Electric Motor Types for Electric Vehicles: Advantages and Disadvantages


Creative Commons License

Aykaç C. B. , Yiğit K. , Acarkan B.

ICENSS 2021 - International Congress of Engineering and Natural Sciences Studies, Ankara, Turkey, 7 - 09 May 2021, pp.153-164

  • Publication Type: Conference Paper / Full Text
  • City: Ankara
  • Country: Turkey
  • Page Numbers: pp.153-164

Abstract

Nowadays, electric motors are widely used in the automotive industry as well as in all areas of life. In conventional vehicles, it is used as a starter motor that provides the initial starting of internal combustion engines or as an alternator to charge the battery while the vehicle is running. In addition, it can be used for side functions such as power window regulator or wiper motor. Especially with the entry of electric vehicles into the market, electric motors have become an important part of vehicle drive systems. In electric vehicles, electric motors provide movement energy by using the energy that taken from battery group. Movement energy is changed according to many different factors such as the state of the road, driving characteristics of the driver, starting and braking situations. It is seen that the use of different types of electric motors in electric vehicles comes to the fore in order to minimize the negative effects of such parameters and to achieve the desired performance. In this study, the subject of electric motor types used in electric vehicles, which is one of the current research topics, is discussed. Electric motors have been examined from different perspectives such as power density, efficiency, controllability and price, and comparison analyzes have been made. As a result, it was concluded that permanent magnet synchronous motors in terms of power density and efficiency, DC motors in terms of controllability and induction motors in terms of cost provide more advantages for electric vehicles.

Günümüzde elektrik motorları, hayatın her alanında olduğu gibi otomotiv sektöründe de yaygın olarak kullanılmaktadır.

Konvansiyonel taşıtlarda, içten yanmalı motorların ilk hareketini sağlayan marş motoru olarak veya araç çalışırken akünün şarj olması amacıyla alternatör olarak kullanılmaktadır. Bunun yanı sıra cam kaldırma motoru veya silecek motoru gibi yan işlevlerde de kullanılabilmektedir. Özellikle elektrikli taşıtların piyasa girişiyle beraber elektrik motorları, taşıt tahrik sistemlerinin de önemli bir parçası haline gelmiştir.

Elektrikli taşıtlarda elektrik motorları batarya grubu üzerinden aldığı enerji ile hareket enerjisi sağlamaktadır. Hareket enerjisi yolun durumu, sürücünün sürüş karakteristiği, kalkış ve frenleme durumları gibi pek çok farklı etkene göre şekillenmektedir. Bu tür parametrelerin olumsuz etkilerini en aza indirmek ve istenilen performansı elde etmek için elektrikli taşıtlarda farklı elektrik motoru türlerinin kullanımının ön plana çıktığı görülmektedir.

Bu çalışmada, güncel araştırma konularından biri olan elektrikli taşıtlarda kullanılan elektrik motoru türleri konusu ele alınmıştır. Elektrik motorları güç yoğunluğu, verim, kontrol edilebilirlik ve fiyat gibi farklı açılardan incelenmiş ve karşılaştırma analizleri yapılmıştır.

Sonuç olarak, güç yoğunluğu ve verim açısından daimi mıknatıslı senkron motorların, kontrol edilebilirlik açısından DC motorların, maliyet açısından ise asenkron (endüksiyon) motorların elektrikli taşıtlar için daha fazla avantaj sağladığı sonucuna ulaşılmıştır.