Kiedy siedzisz w nowym, energooszczędnym pojeździe, fotel automatycznie ustawia się w zaprogramowanej pozycji, klimatyzacja dostarcza powietrze o idealnej temperaturze, ekran w konsoli środkowej cicho obraca się w Twoją stronę, a klamki drzwi automatycznie się wysuwają. Za tymi pozornie prostymi czynnościami kryje się „niewidzialny bohater”: silnik bezszczotkowy.
Samochodowe silniki bezszczotkowe są szczegółowo definiowane jako silniki kompaktowe o mocy wyjściowej zwykle poniżej kilkuset watów. Są szeroko rozpowszechnione w trzech głównych obszarach pojazdu:-układzie napędowym (elektrycznym układzie napędowym), podwoziu i nadwoziu-, a także w różnych akcesoriach. Ile dokładnie tych silników jest zainstalowanych w jednym nowym pojeździe energetycznym? Odpowiedź brzmi: znacznie więcej, niż możesz sobie wyobrazić.
I. Użycie na pojazd: zakres od 20 do ponad stu
Liczba zastosowanych silników bezszczotkowych jest wprost proporcjonalna do klasy pojazdu. Według statystyk branżowych:
Standardowe sedany są wyposażone w co najmniej 20–30 silników bezszczotkowych, podczas gdy-ekskluzywne luksusowe sedany wymagają 60–70, a nawet ponad stu. W 2024 r. na całym świecie średnia liczba silników bezszczotkowych na pojazd wyniosła 41,8 i według prognoz wzrośnie do 53,1 do 2029 r. W Chinach średnia wyniosła 49,4 w 2024 r. i oczekuje się, że do 2029 r. osiągnie 64.
Nowe pojazdy energetyczne wykorzystują znacznie więcej silników bezszczotkowych niż tradycyjne pojazdy z silnikiem spalinowym. Dlaczego? Ponieważ nowe pojazdy energetyczne mają większe wymagania dotyczące silników w układach napędowych, zarządzaniu energią i funkcjach pomocniczych, przy jednoczesnym wyższym poziomie inwestycji w inteligencję i automatyzację.
II. Cztery główne systemy zastosowań samochodowych silników bezszczotkowych
Silniki bezszczotkowe stosowane w pojazdach nowej generacji można podzielić na cztery główne sektory: układ napędowy, układ podwozia, układ nadwozia i inteligentny kokpit.
(I) Układ napędowy
To jest „siłownia” nowego pojazdu energetycznego. W przeciwieństwie do tradycyjnych pojazdów z silnikiem spalinowym, elektryczny układ napędowy w znacznie większym stopniu opiera się na silnikach bezszczotkowych:
Główny silnik napędowy: podstawowe źródło zasilania pojazdu (zwykle 1 lub 2 jednostki).
Silnik sterujący automatyczną skrzynią biegów: steruje mechanizmem-zmiany biegów. Elektryczna pompa olejowa: Obieg smarowania i chłodzenia elektrycznych osi napędowych.
Elektryczna pompa wodna: Cyrkulacja płynu chłodzącego do akumulatora i zarządzanie temperaturą silnika elektrycznego.
Silnik wentylatora chłodzącego: Wentylacja i odprowadzanie ciepła z grzejników i akumulatorów.
(II) Układ podwozia
Podwozie to jeden z obszarów o największej gęstości zastosowań samochodowych silników bezszczotkowych, obejmujących obsługę pojazdu, hamowanie i zawieszenie:
Silnik elektrycznego wspomagania układu kierowniczego: Zapewnia wspomaganie kierowania; precyzja bezpośrednio wpływa na szybkość reakcji układu kierowniczego.
Silnik elektronicznego hamulca postojowego: Włącza funkcję elektronicznego hamulca postojowego.
Silnik hamulcowy-z-przewodowym: zastępuje tradycyjny hamulec hydrauliczny; czas reakcji jest krótszy niż 200 milisekund.
Silnik pompy zawieszenia pneumatycznego: napędza sprężarkę powietrza w celu regulacji wysokości jazdy pojazdu.
Hydrauliczny silnik podnoszenia podwozia: Wykonuje niezależne podnoszenie kół w przypadku aktywnych układów zawieszenia.
Silnik ABS: steruje-układem przeciwblokującym.
(III) Układ ciała
Silniki bezszczotkowe w korpusie obsługują różne funkcje zwiększające wygodę:
Silnik podnoszenia szyb: Napędza elektryczne podnoszenie i opuszczanie czterech bocznych szyb.
Silnik regulacji siedziska: umożliwia wielokierunkową-regulację (do przodu-do tyłu, w pionie, kąt oparcia itp.).
Silnik wycieraczek: Napędza wycieraczki przedniej i tylnej szyby.
Elektryczny silnik klapy tylnej: Automatyzuje otwieranie i zamykanie bagażnika/klapy tylnej.
Elektryczny silnik-otwieranych drzwi bocznych: napędza drzwi przesuwne lub drzwi-skrzydłowe.
Silnik klamki do drzwi wpuszczanych: automatycznie wysuwa-zlicowane klamki do drzwi.
Silnik regulacji lusterek wstecznych: reguluje kąt elektrycznych lusterek wstecznych.
Elektryczny silnik okna dachowego: Steruje otwieraniem i zamykaniem okna dachowego.
(IV) Inteligentny system kokpitu
Inteligentny kokpit to najszybciej- rozwijający się sektor motoryzacyjnych silników bezszczotkowych w pojazdach nowych źródeł energii:
Silnik obracania/podnoszenia ekranu w konsoli środkowej: reguluje kąt i położenie ekranu.
Silnik odwracania HUD: reguluje kąt-ekranu wyświetlacza Head Up.
Elektryczny silnik nawiewu: Automatycznie dostosowuje kierunek przepływu powietrza przez nawiewy klimatyzacji.
Silnik masażu lub wentylacji siedziska: Obsługuje funkcje zapewniające komfort siedzenia.
Silnik regulacji kierownicy: umożliwia elektryczną-regulację kierownicy.
Silnik sterujący oświetleniem otoczenia: napędza ruchome elementy oświetlenia otoczenia. Jeśli chodzi o same siedzenia, różnice w funkcjonalności regulacji oznaczają, że elektryczne systemy siedzeń zazwyczaj wykorzystują cztery silniki bezszczotkowe, a w niektórych konfiguracjach ich liczba sięga nawet ośmiu.
III. Trendy technologiczne: kompleksowe przejście z silników szczotkowych na bezszczotkowe
W epoce tradycyjnych pojazdów z silnikiem spalinowym standardem były silniki szczotkowe prądu stałego, napędzające podstawowe funkcje, takie jak wycieraczki, wentylatory chłodzące i elektrycznie sterowane szyby. Ponieważ jednak nowe pojazdy energetyczne wymagają coraz wyższych poziomów efektywności energetycznej, niezawodności i cichej pracy, bezszczotkowe silniki prądu stałego szybko zastępują szczotkowe odpowiedniki.
Dzięki wysokiej wydajności, długiej żywotności i niskiemu poziomowi hałasu silniki bezszczotkowe stały się głównym wyborem do zastosowań takich jak regulacja siedzeń, elektrycznie sterowane szyby, elektryczne wspomaganie kierownicy (EPS) i elektroniczne pompy wodne. W dziedzinie siłowników podwozia silniki synchroniczne z magnesami trwałymi i bezszczotkowe silniki prądu stałego ewoluują w kierunku wyższej gęstości mocy, większej integracji i inteligentnych możliwości sterowania.
