Sähköauton tekniikka – Moottorit ja sähköjärjestelmät

Abstract

Sähköauto on vanha keksintö, jota on käytetty vuosia, mutta auto menetti asemansa polttomoottorillisille autoille kalliin hintansa seurauksena. Mielenkiinto on palannut autoon sen potentiaalisesti päästöttömän toiminnan seurauksena. Sähköauton moottorina voi toimia tasavirtamoottori, kestomagnetoitu vaihtovirtamoottori, oikosulkumoottori ja avonapainen reluktanssimoottori. Tasavirtamoottori on halpa ja helposti säädettävä, mutta vaatii enemmän huoltoa ja ei ole yhtä energiatehokas kuin muut moottorit. Kestomagnetoitu vaihtovirtamoottori tarjoaa korkean tehon toiminnan, mutta korkeamman hinnan sen kestomagneettien seurauksena. Kestomagneettimateriaali pitää myös huolella valita käytön mukaisesti. Oikosulkumoottori on teknologisesti kypsä ja hyvin ymmärretty sähkömoottori. Avonapainen reluktanssimoottori on halpa ja jykevä sähkömoottori. Uudet tarkemmat säätötekniikat mahdollistavat moottorin tehokkaan toiminnan. Moottorin ongelmana on tuotettu epätasainen vääntömomentti ja akustinen melu. Sähköauton energianlähteenä toimii yleisesti akku, mutta muita vaihtoehtoja tutkitaan myös, kuten vauhtipyöriä ja polttokennoja. Energianvarastointia hallitsee oma järjestelmänsä. Sähkömoottoria hallitaan omalla järjestelmällänsä, joka hyödyntää eri hallintamenetelmiä. Käytettävät hallintamenetelmät riippuvat sähkömoottorista ja moottorin käyttämästä toiminta-alueesta. Vaihtovirtamoottorit tarvitsevat myös vaihtosuuntaimen ja pulssinleveyden moduloijan. Työssä käydään läpi lyhyesti sähköautojen historiaa ja yleistä rakennetta. Neljää yleisintä sähköautojen käyttämää sähkömoottoria myös esitellään ja niiden toimintaa selitetään. Sähköautojen käyttämää energianvarastointijärjestelmää ja mahdollisia energianlähteitä esitellään myös. Työssä käydään läpi myös lyhyesti eri säätömenetelmiä sähköautojen moottoreille.