מנועים חשמליים למכוניות

מכוניות חשמליות הן רכבים נטענים המונעים על ידי מנועים חשמליים. מנועים חשמליים למכוניות ממירים אנרגיה חשמלית לאנרגיה מכנית. בקרים מווסתים ושולטים בכוח המתקבל מסוללות נטענות להפעלת המנועים. המנועים יכולים להיות מנועי AC או DC. מנועי DC למכוניות חשמליות יכולים להיות מסווגים עוד כמגנט קבוע, חסר מברשות ושנט, סדרתי ונרגש בנפרד. ה- DC משתמש בחשמל ובשדה מגנטי כדי לייצר מומנט, שמסובב את המנוע. המנוע החשמלי הפשוט ביותר של DC מורכב משני מגנטים בעלי קוטביות הפוכה וסליל חשמלי היוצר אלקטרומגנט. מאפייני המשיכה והדחייה משמשים את המנוע החשמלי DC להמרת חשמל לתנועה - כוחות אלקטרומגנטיים מנוגדים של מגנטים מייצרים מומנט הגורם לסיבוב המנוע DC. המאפיינים הרצויים של מנועים חשמליים למכוניות כוללים עוצמת שיא, חוסן, מומנט גבוה לאינרציה, מומנט שיא גבוה, מהירות גבוהה, רעש נמוך, תחזוקה מינימלית וקלות שימוש. מנועים חשמליים מהדור הנוכחי משולבים עם ממירים ובקרים למגוון רחב של מומנט.

שפע המנוע DC מסדרת אפשר לו לבדוק אותו על מגוון כלי רכב. סדרת ה- DC חזקה ועמידה לאורך זמן, וצפיפות ההספק מספקת את התמורה הטובה ביותר לכסף. עקומת המומנט מתאימה למגוון יישומי גרירה. עם זאת, זה לא יעיל כמו מנוע אינדוקציה AC. מברשות הקומוטטור נשחקות ופעולות תחזוקה נדרשות מעת לעת. היא גם לא מתאימה לבלימה מתחדשת, המאפשרת לרכבים לתפוס אנרגיה קינטית להטעין מצברים.

מנועי DC פשוטים יותר ועולים פחות, והשתמשו בהם באופן נרחב ברכבים חשמליים להפגנה. ל- DC ללא מברשות אין קומוטטורים, והם חזקים ויעילים יותר ממנועי הקומוטטורים. מנועי DC כאלה, לעומת זאת, דורשים בקרים מתוחכמים יותר. DC ללא מברשות במכוניות חשמליות יכול לתת יעילות של עד 90%, ואין צורך בשירות עד למאה אלף קילומטרים. מומחים ב- Floyd Associates (2012) טוענים כי מכוניות חשמליות עם מנועי DC Brushless יכולות להשיג את המהירות הגבוהה ביותר אך האיטית ביותר; אינדוקציה AC יכולה להשיג את התאוצה המהירה ביותר עם מהירות מרבית ממוצעת; מנועי מגנט קבועים יכולים להשיג מהירות עליונה ותאוצה ממוצעת; ומנועי רתידות מחליפים מספקים את הפיתרון החסכוני ביותר.

טסלה מוטורס היא חלוצה בפיתוח כלי רכב חשמליים. טסלה רודסטר, למשל, צורכת 110 וואט שעות לנסיעה באורך קילומטר. כלי רכב חשמליים המבוססים על טכנולוגיה עכשווית משתרעים על 160 ק"מ בממוצע בין הטעינה. דלויט (2012) טוען כי האתגר הגדול ביותר בפיתוח מכוניות חשמליות הוא צפיפות האנרגיה, או כמות האנרגיה החשמלית שניתן לאחסן ליחידת מסתה בסוללה.