In-Wheel Motor System

In-wheel motor system är en typ av EV (elfordon) drivsystem. Elmotorer är direkt anslutna i hjulet där konventionella elbilar har en design och bensinmotorn ersätts med en elmotor.

Vad är en in-wheel motor?

Grundprincipen bakom ett fordon utrustat med in-wheel elmotor är enkel. Förbränningsmotorn som normalt finns under motorhuven är helt enkelt inte nödvändig den ersätts med minst två motorer placerade i navet på fordonets hjul. Dessa hjul innehåller inte bara de brytande komponenterna utan även all funktionalitet som tidigare utfördes av motor, transmission, koppling, fjädring och andra relaterade delar.

Även om konceptet är relativt enkelt i teorin och kommer motorer att ställa ett antal frågor om prestanda funktion och effektivitet.

Under de senaste åren har vi sett några fordonsutvecklare gå mot en drivlinakonfiguration där motorn är monterad inuti hjulet som är ett in-wheel motorsystem. Vi måste erkänna att det finns en imponerande mängd nytt utrymme tillgängligt när elmotorerna är integrerade i hjulen och visst kommer dessa så kallade navmotorer eller in-wheel-motorer med vissa fördelar men de skapar också vissa utmaningar.

In-wheel-motorer är inte nya, i början av 20-talet använde Ferdinand Porsches första hybridfordon navmonterade elmotorer i varje hjul. Dessa motorer driver hjulet direkt till hjulet, det finns inget behov av en växellåda eller drivaxel. Vid användning av en reduktionsväxellåda reduceras varvtalet och vridmomentet multipliceras. Men med en in-wheel-motor är det ingen reduktion. I detta system är hjulhastigheten lika med motorhastigheten så det erforderliga vridmomentet och kraften måste levereras i ett direktkörningsläge.

Hjulmotorer utsätts direkt för damm, saltvatten och andra vägvätskor och även för vibrationer och stötar som förkortar deras livslängd. Det är en av huvudorsakerna till att ford så småningom bestämde sig för att lägga ner koncepten med in-wheel-motorer som de arbetade med för den nya elektriska f-150 2008.

De fyra in-wheel-motorerna även kända som Quad-Motor Drive. Dessa fyra motorer levererar omedelbar kraft och justerar oberoende vridmoment vid varje hjul för exakt kontroll under alla förhållanden och styreffekt på individuell nivå av motorer möjliggör vridmomentvektorering.

Vad är Torque Vectoring?

I grund och botten är vridmomentvektoring en teknik som fördelar en motors kraft över fordonets vänstra och högra sida. Med vridmomentvektorering kan en sida av hjulet på axeln gå snabbare eller långsammare än den andra.

Momentvektoring syftar till att förbättra styrresponsen och hanteringen genom fördelningen av vridmomentet mellan hjulen i fordonet.

Hur skiljer sig In-Wheel Motor EV från andra bilar?

För traditionella IC-motorfordon består drivlinan av konventionella mekaniska system såsom motor, transmission, avgassystem, drivaxel, differential.

I en konventionell elbil ersätts motorn av en elmotor med växelriktare och en uppsättning batterier installerade baktill eller vid foten av fordonet.

I fallet med elbilar som använder in-wheel-motorer elimineras alla mekaniska delsystem i drivlinan och ersätts med direktdrift och kommer motorer som inte behöver någon drivaxel eftersom de är anslutna direkt till hjul.

Om design

Att tillverka ett fordon som använder in-wheel elmotorer är en process som är mycket mer komplex än att bara riva ut motorn och sedan proppa in elmotorer i det oanvända utrymmet inuti hjulet. Den här typen av elmotor är utformad för att fungera på hybridfordon för att förbättra effektiviteten hos fullbatteridrivna fordon och till och med bränslecellsdrivna elfordon.

Mängden effekt som genereras av dessa in-wheel-motorer kan variera beroende på tillverkaren och storleken på den motor som ska användas. Elmotorn är installerad inuti hjulet och ger kraft till hjulen direkt utan behov av någon transmission.

Idén att installera motorn inuti fälgen i en EV är ett rätt val på detta sätt kan man säkerställa att motorns fulla effekt är tillgänglig vid hjulet utan några mekaniska transmissionsförluster.

Ger dessa in-wheel elmotorer tillräckligt med vridmoment för varje applikation?

Vridmoment spelar en viktig roll i alla bilars svarstid och dess prestanda. I ett fordon utrustat med in-wheel elmotorer finns det gott om vridmoment tillgängligt nästan omedelbart i själva verket.

Elmotorer producerar ett högt vridmoment och eftersom den kraften överförs direkt till hjulet kan varje hjul utrustas med sensorerna för att avgöra hur mycket vridmoment som krävs vid varje given tidpunkt.

Effektivitet av in-wheel motor

In-wheel motor kommer alltid att drabbas av rörelse från tomgångsförluster och dellastförluster. eftersom motorerna inte kan kopplas bort från hjulen. Vissa företag hävdar att effektiviteten med in-wheel-motorer är högre eftersom det inte finns någon växellåda, även om en växellåda alltid introducerar lite ineffektivitet, de en- eller tvåväxlade växellådorna som vanligtvis används för elbilar är mycket effektivare än de komplexa multi- stegtransmissioner sett i förbränningsmotorns drivlina.

Denna förlust i fordonets effektivitet överkompenseras av det faktum att på grund av växellådan. Elmotorn kan köras på sitt mest effektiva arbetsområde, vilket resulterar i en ökning av fordonets räckvidd jämfört med ett direktdrivningssystem beroende på användningsfallet och körcykeln.

Regenerativ brytkraft

En del av In-wheel-motordesignen erbjuder också regenerativ brytning, det betyder att systemet fångar upp en del av sin egen kinetiska energi medan den går sönder och skickar tillbaka den för att ladda batteriet.

Vissa hybrider som Toyota Prius och Tesla Roadster har redan denna regenerativa brytningsteknik som ger bilarna en längre räckvidd. En av de största fördelarna med In-wheel-motorerna är det faktum att kraften går direkt från motorn direkt till hjulet, vilket minskar avståndet som kraften färdas och ökar motorns effektivitet. Till exempel - I stadskörning kan en förbränningsmotor endast köras med 20 % verkningsgrad, vilket innebär att det mesta av dess energi går förlorad eller slösas bort via de mekaniska metoder som används för att få kraften till hjulen, men i en in-wheel motor i samma miljön sägs fungera med cirka 90 % effektivitet.

Är detta framtiden för elfordon?

Porsche engineering har utvecklat ett vridmomentkontrollsystem för en fyrmotorig elfordon som låter elektriska stadsjeepar hantera en sportbils förmåga även under de svåraste förhållanden. På grund av den mycket snabbare responsen hos en elmotor jämfört med en IC-motor kan EV-traktionskontrollsystemet reagera mycket snabbare.

I ett elfordon är vridmomentet rent elektroniskt styrt vilket fungerar betydligt snabbare än mekaniska kopplingar. Varje millisekund fördelar den intelligenta mjukvaran krafterna på ett sådant sätt att fordonet alltid beter sig neutralt, men Porsches lösning är inte bara fyrhjulsdrift, den använder sig av separata motorer som styr varje hjul i fordonet.

Det finns fördelar och nackdelar med flera motorer, fler motorer ökar kostnaden och komplexiteten men eliminerar behovet av en drivaxel och ger mer kontroll. Motorer kan också öka ofjädrad vikt vilket kan ha vissa negativa effekter på köregenskaper och körkvalitet.

Till exempel- Det blir möjligt att rotera hjulen 90 grader och köra åt vänster eller höger eller till och med rotera på plats istället för att bara köra framåt eller bakåt. Detta ger ytterligare en dimension till hur bilen kan röra sig och gör det enkelt att navigera i trånga utrymmen.

Den nya rivian r1t har en motor för varje hjul. Denna fyrmotoriga drivlina gör att rivian-lastbilen kan hanteras som en sportsedan på väg och 4 gånger 4 terräng med lätthet, vilket enligt uppgift gör r1t till den snabbaste lastbilen i världen.

Fördelar med in-wheel motor

In-wheel-motorer är lätta att installera och byta ut de ger flexibilitet eftersom de kan användas för att driva bak- eller framhjulsdrift samt fyrhjulsdrivna fordon utan mycket förändring i drivkedjan de är kompakta i storlek som hela motorn sitter inne i hjulet In-wheel motorer ger hög effektivitet på grund av avsaknaden av mekaniska förluster från transmissionsdifferential och drivaxlar och gör att bilen går tystare med elektronisk motorstyrning. Detta innebär att funktioner som ABS, traction control och även farthållare kan hanteras mer effektivt.

Nackdelar med in-wheel motorer

Den stora utmaningen i in-wheel motorer står inför är frågan om ofjädrad vikt, ofjädrad vikt är massan av alla komponenter inklusive ram, motor, passagerare och kaross som inte stöds av ett fordons fjädring. Ofjädrad vikt inkluderar hjul, sprickor och den färdas upp och ner över eventuella gupp och gropar och den försöker följa vägens konturer och med navmotorer som är en del av fordonets ofjädrade vikt kommer de att påverka varje gupp och höghastighetsväng .

De kommer också att utsättas för vägsmuts, lera, dammvatten och vägsalt som kan minska motorernas livslängd. In-wheel motorer är dyra än ett enda motorfäste på bakaxeln.

---

In-Wheel Motor System publicerades ursprungligen i Chatbots liv på Medium, där människor fortsätter konversationen genom att lyfta fram och svara på denna berättelse.

• Myntsmart. Europas bästa bitcoin- och kryptobörs.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Kunskap förstärkt. FRI TILLGÅNG.
• CryptoHawk. Altcoin radar. Gratis provperiod.
• Source: https://chatbotslife.com/in-wheel-motor-system-ce373de6d1ae?source=rss—-a49517e4c30b—4