BMW i4 eDrive 40 - Vlotte EV met mooi bereik en gemiste kansen

Ik wil hier even op inhaken om wat onjuistheden (of onduidelijkheden) recht te zetten. De koolborstels voor deze motoren (zogenaamde separaat bekrachtigde synchone motoren) bekrachtigen een elektromagneet op de rotor, waar normaal neodymium permanente magneten gebruikt worden (zogenaamde permanent magneet synchrone motoren). De commutatie geschiedt bij de separaat bekrachtigde synchrone motoren hetzelfde als bij ieder ander type synchrone motor: door middel van een inverter welke een wikkelpakket van 3 fasen bekrachtigd. Dus hetzelfde als bij de motoren in een Tesla. Het verschil met de motor in een Tesla is dat de koolborstels in zo'n separaat bekrachtigde motor de stroom verzorgen voor een spoel op de rotor, die het magneetveld maakt. Dit magneetveld wordt bij een permanent-magneet motor door de (neodymium) magneten gemaakt, en nu dus door een spoel. Belangrijk te weten is dat door deze spoel een DC stroom loopt, dus géén AC stroom zoals bij de bekende goedkope borstelmotortjes.

Voor de rotorbekrachtiging van het type motor in deze BMW worden doorgaans twee sleepringen gebruikt, een voor + en een voor -, welke ononderbroken zijn en dus nauwelijks aan slijtage onderhevig (in tegenstelling tot de commutatieverzorging bij reguliere borstelmotoren, dat zijn onderbroken vlakken welke altijd vonken en dus slijtage zien). Deze koolborstels kunnen bij een deugdelijk ontwerp gemakkelijk een autoleven meegaan. Ik kan niet inschatten of dat ook geldt voor deze specifieke motor.

Dergelijke techniek heeft een aantal grote voordelen:
1) Geen rare earth nodig, dus beter voor het milieu en goedkoper (ook voor de klant!). De milieu impact ervan moet naar mijn idee veel meer ruchtbaarheid krijgen, dus bij dezen wat leesvoer: https://hir.harvard.edu/n...acy-of-rare-earth-mining/ https://www.bbc.com/futur...-the-worst-place-on-earth https://www.theguardian.c...e-earth-village-pollution
2) De grondstoffen in deze motoren komen niet of in beperkte mate uit Azië, in het bijzonder China. Neodymium voor de permanent magneet motoren (in bijvoorbeeld Teslas) wordt voor het grootste deel gewonnen in China, wat naast bovengenoemde milieuproblemen ook een geopolitieke afhankelijkheid met zich meebrengt.
3) Demagnetisatie is geen issue. Neodymium magneten demagnetiseren al bij vrij lage temperaturen, en demagnetisatie is een onomkeerbaar proces wat de motor permanent aantast, en dat is een serieus punt van zorg bij motoren met neodymium magneten, zeker onder zware belasting. (Denk aan een Tesla welke bij intensief belasten behoorlijk moet knijpen om overtemperatuur tegen te gaan.) Daar hebben separaat bekrachtigde motoren geen last van.
4) Het toerenbereik is veel groter en kan veel efficienter bereikt worden. Door simpelweg de rotorstroom (welke door deze koolborstels loopt) te regelen, kan de magnetische veldsterkte veranderd worden. Dat is equivalent aan de koppel-toerencurve on-the-fly aanpassen, waardoor veel minder blindvermogen benodigd is op hogere motortoerentallen dan met permanent-magneetmotoren. Zie het systeem als een CVT versnellingsbak, maar dan elektrisch uitgevoerd.

Het enige noemenswaardige nadeel van dergelijke motoren is dat er meer koper nodig is, en dat de vermogensdichtheid lager is (dus de motor wordt groter).

Al met al ben ik van mening dat dergelijke motoren juist een zeer interessante ontwikkeling zijn voor EVs door de eigenschappen die ze hebben.

Nog een leuke toevoeging wellicht om mijn verhaal te onderstrepen: de TGV treinstellen gebruiken exact dit motorprincipe. En dat is dus om dat het (a) een lange levensduur heeft, (b) goedkoop is, en (c) in een zeer groot snelheidsbereik kan voorzien met een hoge efficiëntie.

Edit: voordeel toegevoegd en wat kleine aanvullingen/verbeteringen.

[Reactie gewijzigd door Bazz0847 op 22 juli 2024 19:27]