Elektromotory v kolech blíže realitě

Jan Grohmann - 18 Duben 2013

U elektrických aut ve všech pádech skloňujeme kapacitu baterií, ale na srdce elektromobilu, což je elektromotor, tak trochu zapomínáme. Ač se zdá, že technologie elektromotorů se nedá příliš vylepšit, americká firma Protean Electric dokazuje opak. Na světovém automobilovém kongresu Society of Automotive Engineers představila nejnovější řešení pro samostatně elektricky poháněná kola.elektromobil

Elektrokoly mohou být vybaveny i současné vozidla se spalovacím motorem
foto: Protean electric

Elektromotory mají proti spalovacím motorům zásadní výhodu - maximální točivý moment je k dispozici už od nulových otáček. Pokud umístíme elektromotory přímo do kol, výhoda točivého momentu se dále násobí.

Samostatně elektricky poháněná kola nepotřebují žádnou transmisi (převodovka, spojka, rozvodné hřídele), šetří místo v karoserii a zjednodušují její konstrukci. Každé kolo lze navíc precizně výkonově řídit a také dle potřeby a chuti dělit výkon na jednotlivá kola – při průjezdu zatáčkou, při náledí nebo podle stavu vozovky.

Jedním z hlavních světových hráčů na poli samostatně poháněných kol je americká firma Protean Electric. Na zmíněném kongresu představila nejnovější technologii pro „motorové kolo“, vyznačující se až o 25 % větším točivým momentem, než dřívější řešení.

Nejnovější elektrické kolo od společnosti Protean je schopno vyvinout točivý moment až 1000 Nm a výkon až 75 kW (100 koní). Každý motor váží pouhých 31 kilogramů. Pokud bychom měli brát jen poměr výkon/hmotnost, elektrokola nemají ve spalovacích motorech absolutně žádnou konkurenci.

Každé jednotlivé kolo také slouží jako rekuperátor elektrické energie při brzdění. Podle oficiálních údajů ze stránek Protean Elektric dokáží až 85 % kinetické energie, vzniklé při brzdění, přeměnit zpět na elektrickou energii.

Geniální na celém nápadu je, že „elektrokola“ mohou být umístěná jak v elektromobilech, hybridech, tak i v klasických automobilech se spalovacím motorem. Pokud chceme ze svého současného automobilu udělat elektromobil, jednoduše vyměníme klasická kola za elektrokola, připojíme baterii, řídicí jednotku a je hotovo. Podle firmy Protean u takto vylepšeného automobilu poklesne spotřeba paliva až o 30 %.

Jediným problémem, alespoň podle kritiků, je hmotnost samostatných kol, resp. velká hmotnost neodpružené hmoty a s tím údajné dramatické zhoršení jízdních vlastností a přilnavosti k vozovce. Podle výsledku studie Unsprung Mass with In-Wheel Motors - Myths and Realities jsou však podobné obavy přehnané.

Jízdní vlastnosti na nerovné vozovce jsou sice opravdu horší, ale průměrný řidič rozdíl nepozná. Navíc problémy s jízdními vlastnostmi lze řešit pomocí současných technologií – jiný typ zavěšení kol, tlumení rázů, jiná směs pneumatik apod. Jinak řečeno, výhody plynoucí z použití elektricky poháněných kol dalece převyšují nad teoretickými nevýhodami.

Gizmag, Protean Electric
Zpět na HybridPřidat komentář
Obrázek uživatele mroz

Dle mého názoru jsou motory v kole zatím nepoužitelné.

V článku by nemělo být napsáno: "motor váží pouhých 31 kilogramů", "ale motor váží nemalých 31 kilogramů" :)

A zase tolik výhod to nepřináší. Pokud je motor umístěn mimo kola, je navíc použita vlastně jen hřídel s homokinetickými klouby. Plus je možné použít i převodovku pro přizpůsobení se optimálnímu pásmu otáček viz příspěvek níže, bez obav, že by se zbytečně zvýšila hmotnost kola.

Obrázek uživatele EKOLO

Ve skutrech tyto motory jezdí mnoho let a zatím s nimi ani na našich silnicích není problém. Firma Ekolo takovýto motor vyvinula již před 12ti lety, ale nikdo o něj neprojevil tehdy zájem. EKOLO znamená právě elektrický motor v kole.
Neplést s firmou pana Ditricha, který si pouze přivlastnil tento chráněný název, který používám pd r. 1992.
Zmíněné motory patří opravdu ke špičce a komerčně není výrobek, který by je předčil. Pracujeme však na verzi , která bude finančně dostupnější. Nechápu nějaké problémy s magnety, jedině díky jim se dosáhne vysoké účinnosti a vysokého momentu.
Zkuste si zjistit účinnost zmíněného motoru.
pozn. mozilla uvádí www.elektromobil.wz.cz jako útočné stránky, ale lze to ignorovat, je to daň za web zdarma. Explorer s tím problém nemá.

---

Jaromír Vegr - EKOLO elektromobily

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

Zajímavé je, že na zdejší vedlejší diskuzi je popsaných několik problémů s těmito motory v zadních kolech skútrů. Stačí jen pořádně číst a nevymýšlet si.

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

Mňa by zaujímala životnosť tlmičov a ložísk. Pri súčasne relatívne ľahkých kolesách sa deravých cestách pomerne rýchlo vytĺkajú tlmiče. Keď im nepomáhajú povestné slovenské výtlky, tak česká D1 im tiež nepomôže. A takisto budú nemálo trpieť aj ložiská. Osobne by som motor ponechal umiestnený mimo kolies. Však elektromotor je oproti spaľovaciemu motoru dostatočne malý a dokiaľ sa v našich zemepisných šírkach výrazne nezlepší kvalita ciest, tak nad takou "vychytávkou" ako sú motory v kolesách by som ani neuvažoval.

Mě by spíše zajímala životnost pneumatik.
Lehké kolo má malou setrvačnost, a proto se všechny rázy snáze přenášejí na tlumiče a ložiska.
Těžké kolo s motorem má velkou setrvačnost, a proto méně ochotně mění směr. Ložiska a tlumiče jsou proto namáhány méně. Nevím co by takové těžké kolo dělalo při nájezdu na hranu české díry, to je na proražení.
Problém velké neodpružené hmoty je v tom, že kolo pomalu kopíruje terén, a proto má vozidlo horší jízdní vlastnosti.
Pro auto s takovými koly by byla lepší pneumatika s vyšším profilem, jenomže to by pak musel být menší a tudíž méně výkonný motor.
Něco o neodpružených hmotách je možné najít třeba zde:
https://dspace.vutbr.cz/bitstream/handle/11012/13108/Tomas_Martinek_BP.pdf?sequence=1

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

Mňa by zaujímala životnosť tlmičov a ložísk. Pri súčasne relatívne ľahkých kolesách sa deravých cestách pomerne rýchlo vytĺkajú tlmiče. Keď im nepomáhajú povestné slovenské výtlky, tak česká D1 im tiež nepomôže. A takisto budú nemálo trpieť aj ložiská. Osobne by som motor ponechal umiestnený mimo kolies. Však elektromotor je oproti spaľovaciemu motoru dostatočne malý a dokiaľ sa v našich zemepisných šírkach výrazne nezlepší kvalita ciest, tak nad takou "vychytávkou" ako sú motory v kolesách by som ani neuvažoval.

Redakce prosím opravte si v textu. Brždění je nespisovně.

---

hariprasad

Obrázek uživatele Jan Horčík

Opraveno, díky

---

šéfredaktor Hybrid.cz

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

A co takový spínaný reluktanční motor?
+nemá komutátor
+nepotřebuje magnety
+dobrý poměr hmotnost/výkon
-hlučnější chod (záleží na návrhu profilu a řízení) ale pořád se řeší u elektromobilu nějaké ozvučení kvůli chodcům, tak ať si klidně bzučí :)

SRM nebo AM s kotvou na krátko, hlavně se vyhnout permanentním magnetům :)

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

..však při použití převodovky se navíc násobí síla elektromotoru daným převodovým poměrem ...zvyšuje se takto dynamika vozu, ale se i zvyšuje spotřeba el. energie...

Snižují se otáčky, zvyšuje se kroutící moment, přenesený výkon je stále stejný.

I elektrický motor má optimální pásmo provozních otáček, kde by se dal díky převodovce udržovat v širším spektru provozu.

Ale hlavní výhoda je ta, že motor by nemusel při změně převodu dosahovat vysokých otáček > vyšší životnost mechanických součástek motoru.

Osobně kolomotorům moc nevěřím, synchronní motor se z toho udělat nedá, kotvu na krátko si nedovedu moc dobře představit, takže jsme zase u permanentních magnetů > závislost na materiálech a vysoká cena.

a co takhle synchronní motor s permanentními magnety? ;-)

Omlouvám se, myslel jsem kroužkový synchro;)

Ale celkově je umístnění v kolech docela nešťastné, motor je hned na ráně, působí na něj rovnou vlivy okolí, rázy během jízdy...

Zajímavý byl prototyp firmy Michelin Active Wheel, ale o něm už jsem dlouho nic neslyšel...

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

Může mi někdo polopatě vysvětlit, proč elektromotor má maximální točivý moment už od nulových otáček?

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

Spaľovacie motory majú min. otáčky, pod ktorými ten motor "skape" (niekoľko 100 ot./min.) - vychádza to z princípu - explózia vo valci - prudký dynamický dej. Preto musia ísť takéto motory keď auto stojí na voľnobeh.
Elektromagnety v elektromotore po zapnutí vytvoria silné magnetické pole aj keď motor stojí (skús chytiť vŕtačku keď stojí a zapni - pocítiš "kruťák" pri nulových otáčkach).

Obrázek uživatele Jolinar

snad dostatecne polopate:
protoze jakmile pustis do elektromagnetu proud, vytvori magneticke pole okamzite. je to skoro jako bys cvaknul vypinacem. maximalni tocivy moment neni uplne od nulovych otacek, ale je velmi velmi blizkok nulovym otackam :-)

U BLDC je prakticky od nulových otáček. Ale třeba asynchronní začne zabírat až při vyšších otáčkách, kdy je už vybuzena kotva.

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

no tomu hrozně rozumím...

Pokud člověk trošku nevidí do spalovacích motorů a el. motorů, tak se to bez obrázků vysvětlí těžko ve dvou řádcích.

Základem je, za jakých podmínek vzniká dostatečný záběrný moment, který dokáže uvést vozidlo do pohybu.

El. motory mají obecně záběrný moment (při nulových otáčkách motoru) mnohonásobně vyšší, než spalovací motor. To, že statorem el. motoru v při rozběhu procházejí vyšší než jmenovité proudy asi nemá cenu rozvádět.


Nabíječky elektromobilů CircontrolAutonabíjení.cz - vše pro Váš elektromobilveletrh e-Salon