БМВ идёт таким путём: попробовав на i3 синхронную PMSM c постоянными магнитами в роторе, в последних линейках она перешла на синхронные, но уже без постоянных. Главная причина, опасение прерывания поставок магнитов из Китая, с резким ростом их цен.
У неё сейчас только электромашины с внешним возбуждением электромагнитов в роторе, или EESM, в варианте со щёточным узлом (называемые также WRSM). На фото ниже хорошо виден этот щёточный узел, и хуже, обмотки ротора.
Обмотки ротора детальнее.
Эта технология, щёточная EESM, также предлагается подразделением немецкого концерна Conti, Vitesco, как основная для машин размерного класса D и выше, читай, немецкого премиума.
Мотивы те же, основной это отсутствие в Европе добычи и обогащения неодима и диспрозия, нужных для производства магнитов, и побочный, желание чуть-чуть увеличить эффективность электромашин на характерных для Германии автобанных скоростях. Чтобы минимально, но скомпенсировать резкий рост расхода энергии за счёт повышения аэросопротивления. Поэтому же такой упор делается немецкими фирмами на повышении обтекаемости кузовов.
Vitesco пишет что решила основные проблемы с защитой обмоток и подшипников ротора от угольной пыли щёток, и с долговечностью контакторов и щёточного узла. По крайней мере, до пробега в 160,000 км. Можно ли этому верить, пока непонятно. Мы уже слышали такие же обещания для иных решений от немецких поставщиков, но потом выяснялось, что это подразумевает набор условий, труднореализуемых в климате отличном от центрально-европейского, либо повышенных затрат на инспекции и расходные материалы.
Концепт предполагает установку PMSM либо EESM ротора, в зависимости от модели и задач, в унифицированный статор и корпус мотор-редуктора.
Сравнение потерь PMSM и EESM, у последней они несколько выше, в их структуре преобладают токовые I2R, так как обмоток в такой машине больше.
Но, зато у EESM со свободно деактивируемыми электроникой инвертера электромагнитами нет роста обратного напряжения с оборотами, в отличие от PMSM, и связанного с этим снижения момента, и как следствие, мощности.
С нынешними ценами постоянных магнитов PMSM машины небольшой и средней отдачи для производителя по материалам выходят дешевле чем EESM, но высокой оказываются уже дороже. Это видимо второй, и основной мотив для БМВ, рекламирующей повышенную разгонную динамику и повышенные скорости движения, к тому же имеющую в гамме много тяжелых машин. Общая стоимость владения EESM на долгом сроке выше, чем у PMSM, так как она изначально дороже, и есть замена щеточного узла, но в Vitesco считают это несущественным на фоне цены потребляемой электроэнергии.
Если брать применение машин не на основной оси, как в случае монопривода, а на передней, как для полноприводных вариантов, то лидер по эффективности здесь PMSM с сухим сцеплением, физически отключающим её при свободном вращении, и подключающим при необходимости приложения момента, устраняя проблему повышенных потерь машин этого типа при свободном вращении, из-за наличия в них поля постоянных магнитов.
Но, конечно, при этом растёт стоимость, и падает отказоустойчивость.
Без использования сцепления, наиболее эффективна на передней оси индукционная машина, или AIM, чуть менее эффективна EESM, и наименее, PMSM. Это объясняет выбор Фольксваген-Ауди и Теслой для полноприводных версий комбинации PMSM на задней оси, основной, и AIM на передней, добавочной.
Vitesco предлагает следующие комбинации по осям для своего унифицированного по статору решения.
Если китайцы решили задачу в лоб, обеспечением наличия магнитов для PMSM машин, наиболее эффективных на городских и загородных скоростях, и умеренными их ценами, за счёт локального производства, то европейцы (по крайней мере, БМВ) решают немного "криво", уходом от необходимости в магнитах, путём технического усложнения машин, повышения их стоимости, и повышения требований к их обслуживанию. Конечно, это даёт заработок немецкой обрабатывающей промышленности, но плюс ли это для пользователя, вопрос.
Напоминает подход Ауди с переходом с меди на алюминий роторов AIM машин e-tron, с одновременным удорожанием и усложнением системы охлаждения.
