В фонде «Сколково» разработали мотор для гибридных электромобилей с двигателем внутреннего сгорания и электромотором.
Одним из достоинств мотора является цена — она дешевле зарубежных аналогов в 2,5 раза.
Сегодня на электромобилях ставят два типа тяговых электродвигателей.
Асинхронный применяют только на электромобилях Tesla, а синхронные моторы практически на всех остальных, таких как, например, Toyota, Honda и другие.
Асинхронные двигатели по принципу действия не очень подходят для автомобиля. Чтобы его сдвинуть его с места, нужны большие стартовые токи, поэтому в начале работы ему требуется мощность 300 кВт, а затем едет на мощности в 30 кВт. По сути, очень дорогой мотор оправдывает свою цену только на старте, а потом используется вполсилы. Он хорош для работы на постоянной скорости, а если хотите ее изменять, нужно ставить специальные системы управления. И второй минус «асинхрона» — сильный разогрев ротора. Конструкторам приходится изощряться, чтобы отвести тепло.
У синхронных двигателей нет таких недостатков, но есть свой изъян. В его роторе установлены постоянные магниты. Такая конструкция ограничивает скорость вращения ротора, а значит, и движения машины. Не менее серьезный недостаток: цена магнитов. Они изготовлены из редкоземельных металлов, добыча которых монополизирована Китаем. Их стоимость на мировом рынке стремительно растет.
Специалисты фонда «Сколково» решили вопрос кардинально — отказались от постоянных магнитов. Вместо них в роторе стоит простой соленоид, а фактически сердечник из железа и никеля. Это не только намного удешевило мотор, но и упростило его конструкцию. Но выиграв в одном, разработчики заработали себе головную боль в управлении мотором.
Двигатель состоит из железа, никеля и математики. Самое главное — математика. В обычном синхронном моторе всего одна ручка управления, только магнитным полем статора, а у двигателя разработчика таких ручек две — для полей и статора, и ротора, которые постоянно взаимодействуют между собой.
Ученым удалось создать программу, которая оптимально управляет двумя полями, обеспечивая наибольший КПД в каждый момент времени на любой скорости.
Двигатель предназначен для автомобилей массой до 3 тонн.
Электродвигатель мощностью 40 кВт развивает 10 тысяч об/мин и скорость до 120 км/час, не боится перегрева и пиковых нагрузок.
Все детали в моторе российского производства.
Вес всего 45 килограмм, размеры — 220х340 миллиметров.
По оценкам авторов, при серийном производстве цена нового двигателя составит около 80 тысяч рублей (для сравнения, швейцарский двигатель MES мощностью 40 кВт в два раза тяжелее, в 1,5 раза больше, стоит 210 тысяч рублей, китайский мотор CMLA28 от Greatland Electrics стоит более 220 тысяч рублей (вес — 54,4 кг, габариты — 600х430 мм)).
Сейчас изготавливается действующий прототип российского двигателя, который в ближайшее время должен пройти тестирование.
Авторские права на уникальный двигатель защищены несколькими патентами.
Публикация основана на материалах фонда Сколково — http://sk.ru/
