Täyssähköisen henkilöauton moottorityypit
Vertanen, Veera (2020)
Kandidaatintyö
2020
School of Energy Systems, Sähkötekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
http://urn.fi/URN:NBN:fi-fe20201218101421
http://urn.fi/URN:NBN:fi-fe20201218101421
Tiivistelmä
Tämän kandidaatintyön tarkoituksena on selvittää täyssähköiseen henkilöautoon soveltuvat moottorityypit. Työssä vertaillaan suosituimpien moottorityyppien ominaisuuksia ja soveltuvuutta sähköajoneuvoihin. Lisäksi pohditaan, mitkä ovat sähköauton moottorivaatimukset, ja mitkä asiat vaikuttavat ajoneuvon ajokantamaan.
Työ tehdään kirjallisuustutkimuksena käyttäen lähteinä vertaisarvioituja tiedejulkaisuja viime vuosilta. Aihe on rajattu täyssähköisiin henkilöautoihin, koska ne ovat täysin riippuvaisia omasta akustostaan ja sähkömoottorista, minkä takia moottorin valintaan ja suunnitteluun tulee kiinnittää erityisen paljon huomiota. Työssä todetaan, että moottorisuunnittelulla voidaan vaikuttaa ajoneuvon hyötysuhteeseen ja siten lisätä ajokantamaa. Keskeisimpiä asioita moottorisuunnittelussa ovat moottorin koko, materiaalivalinnat ja ajoneuvon vaatima suorituskyky.
Nykypäivänä täyssähköisissä henkilöautoissa suosituimpia moottorityyppejä ovat induktiomoottori ja kestomagnetoitu tahtimoottori. Kestomagnetoiduilla moottoreilla on erinomainen suorituskyky, mutta kestomagneettien huonon saatavuuden ja korkean hinnan takia on syytä tutkia ja kehittää uusia moottoriratkaisuja. Synkronisella reluktanssikoneella on hyvä potentiaali tulevaisuuden täyssähköisiin henkilöautoihin. Säätöjärjestelmien kehittyessä myös kytkijäkäyttöinen reluktanssikone pystyy vastaamaan sähköauton moottorivaatimuksiin. The purpose of this bachelor’s thesis is to determine suitable electric motor types for an electric passenger car. This is done by comparing the features of the most common electric motors and their suitability for an electric vehicle. In addition, it is considered what are the requirements for an electric vehicle’s motor and what affects to the driving range.
The work is done by literature research by using recent, reviewed scientific publication as a reference. The topic of this thesis is limited to fully electric vehicles as they are completely dependent of the source of energy and electric motor of their own which is why the motor selection and design is more critical. The thesis states motor design can affect the efficiency of a vehicle and therefore increase the driving range. The most essential things in electric motor design are the size of the motor, material choices and the required performance of the electric vehicle.
Currently the most popular electric motors in electric vehicles are induction motor and permanent magnet synchronous motor. Permanent magnet synchronous motor has excellent performance but because of the rare materials and relatively high price it should be considered to find and develop new solutions. Synchronous reluctance motor has a great potential in future electric cars. Switched reluctance motor can also meet the requirements of electric vehicle when control systems are improved.
Työ tehdään kirjallisuustutkimuksena käyttäen lähteinä vertaisarvioituja tiedejulkaisuja viime vuosilta. Aihe on rajattu täyssähköisiin henkilöautoihin, koska ne ovat täysin riippuvaisia omasta akustostaan ja sähkömoottorista, minkä takia moottorin valintaan ja suunnitteluun tulee kiinnittää erityisen paljon huomiota. Työssä todetaan, että moottorisuunnittelulla voidaan vaikuttaa ajoneuvon hyötysuhteeseen ja siten lisätä ajokantamaa. Keskeisimpiä asioita moottorisuunnittelussa ovat moottorin koko, materiaalivalinnat ja ajoneuvon vaatima suorituskyky.
Nykypäivänä täyssähköisissä henkilöautoissa suosituimpia moottorityyppejä ovat induktiomoottori ja kestomagnetoitu tahtimoottori. Kestomagnetoiduilla moottoreilla on erinomainen suorituskyky, mutta kestomagneettien huonon saatavuuden ja korkean hinnan takia on syytä tutkia ja kehittää uusia moottoriratkaisuja. Synkronisella reluktanssikoneella on hyvä potentiaali tulevaisuuden täyssähköisiin henkilöautoihin. Säätöjärjestelmien kehittyessä myös kytkijäkäyttöinen reluktanssikone pystyy vastaamaan sähköauton moottorivaatimuksiin.
The work is done by literature research by using recent, reviewed scientific publication as a reference. The topic of this thesis is limited to fully electric vehicles as they are completely dependent of the source of energy and electric motor of their own which is why the motor selection and design is more critical. The thesis states motor design can affect the efficiency of a vehicle and therefore increase the driving range. The most essential things in electric motor design are the size of the motor, material choices and the required performance of the electric vehicle.
Currently the most popular electric motors in electric vehicles are induction motor and permanent magnet synchronous motor. Permanent magnet synchronous motor has excellent performance but because of the rare materials and relatively high price it should be considered to find and develop new solutions. Synchronous reluctance motor has a great potential in future electric cars. Switched reluctance motor can also meet the requirements of electric vehicle when control systems are improved.