Sotto la pelle: perché i produttori di ibridi adorano il motore a flusso assiale
By o1m94
I motori EV sono molto più interessanti di quanto sembrino. Una volta che le persone hanno la testa intorno a loro, possono avere lo stesso fascino che i motori hanno goduto da quando sono stati inventati.
Le macchine elettriche (il nome corretto per i generatori di motori) oggi nei veicoli elettrici assumono varie forme elettricamente, ma l’unica cosa che hanno in comune è che sono tutte macchine a flusso radiale.
Flux è il nome scientifico per la direzione presa dai campi magnetici ma, in termini semplici, significa che sono di forma cilindrica con un rotore che gira all’interno di uno statore cilindrico.
Vi è, tuttavia, un altro tipo di macchina elettrica emergente, ed è quella che alcuni produttori di automobili stanno osservando attentamente, in particolare per l’integrazione con un motore a combustione per ibridarlo, o attaccare su un piccolo motore per creare un generatore di estensione di gamma . È il motore a “flusso di biscotti” a flusso assiale.
Se la latta per biscotti sembra dispregiativa, non lo è (e dai, a chi non piace un Hobnob?). È il modo più semplice per descrivere la forma: corta in lunghezza e grande diametro.
Ciò è utile perché significa che in alcune applicazioni possono utilizzare lo spazio in modo più efficiente rispetto a un motore a flusso radiale, come quando inserito tra un motore e un cambio su un motore trasversale.
Hanno altri importanti vantaggi, come la capacità di generare più coppia di un equivalente di flusso radiale.
Considerando che il rotore (che ruota) di una macchina a flusso radiale convenzionale ha un diametro relativamente piccolo perché è alloggiato all’interno dello statore (che rimane statico), il rotore e lo statore della macchina a flusso assiale sono come due grandi piatti piani uno di fronte all’altro.
Quindi entrambi i magneti delle piastre, i cui campi interagiscono per generare coppia e far girare il rotore, sono posizionati molto più lontano dall’albero di trasmissione del motore.
Per questo motivo, la forza che producono ha una maggiore leva sull’albero principale.
Ciò significa una coppia maggiore o la stessa coppia per un minor consumo di energia.
Un buon modo per visualizzare è quello di pensare al volante di un’auto. Immagina di togliere la ruota e afferrare il piantone dello sterzo con la mano.
Sarebbe piuttosto difficile girare. Spostare lo sforzo che stai applicando più lontano dalla colonna – utilizzando una ruota – ti dà più leva o forza di rotazione. La stessa cosa accade con un motore a flusso assiale.
Altre aziende stanno sviluppando la tecnologia e una di quelle all’avanguardia è la società con sede a Oxford Yasa . La sua macchina elettrica P400 può essere inserita tra un motore e la trasmissione in una configurazione ibrida “P2” o essere utilizzata da sola.
Con uno spessore di soli 80 mm, questo nastro di una macchina pesa solo 24 kg, sviluppa una potenza di picco di 215 CV (160 kW) e una coppia di picco di 273 libbre. Yasa ha anche un concetto completo di unità di azionamento elettrico (EDU) comprendente un motore, un controller e una trasmissione automatica powershift a due velocità.
Il motore stesso produce picchi di 402 CV e 368 libbre ft, ma pesa solo 85 kg. Ciò si confronta abbastanza favorevolmente con il motore a quattro cilindri medio, che pesa circa 150 kg senza trasmissione.
Il fulcro della questione
È solo una questione di tempo prima che le macchine elettriche si spostino sulle ruote, liberando spazio e possibilmente cambiando l’aspetto delle auto.
Il design del flusso assiale si presta perfettamente a questo. La società americana Protean Electric ha ancora un altro design, il suo motore a magneti permanenti “dentro e fuori”, con lo statore all’interno e il rotore all’esterno.
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