Elektromotory v kolech: nejslibnější technologie roku 2013?

Americký magazín Car and Driver vyhlásil 10 nejslibnějších technologií pro rok 2013. Do seznamu překvapivě zařadil také společnost Protean Electric. Ta se dlouhodobě zabývá vývojem elektromotorů přímo v kolech.

Brabus Hybrid, neboli Mercedes-Benz třídy E, vybavený elektromotory v kolech značky Protean Drive
foto: Protean Electric

Historie firmy Protean Electric sahá až do roku 1963, kdy byla založena původní společnost Printed Motors Limited. Skutečně zajímavá historie se ale začíná odvíjet teprve od roku 2001. Tehdy se automobilový průmysl začal pomalu měnit a Protean ucítil příležitost.

V roce 2006 představil technologii in-wheel motoru Hi-Pa Drive na autosalonu v Londýně. V roce 2007 se s touto technologií předvedl koncept Volvo ReCharge na autosalonu ve Frankfurtu.

Tamtéž o čtyři roky později se objevil Mercedes-Benz třídy E poupravený firmou Brabus, vybavený taktéž in-wheel motory Protean. Brabus Hybrid nabídl zrychlení 0 na 100 km/h během 7,4 vteřiny a z 60 na 120 km/h během 5,6 vteřiny.

Dnes už má firma se sídlem v Auburn Hills v Michiganu pobočky také v Británii a Německu. Zaměstnává na 90 lidí. In-wheel motory Protean jsou určeny pro hybridy, plug-in hybridy a elektromobily. Dokážou zcela nahradit klasický elektromotor a výrazně snížit spotřebu.

auto mercedes-benz E brabus elektromotory v kolech Protean Drive

foto: Protean Electric

Elektromotory Protean Drive mohou nabídnout výkon až 80 kW a točivý moment 800 Nm. Vynásobte to čtyřmi a máte docela slušné rodeo. Jedna taková “mašinka” přitom váží 31 kg a maskuje se jako klasické 18″ až 24″ kolo. Parádně zvládá také regenerativní brzdění.

Výropa prototypů Protean Drive začne v roce 2013. Sériová výroba by měla začít o rok později v nové továrně v Liyang v Číně.

A proč se tato technologie dostala do seznamu TOP 10 technologií roku 2013? “Integrace pohonného systému s kolem umožní designérům výrazně zlepšit parametry v oblasti hmotnosti, spotřeby a výkonu,” zdůvodňuje to Don Sherman, technický ředitel magazínu Car and Driver.

Protean Electric je obecně uznáván jako jeden z nejslibnějších technologických start-upů na světě. Svědčí o tom i ocenění “Technologický pionýr roku 2012″ ze Světového ekonomického fóra. A 25 udělených patentů plus 84 žádostí o patent.

tisková zpráva

28 Comments on “Elektromotory v kolech: nejslibnější technologie roku 2013?”

  1. Podme naspat k realite – EVO
    Podme naspat k realite – EVO electric, VISEDO, YASA vyrabaju spickove elektromotory ale nikto nejde do kolesovych elektromotorov pretoze je to len cisty marketing ktory sa snazi presvedcit investorom o tom ze to je dobre riesenie.

    Teraz k cene 10.500€, 9500€, 8800€ pricom aj ked si EVC group vyvinul vlastny PM elektromotor stale sa nevie priblizit k cene ktoru riesi kolega v ramci vyvojoveho tymu okolo prof. Hrabovcovej a Doc. Rafajdusa (UNIZA) – 50kW elektromotor SRM vyrobna cena 700€.

    1. zdravím, ano podobné ceny
      zdravím, ano podobné ceny jsem od nich vyzískal také. Nicméně cena kolem 10.000Eur rozhodně neodpovídá skutečné výrobní ceně motoru. Je to daň za maloseriovou výrobu a snahu zapaltit vývoj a něco si vydělat v dnešní době, která stále moc nepřeje elektormobilům. Rozhodně však nepopírám jejich špičkové parametry.

      Safra, já se snad k Vám opravdu přijedu podívat 🙂

  2. Nemyslím si, že
    Nemyslím si, že elektromotor je až taký problém umiestniť v karosérii, v pohode sa tam zmestí, bez toho, že by uberal miesto pre cetujúcich a náklad. Aj tak totiž musí byť v podvozku dostatok miesta, aby sa tam zmestili nápravy, ktoré sa pri pružení pohybujú.
    Veľká hmotnosť v kolese je dosť veľký problém z hľadiska utlmenia, preto sa konštruktéri snažia o čo najľahšie kolesá.
    Toto sa skúšalo už dávno a zakaždým sa od toho upustilo.
    Navyše na elektromotore sa príliš hmotnosť nedá šetriť, lebo kov, z ktorého je kotva musí byť aj magnetický no a práve tieto kovy patria skôr k tým ťažším. Ďaĺší problém je, že výkon, ktorý je potrebný preniesť na koleso cez magnetické pole vyžaduje určitý prierez materiálu.
    Určite sa dá niečo ušetriť na hmotnosti voľbou materiálu, ale celkový efekt nemusí byť ekonomicky zaujímavý.
    Ďaĺší problém je chladenie – neverím, že napr. 30kW na jedno koleso sa dá uchladiť len vzduchom, čo prináša ďaľšie komplikácie s prívodom a odvodom chladiaceho média.
    Skôr si viem predstaviť krátky hriadeľ do kolesa a v strede vozidla umiestnený elektromotor spolu s kotúčovou brzdou.
    Ostane mi ľahké koleso bez potreby pružných prívodov (ktoré možu byť zdrojom porúch)k brzde a k chladeniu elektromotora.

    1. Problém s instalacé
      Problém s instalacé uvnitř vozidla je pouze u direct-drive elektromotoru o kterém je tu řeč – tedy pohonu bez jakékoliv převodovky. Aby měl takovýto motor dostatečný moment a přitom zachovanou vysokou účinnost a nízkou hmotnost tak musí mít nutně velký průměr.

      uvedu příklad, motor v Mitsubishi iMIEV má špičkový moment 180Nm a přes pevný převodový poměr mech. převodovky 6.066 je na kola v ideálním případě přeneseno 1092Nm. Pro ekvivalentní direct-drive pohon tedy potřebujete buď:

      1 motor = 1092Nm
      2 motory = 545Nm
      4 motory = 273Nm

      ad chlazení: kupodivu je skutečně možné celkem bezproblémově elektromotory v kolech chladit vzduchem, ikdyž pak samozřejmě nedosahují takové účinnosti. Přivedení chladícího média je problematické pouze v nutnosti přivést do zavěšení kola přívodní hadice.

    2. Ahoj souhlasím jen bych
      Ahoj souhlasím jen bych dodal že kolo těhlice ramena a jiné na tomto ústrojí musí být co nejlehčí kvůli přilnavosti k vozovce proto se to dnes už dělá ze slitin hliníku životnost motoru při nárazech na našich cestách je určitě o dost nižší než v karoserii.Dále pak vířívé proudy a co se týka designu lidi jsou na tvar aut natolik zvyklí že je těžké změnit něco tak zásadně aby to muselo byt v kolech.Jediné plus je žádné poloosy ani diferenciály a krokové motory mohou zatstat i ABS.

    1. Michelin Active Wheel je
      Michelin Active Wheel je zástupce trochu jiné kategorie, konkrétně rychloběžného motoru s převodovkou a stím spojených vlastností.

      Avšak jeho „revoluční“ řešení spočívá v přítomnosti druhého elektromotoru pro systém aktivního tlumení a tak do jisté míry kompenzuje právě tu neodpruženou hmotu náprav. Celý komplet váží tuším cca 50kg a rovněž se celý vejde do kola.

        1. Nehádám se,jen
          Nehádám se,jen asynchronní motory mají mnohel menší účinost než krokové a řízení už je dávno vyřešené a dle mě není složité.A NdFeB magnety jsou už docela levné a to nemluvím o tom že krokové motory nemají žádné uhlíky komutátor a jiné třecí díly.Myslím že Rimac to dokazuje 🙂

          1. Asynchronní motory také
            Asynchronní motory také nemají žádné uhlíky ani komutátor a kus mědi jako rotor bude vždycky levnější než permanentní magnety. Jak si stojí s účinností při použití FOC řízení oproti BLDC by mě samotného zajímalo, ale žádné relevantní údaje vyjma opisování pouček z učebnic jsem nenašel.

            1. To je pravda ale nemůžu se
              To je pravda ale nemůžu se zbavit dojmu že indukční motory mají horší vlastnosti než krokové třeba váha a točivý moment :-)Každopádně do pěti let budu vyrábět elektromobily a už teď mám motor brushless,který se zatím používá jen v malém měřítku do RC modelů nicméně mám na zakázku vyrobený 250KW a 48kg vážící doma na pokusy ještě bojuju s bateriema z číny.Spíš ještě dumám nad využitím feritu místo křemíkového plechu a nejlépe ho zalisovat do Polyamidu.

    1. To by sice šlo, nicméně
      To by sice šlo, nicméně potlačí to výhodu právě té úspory místa v rámu vozidla. Direct-drive pohon je doménou výhradně PMSM (synchronní motor s permanentními magnety) s rotačním pláštěm, kde právě toto provedení umožnujě udělat kompaktní mnohopólový motor s potřebným „extrémním“ momentem (je logicky třeba nějak nahradit ten chybějící pevný převodový poměr převodovky, který bývá v rozmězí 6-8). No a pro efektivní konstrukci motoru z hlediska momentu je třeba volit co největší průměr. Proto ty min. 18″ kola.

      Takže určitě si dokáži představit, že by třeba u Tesly místo té převodovky s diferenciálem, byl umístěn 2x 18″ motor, ale řekl bych, že toto řešení by pak úplně odrovnalo zadní zavazadlový prostor.

      http://i.i.com.com/cnwk.1d/i/tim/2011/10/03/TeslaModelS_SS18.jpg

  3. in-wheel motory jsou s námi
    in-wheel motory jsou s námi už nějký ten pátek, v podstatě na nich elektromobily začínaly. Je potřeba rozlišovat dva typy:

    1) rychloběžný elektromotor s převodovkou
    2) pomaloběžný pro přímý náhon

    první varianta v podstatě jen šetří místo ve vozidle, jinak u ní převažují spíše „negativa“ resp. nepřináší téměř nic oproti běžné koncepci a navíc díky převodovce je motor těžší.

    druhá varianta, tzv. direct-drive však přináší množství výhod, nejvýznamnější výhody oproti standardnímu systému jsou především díky absenci převodovky

    – díky absenci převodovky/rozvodovky/diferenciálu je tato koncepce vždy nejúčinnější jak pro pohon, tak pro rekuperaci
    – díky absenci převodovky (absence vůlí) má pohon ideální odezvu na změnu momentu jak při akceleraci, tak brzdění.

    Nevýhody:

    a) Nneodpružená hmota náprav: Na stránkách Protean Electric lze najít studie, že to s ní zase není až tak horké(pokud se pohybuje kolem těch 30kg) Já z toho vyrozuměl, že řidič to subjektivně pozná, ale na bezpečnost jízdy vozidla to vliv téměř nemá a navíc do hry vstupuje možnost řídit moment na každém kole zvlášť, takže v některých ohledech tato koncepce poskytuje lepší vlastnosti, než jaké lze dosáhnout se standardním. Co se týká pohodlí, tak pokud bude od začátku konstrukce odpružení vozidla počítáno s in-wheel motory, tak i zde je velký prostor pro inovace.

    b) Bezpečnost: je zde otázka co takový motor v kole udělá při poruše. Tomuto má předejít použitím více vinutí (jakoby více motorů v jednom) toto se mimochodem uvažuje i pro standardní koncepce elektromotorů. Tj. i v případě poruchy jendoho vinutí bude možné motor nouzově řídit. Nevýhoda takovéhoto řešení je, že je potřeba více kabelů 3xn, kde n je počet vinutí. A ono tahat do kola kabely je nepříjemné. Proto šel Protean Electric tak daleko, že jednotlivé měniče umístil také přímo v kole, takže do kola jsou vedeny jen dva vodiče DC napájení, nějaké řídící vodiče a vodní chlazení.

    1. A co efektivita
      Pomalobezne

      A co efektivita

      Pomalobezne motory maji problem pri rozjezdu, kdy efektivita je nizka – zacina se defakto od nuly. Teprve u vyssich otacek mas efektivitu pres 90 procent

      Z tohoto duvodu se nechava prevodovka.

      Predstava motoru primo v kolech byla pro me taky idealni, nez jsem to zjistil

  4. Riešenie je dobré v tom,
    Riešenie je dobré v tom, že šetrí veľa miesta. Mohli by sa tiež predávať prestavbové plug-in kity, kde by sa motormi vybavila len jedna náprava a batérie by sa umiestnili napríklad ako nádrže na LPG, namiesto rezervy. Ale nastáva otázka, čo celkový komfort a dynamika? 124 kg + hmotnosť kolies je ešte stále veľa neodpruženej hmotnosti. A ako je to vlastne s brzdením? Z obrázka sa nezdá, že by bolo auto vybavené mechanickými brzdami. A pri tak ťažkom vozidle by som sa len na rekuperáciu nespoliehal.

    1. Nutnost použití
      Nutnost použití výkonných provozních mechanických brzd si může každý odzkoušet při náhlém úniku tlaku z přední pneumatiky při vysoké (např. dálniční) rychlosti. Pak již jen rozhoduje reakční doba řidiče a účinnost brzd (a u spalovacích motorů i rychlost sešlápnutí spojky).
      Ale raději to nezkoušejte, protože by to mohla být vaše poslední zkouška v životě.

Napsat komentář