Dążenie do ulepszania elektrycznych samochodów weszło już w drugą fazę. Pierwsza toczyła się na polu chemii ogniw (od NMC po LFP i ich kolejne warianty), które pozwoliły upchnąć coraz więcej energii w tej samej objętości. Druga rozgrywa się z kolei w mniej widowiskowym, ale równie istotnym miejscu, bo we wnętrzu silników, falowników i algorytmów sterowania. Najnowszy pakiet patentów BYD jest podręcznikowym przykładem tego właśnie przesunięcia.
BYD patentuje lepszą przyszłość elektrycznych silników
Cztery zgłoszenia złożone w chińskim urzędzie patentowym opisują synchroniczne silniki z magnesami trwałymi, ale w wersji, która potrafi “oddychać” strumieniem magnetycznym w zależności od sytuacji na drodze. W chwilach, gdy kierowca oczekuje maksymalnego przyspieszenia, silnik ma dysponować pełnią momentu obrotowego. Gdy jednak auto wchodzi w monotonną fazę jazdy ze stałą, wysoką prędkością, to priorytetem staje się ograniczenie strat i oszczędność energii.
Czytaj też: Chiński supermotocykl z włoskim DNA. Czy QJMotor SRK1051RR zawstydzi Ducati i Yamahę nie tylko ceną?
O ile w laboratorium takie koncepcje są znane od lat, to przeniesienie ich do masowej produkcji w samochodach osobowych wymaga nie tylko dopracowanej fizyki, ale też inżynierii produkcji na najwyższym poziomie. Fakt, że podobne rozwiązania wychodzą dziś z działu rozwoju firmy BYD, która jednocześnie produkuje akumulatory, samochody, autobusy i systemy napędowe, sprawia, że nie można ich traktować jako czysto akademickiego eksperymentu.
Cztery patenty na rewolucję w napędach elektrycznych
Dokumenty, które opublikowała właśnie chińska administracja własności intelektualnej, opisują metody dynamicznej regulacji strumienia magnetycznego w wirniku silnika. W dużym uproszczeniu system ma na bieżąco dostosowywać parametry pracy silnika do aktualnych warunków. Podczas ruszania i przyspieszania, a więc wtedy, gdy potrzebny jest duży moment obrotowy, strumień byłby wzmacniany. Z kolei przy stabilnej, wysokiej prędkości jazdy, gdzie priorytetem jest oszczędność energii, strumień magnetyczny byłby redukowany. Cały ten mechanizm ma na celu zmniejszenie strat, które w standardowych silnikach występują przy wyższych obrotach.
Czytaj też: Koniec z ołowianymi trupami w komorze silnika. Ten akumulator wyrzuci kwas z samochodów
Te patenty nie są zupełnym zaskoczeniem, bo BYD od jakiegoś czasu rozwija koncepcję silników o zmiennym strumieniu. Wygląda jednak dziś na to, że firma traktuje tę ścieżkę bardzo poważnie, widząc w niej klucz do poprawy efektywności całego układu napędowego. Główny cel to oczywiście oszczędność energii, a co za tym idzie – wydłużenie faktycznego zasięgu pojazdów.
Jak działa technologia zmiennego strumienia magnetycznego. Wyjaśniamy prosto.
Klasyczne silniki z magnesami trwałymi działają na podstawie stałego pola magnetycznego. Sprawdza się to doskonale przy niskich prędkościach, dając elektrykom ich znakomite, “kopiące” przyspieszenie. Jednocześnie wraz ze wzrostem obrotów pojawia się problem. Jak wyjaśniają specjaliści, stały strumień generuje wtedy zwiększone siły przeciw elektromotoryczne, które działają hamująco na silnik i powodują straty energii.
Czytaj też: Niby z Wielkiej Brytanii, a jednak z Chin. Lotus powraca i łączy sportowy charakter z rozsądkiem
Rozwiązanie proponowane przez BYD polega na przejściu ze stałego na sterowalne pole magnetyczne. Patenty opisują kilka sposobów osiągnięcia tego efektu. Jeden z nich zakłada zastosowanie ruchomych elementów magnetycznych, które zmieniając położenie, modyfikują charakterystykę całego układu. Inna metoda dotyczy regulacji strumienia wzdłuż osi wirnika. Efekt ma być jednak ten sam: inteligentne zarządzanie pracą silnika w czasie rzeczywistym, tak by zawsze działał blisko swojego punktu optymalnej sprawności.
Co to oznacza dla kierowcy? Potencjalne korzyści z nowej technologii
Dla osoby prowadzącej auto elektryczne korzyści mogą być bardzo namacalne. Najważniejsza to oczywiście dłuższy zasięg na dalekich trasach, gdzie jazda autostradą pochłania najwięcej energii. Lepsza efektywność w całym spektrum prędkości mogłaby też zmniejszyć rozbieżność między zasięgiem deklarowanym a rzeczywistym, który dziś potrafi być zmorą planowania podróży. Kolejna zaleta to potencjalnie większa trwałość samego układu napędowego. Mniejsze straty energii oznaczają również mniej energii marnowanej na niepotrzebne grzanie się komponentów, a niższe temperatury pracy przekładają się na łagodniejsze obciążenie dla systemu chłodzenia i mogą wydłużyć żywotność silnika i sąsiednich podzespołów.
W tym momencie patenty BYD dobrze pokazują, w jakim kierunku przesuwa się dziś kwestia ogólnego rozwoju elektromobilności. Po latach fascynacji samym akumulatorem coraz więcej uwagi poświęca się temu, jak efektywnie przełożyć zgromadzoną w nim energię na ruch. Zmienny strumień magnetyczny w silniku to jedna z bardziej obiecujących odpowiedzi na tę potrzebę, ale dopiero praktyka zweryfikuje, czy da się ją wdrożyć na skalę setek tysięcy samochodów rocznie. W tle pozostają pytania, których same dokumenty patentowe nie rozstrzygają, a w tym koszty produkcji, trwałość w realnych warunkach, wpływ na komfort jazdy czy ewentualne komplikacje serwisowe.
Jeżeli BYD zdoła odpowiedzieć twierdząco na te pytania i wprowadzi tę technologię do masowej produkcji, to pozostali producenci nie będą mogli jej zignorować.