
| Задняя подвеска | Цельная ось |
| Рулевое управление | Рейка и шестерня |
| Тормоза | |
| АБС | АБС на 4 колеса |
| Тип | Диск на 4 колеса |
| Колеса и шины | |
| Колесо | 9J x 20 |
| Марка шины | Гудиер |
| Размер шины | 275/60R20 |
| Тип | Всесезонный |
| Прицеп и полезная нагрузка | |
| Снаряженная масса | 6400 фунтов |
| Распределение снаряженной массы на переднюю ось | 50% |
| Максимальная полезная нагрузка | 1100 фунтов |
| Максимальная грузоподъемность при обычном прицепе | 8000 фунтов |
| Максимальная полная масса автомобиля | 7500 фунтов |
| Максимальная полная масса автомобиля | 15 000 фунтов |
| Зарядка | |
| Индикатор состояния зарядного порта | |
Возможность быстрой зарядки постоянным током Макс. 150 кВтч | |
| Шасси | |
| TPMS (Контроль давления в шинах) Все шины | |
| Полноразмерная запасная шина (под кузовом грузовика) | |
| Домкрат/инструмент для запасного колеса | |
| Совместимость с цепями противоскольжения | |
| Подшипники колеса с низким сопротивлением | |
| Электрика — информационно-развлекательная система | |
| Микрофон для телефона Hands Free с формированием луча | |
| Кластерный экран — без аппаратных датчиков — без касания | |
| Экран центрального стека — сенсорное управление (диагональ 12,3 дюйма) | |
| Разъемы USB-C на передней части центральной консоли — с подсветкой, горизонтальные (для передних пассажиров) | |
| Разъемы USB-C на задней панели центральной консоли — с подсветкой, горизонтальные (для задних пассажиров) | |
| Инвертор 400 Вт 3,3 А для розеток 120 В | |
| Дополнительная розетка 120 В в грузовом отсеке | |
| Розетка 120 В на задней панели центральной консоли с подсветкой, горизонтальная | |
| Интернет-радио AM/FM | |
| Bluetooth/Handsfree Соединение с мобильным телефоном | |
| Внешний вид | |
| Центральный замок/отпирание всех дверей, включая заднюю дверь | |
| Переднее освещение тележки | |
| Угловые ступеньки заднего бампера | |
| Электростеклоподъемники с электроприводом | |
| Камера заднего вида | |
| Крючки для крепления задней кровати (14–6 с каждой стороны, 2 спереди) | |
| Медленно открывающаяся задняя дверь | |
| Светодиодные фары | |
| Светодиодные задние фонари | |
| OSRVM (наружное зеркало заднего вида) — ручное складывание + регулировка мощности | |
| Интерьер | |
| Рулевая колонка с наклоном | |
| Ковшеобразное сиденье водителя с ручной регулировкой в 4 направлениях | |
| Ковшеобразное сиденье переднего пассажира с ручной регулировкой в 4 направлениях | |
| Складное многоместное сиденье 60/40 (3 пассажира) | |
| Хранение на заднем сиденье (под откидным сиденьем) | |
| Проводка к блоку предохранителей и разъем для дооснащения | |
| Внутренняя отделка | |
| Силовой агрегат/Тепловой | |
| Программное обеспечение, управляющее режимами максимальной скорости и ускорения (панель управления парком автомобилей) | |
| Регулируемый уровень рекуперативного торможения | |
| Полный привод | |
| Круиз-контроль | |
| Пуск с кнопки — без пассивного входа | |
| Автоматическая предварительная подготовка батареи | |
| Системы безопасности | |
| Подушки безопасности (6) (водителя, пассажира, со стороны сиденья водителя, со стороны пассажирского сиденья, левой боковой шторки, правой боковой шторки) | |
| Система помощи при превышении скорости (информация об ограничении скорости и контроль скорости) | |
| Интеллектуальная система безопасности при столкновении (отключение высокого напряжения, включение света, отпирание дверей) | |
| Электрическая система стояночного тормоза | |
| Система помощи при парковке | |
| Наружная/внутренняя отделка | |
| Белый электрик (стандарт) | |
| Сиденья черные | |
| Отделка (двери, IP, обивка потолка) — темная (черная/серая) Функции помощи при парковке | |
| Гарантия | |
| База: 36 месяцев / 36 000 миль | |
| Аккумулятор/двигатель: 96 месяцев / 100 000 миль | |
| Коррозия: 60 месяцев / неограниченное количество миль | |
| Краска (химическая пятнистость): 12 месяцев / 12 000 миль | |
| Помощь на дороге: 36 месяцев / 36 000 миль | |
* Спецификации, изложенные в данном документе, могут быть изменены во всех отношениях по собственному усмотрению Lordstown Motors и не являются заявлением или гарантией Lordstown Motors.
Спасибо!
Вы успешно подписались на нашу рассылку.
Электродвигатели в колесах могут стать будущим электромобилей
Лондон Си-Эн-Эн Бизнес —
В 1900 году Фердинанд Порше и Людвиг Лонер представили электромобиль с моторами на батарейках, прикрепленными к передним колесам. Это было воспринято как сенсация, но технология так и не стала популярной, поскольку бензиновые автомобили достигли мирового господства.
Более века спустя моторы в колесах возвращаются. Установленные на ободе колеса электромобиля двигатели повышают эффективность, передавая мощность непосредственно туда, где она больше всего нужна.
«Двигатели в колесах меняют правила игры», — говорит Лука Амброзич, коммерческий директор словенской компании Elaphe Propulsion Technologies, одного из ведущих разработчиков этой технологии. По его словам, они предлагают «полную свободу дизайна», давая производителям автомобилей возможность «создавать более совершенные и умные автомобили».
Конструкция Elaphe объединяет все части двигателя в стандартной ступице колеса, включая подвеску, тормоза и ротор двигателя.
Элаф Пропульшн Технолоджис Упаковав все в колеса, нет необходимости в других компонентах, таких как коробка передач или приводной вал, который обычно передает мощность от бортового двигателя на колеса.
Это делает автомобиль легче, говорит Амброзич CNN Business, и экономит энергию за счет сокращения расстояния, которое должна преодолеть мощность. Это также освобождает место в автомобиле и позволяет производителю сделать автомобиль более аэродинамичным. Он добавляет, что более аэродинамический автомобиль, в свою очередь, требует меньше энергии, что может означать меньшие батареи и более легкие автомобили.
Компания Elaphe, основанная в 2006 году Гораздом Лампичем и квантовым физиком Андреем Детелой, разработала двигатели для электромобилей. Lightyear 0, отличающийся изогнутыми солнечными панелями, встроенными в его крышу, оснащен двигателями, разработанными совместно с Elaphe, на каждом колесе.
Lightyear говорит, что автомобиль будет запущен в производство в этом году и будет иметь самую эффективную серийную трансмиссию в мире.
Aptera Motors, еще одна компания, разрабатывающая электромобили на солнечных батареях, привлекла Elaphe к поставке колесных двигателей для своего легкого трехколесного автомобиля, хотя производство еще не началось. А Lordstown Motors использует мотор-колеса Elaphe для своей новой линейки электрических пикапов Endurance, которые, по ее словам, обеспечивают грузовику настоящий полный привод. Коммерческое производство пикапа началось в сентябре.
Эти примеры показывают, что моторы в колесах могут использоваться как для легких, так и для тяжелых условий эксплуатации, говорит Амброзик, хотя конструкции должны быть изменены для каждой цели.
«Речь идет не о том, чтобы иметь универсальный двигатель, — говорит он.
Но некоторые отраслевые эксперты считают, что моторы в колесах могут иметь ограниченное распространение на основных рынках. Джеймс Эдмондсон, старший технологический аналитик, специализирующийся на электромобилях исследовательской фирмы IDTechEx, отмечает, что большинство крупных производителей автомобилей основывают свои платформы электромобилей на бортовых двигателях. Внедрение технологии в колесах потребует полной переделки системы. «Если вам нужно начинать с нуля и строить свой автомобиль с нуля, это огромные инвестиции», — говорит он.
Все четыре колеса пикапа Lordstown Endurance оснащены технологией Elaphe.
Лордстаун Моторс По словам Эдмондсона, производители также обеспокоены долговечностью и подвеской.
Мотор-колеса гораздо больше подвержены непогоде, а также ударам и вибрациям от дороги. Двигатели также утяжеляют колеса, что может снизить комфорт при езде, хотя Эдмондсон отмечает, что это можно компенсировать за счет уменьшения веса в других частях автомобиля.
Согласно отчету исследовательской компании Markets and Markets за 2021 год, ожидается, что спрос на колесные двигатели будет расти вместе с ростом продаж электромобилей и к 2026 году достигнет более 4 миллиардов долларов по сравнению с 800 миллионами долларов в 2021 году. .
В отчете отмечается, что по мере того, как электромобили становятся все более популярными, автопроизводители обращают внимание на двигатели в колесах из-за их возможностей экономии места и повышения энергоэффективности.