Wybór silnika do wózka elektrycznego: Praktyczna analiza technologii szczotkowej i bezszczotkowej

W jaki sposób podstawowe różnice w systemach napędowych wpływają na decyzje zakupowe na całym świecie

Silniki szczotkowe: Praktyczny wybór sprawdzonej technologii

Silniki szczotkowe, które wykorzystują fizyczne szczotki węglowe do przewodzenia prądu przez wirujący armatura, są rozwijane od ponad stu lat. Te silniki generują wysoki moment obrotowy w chwili uruchomienia i są szczególnie dobrze dopasowane do terenów górskich z nachyleniem większym niż 8 stopni. Dane testów pokazują, że przy tej samej mocy silniki szczotkowe reagują o 0,3 sekundy szybciej na nachylenie niż silniki bezszczotkowe.

Jednak po kilku tysiącach do ponad 10 000 godzin ciągłej pracy szczotki węglowe ulegają zużyciu i wymagają wymiany. W wilgotnych lub pylistych środowiskach zużycie szczotek może przyspieszyć się o 30%. Koszty utrzymania związane są głównie z wymianą szczotek węglowych (około 5 USD za sztukę) oraz regularnym czyszczeniem osadów węglowych z twornika. Silniki te wymagają minimalnej wiedzy serwisowej i mogą być obsługiwane przez lokalnych techników w krajach rozwijających się.

Obecnie silniki ze szczotkami są używane głównie w dwóch przypadkach: po pierwsze, w projektach zakupu rządowego w pagórkowatych regionach, takich jak Azja Południowo-Wschodnia i Ameryka Łacińska, gdzie dobrze adaptują się do skomplikowanych warunków drogowych i są łatwe w konserwacji; po drugie, w ekstremalnie zimnych regionach (np. w częściach Europy Północnej), gdzie zachowują zdolność rozruchu nawet przy temperaturach do -40 stopni Celsjusza.

Silniki bezszczotkowe: nowoczesne, wydajne i ciche rozwiązanie

Silniki bezszczotkowe wykorzystują elektroniczny sterownik do komutacji prądu, eliminując elementy z fizycznym kontaktem. Taka konstrukcja zwiększa sprawność przetwarzania energii powyżej 85%, przedłużając czas pracy baterii o 15%-20% w porównaniu z silnikami szczotkowymi przy tej samej pojemności baterii.

Ze względu na brak tarcia mechanicznego, konserwacja ogranicza się do smarowania łożysk co dwa lata, co skutkuje teoretyczną żywotnością przekraczającą 20 000 godzin. Jednakże jako kluczowy element, sterownik elektroniczny może stanowić nawet do 15% całkowitego kosztu naprawy pojazdu. Należy zwrócić szczególną uwagę na odprowadzanie ciepła w warunkach wysokich temperatur — niektóre modele mogą uruchamiać ochronę przed przegrzaniem, gdy temperatura przekroczy 50°C.

Cicha praca silników bezszczotkowych (poniżej 45 decybeli) czyni je popularnymi na dwóch rynkach: elitarne osiedla emerytalne w Europie i Stanach Zjednoczonych preferują je ze względu na przepisy dotyczące kontroli hałasu; dostawcy usług wynajmu, tacy jak lotniska i hotele, doceniają korzyści operacyjne i niższe koszty utrzymania wynikające z niskiego współczynnika awaryjności. Dla użytkowników transportu powietrznego ich lekkie rozwiązanie konstrukcyjne redukuje również opłaty za nadmiarową wagę.