Nowy Megane E-Tech elektryczny: prawdziwa skarbnica innowacyjnych rozwiązań – Odcinek 3: Patent dodatkowo zmniejszający oddziaływanie silnika elektrycznego na środowisko

Renault – pionier w dziedzinie elektryfikacji – wykorzystuje swoje bogate know-how do opracowywania każdego roku kolejnych innowacyjnych rozwiązań w zakresie napędów elektrycznych. Pomimo iż najważniejszym kierunkiem prac badawczo-rozwojowych pozostaje miniaturyzacja akumulatorów trakcyjnych i zwiększanie zasięgu na jednym ładowaniu, wiele uwagi poświęca się także silnikom elektrycznym.

Renault stawia na strategiczną rolę silnika w łańcuchu wartości pojazdów elektrycznych i zdecydowało się nawet na zaprojektowanie od A do Z takiego silnika we własnym zakresie. Produkcja i montaż wszystkich elementów aktywnych (wirnik, stojan, elektronika mocy, przekładnia) odbywa się w zakładzie w Cléon (departament Seine-Maritime) przy zmniejszonym zużyciu surowców i energii, natomiast cała sfera badawczo-rozwojowa skupiona została w Technocentrum w Guyancourt (departament Yvelines).

Opracowaliśmy sposób uzwajania wirników bez użycia magnesów. Zastąpiliśmy je elementami z miedzi, która jest materiałem znacznie mniej oddziałującym na środowisko. Rozwiązanie chronione patentem umożliwia ponadto sterowanie przepływem prądu przez wirnik w sposób pozwalający ograniczać zużycie energii elektrycznej z akumulatora trakcyjnego, w szczególności przy dużych prędkościach i podczas jazdy autostradami.

Edouard Nègre, ekspert ds. urządzeń elektrycznych w dziale projektowania zespołów napędowych Renault

Zalety innowacyjnego rozwiązania

Nowy system uzwajania wirnika w silniku Megane E-Tech elektrycznego oferuje kilka korzyści:

• większe poszanowanie dla środowiska dzięki wyeliminowaniu magnesów, a więc również metali ziem rzadkich;

• solidność i niezawodność;

• optymalizację sprawności energetycznej silnika poprzez ograniczenie zużycia energii elektrycznej (dzięki sterowaniu przepływem prądu), a tym samym zmniejszenie strat energii, w szczególności przy dużych prędkościach podczas jazdy autostradami;

• obniżenie kosztów produkcji dzięki zastosowaniu tej technologii w silnikach modeli ZOE, Twingo elektryczne, Kangoo elektryczne i Master elektryczny, których produkcja odbywa się na tej samej linii produkcyjnej w zakładzie w Cléon.

Nowy sposób uzwajania silnika

Renault wykorzystało swój najnowszy patent do zaprojektowania silnika synchronicznego z uzwojonym wirnikiem bez trwałych magnesów, przeznaczonego do Nowego Megane E-Tech elektrycznego. Zastosowana technologia pozwala zwiększyć sprawność energetyczną silnika przy jednoczesnym zmniejszeniu oddziaływania na środowisko. Pozwala również odejść od korzystania z metali ziem rzadkich, takich jak neodym, których wydobycie i przetwarzanie wiąże się z generowaniem toksycznych odpadów. Magnesy trwałe w tym silniku zastąpiono miedzianymi cewkami, których kolejność i ułożenie przewodów zaprojektowano tak, aby wytrzymywały działanie sił odśrodkowych wirnika.

Nowa technologia uzwojenia wirnika oprócz tego, że jest przyjazna dla środowiska, zapewnia silnikowi Megane E-Tech elektrycznego bardzo dobrą sprawność energetyczną w szerokich zakresach momentu obrotowego i prędkości. W przeciwieństwie do silników z magnesami stałymi, w przypadku nowego rozwiązania opracowanego przez konstruktorów z Renault możliwa jest zmiana poziomu wzbudzenia magnetycznego poprzez regulację przepływu prądu przez uzwojenie wirnika. Dzięki temu w fazach niewielkich obciążeń silnika poziom wzbudzenia wirnika, a w konsekwencji wielkość pól magnetycznych i związanych z nimi strat energii, można zmniejszać.

Szczegółowe informacje

Numer patentu na system uzwojenia wirnika bez magnesów stałych i bez metali ziem rzadkich:

Patent numer FR3106243 – Autorzy: Emmanuel Motte, Damien Birolleau, Daniella Vivas-Marquez.

> Obejrzyj trzeci odcinek naszej letniej serii na wideo