Elektromotor testen
In een elektrische wagen is de elektromotor het kloppend hart welke de energie uit de batterij omzet in directe, stille aandrijving.
5.1 Overzicht verschillende elektromotoren
De meest gebruikte configuratie in moderne personen‑EV’s is de permanente‑magneet‑synchroonmotor (PMSM). In deze machine is de rotor voorzien van neodymiummagneten die een krachtig en constant veld opwekken; de stator slingert hieromheen wisselende stroomgolven die de rotor synchroon laten meelopen. Het resultaat is een hoog rendement – vooral bij lage tot middelhoge toerentallen – en een compacte bouwvorm. Bijna alle grote automerken – waaronder Tesla, Volkswagen, Hyundai, BMW en Volvo – gebruiken PMSM’s als hoofdtractiemotor. Dankzij geoptimaliseerde windingen, geavanceerde koeling en efficiënte vermogenselektronica blijft deze motortechnologie de standaard in moderne EV’s.
Synchroonmotor porsche Taycan
Een tweede, even robuuste maar materiaalvriendelijker optie is de asynchrone of inductiemotor. Hierbij ontstaat het magnetisch veld in de rotor niet via magneten maar via inductie – de rotor is in feite een ‘kortgesloten kooi’ van aluminium of koper. Omdat er geen zeldzame aardmetalen nodig zijn, blijven de materiaalkosten beter beheersbaar en is de temperatuurbestendigheid groter. Wel is het rendement bij deellast doorgaans een fractie lager dan bij een PMSM. De inductiemotor, vooral bekend door Tesla, blijft populair in toepassingen waar robuustheid en thermische bestendigheid belangrijk zijn. Omdat ze geen permanente magneten gebruiken, zijn inductiemotoren ook aantrekkelijk voor OEM’s die minder afhankelijk willen zijn van zeldzame aardmetalen. Bij Tesla wordt deze motor nog vaak toegepast op één van de assen, bijvoorbeeld in AWD-configuraties, waar hij langdurige piekvermogens goed aankan.
Hoewel minder frequent toegepast en niet gebruikt in commerciële ontwerpen wint de switched‑reluctance‑motor terrein, vooral daar waar eenvoud en lage kost primeren. Deze motor heeft een zeer simpele rotor zonder magneten of wikkelingen; het wisselende statorveld zoekt telkens het pad van de minste magnetische weerstand en ‘trekt’ de rotor stap voor stap mee. De afwezigheid van koper in de rotor maakt hem licht en hittebestendig, maar de pulserende krachten zorgen voor extra trillingen en akoestisch design‑werk.
Aan de andere kant van het spectrum staan de recent populair geworden axiale flux‑motoren. In plaats van een cilindrische radiale opbouw liggen rotor en stator hier als schijven tegen elkaar, waardoor de magnetische flux voornamelijk axiaal loopt. Dit levert een uitzonderlijk hoog vermogens‑ / koppeldichtheid. Dit is ideaal voor sportwagens of compacte in‑wheel‑aandrijvingen – maar stelt hoge eisen aan productieprecisie én koeling. Auto fabrikanten die deze axiale flux motoren inzet in een hybride combinatie met een performante verbrandingsmotor zijn Merceds AMG, Ferrari, Lamborghini en McLaren
Lamborghini by Yasa Axial Fluc Motor
Alle genoemde motoren worden aangestuurd door een tractie omvormer die de gelijkspanning uit de batterij, puls‑breedte‑gemoduleerd omzet in een wisselspanningspatroon met variabele frequentie en amplitude. Door die parameters in real‑time te veranderen, kan de regelelektronica het motortoerental en het koppel uiterst fijnmazig doseren. Interessant is dat de motor daarbij ook als generator kan functioneren: tijdens vertragen of bergaf remt de inverter de as af, waardoor de mechanische energie terugvloeit als elektrische stroom naar de batterij – het zogeheten regeneratief remmen.
5.2 Testen van elektromotoren
Voor het testen van deze motoren kunnen we weer gebruik maken van batterij simulatie voedingen (bi-directionele DC voedingen) met een hoge spanning en veel vermogen.
