Jak działa napęd Volkswagena ID.3?

ID.3 jest dla Volkswagena początkiem nowej epoki, epoki samochodów elektrycznych. Silnik tego modelu, będący jednym z komponentów modułowej platformy MEB, jest produkowany przez Volkswagen Group Components.

Elektryczna jednostka napędowa jest – w porównaniu z konwencjonalnymi silnikami benzynowymi i Diesla – mniej skomplikowana, a przez to na tyle mała, że mieści się w sportowej torbie. Jak działa elektryczny układ napędowy produkowany w fabryce w Kassel?

W każdym silniku elektrycznym znajduje się nieruchomy stojan (zwany również statorem) i obracający się w nim wirnik (inaczej rotor). Stojan składa się ze zwojów miedzianego drutu. Jeśli przez zwoje przepływa prąd elektryczny, w statorze pojawia się pole magnetyczne, które powoduje obroty wirnika.

Ruch obrotowy polega na prostej zasadzie fizycznej: różnoimienne bieguny magnesów przyciągają się, a jednoimienne odpychają. Zgodnie z tym wyróżnia się dwa rodzaje silników elektrycznych: stale wzbudzone silniki synchroniczne oraz silniki asynchroniczne. Mocny magnes w funkcji wirnika, który obraca się zgodnie (synchronicznie) z polem magnetycznym stojana to wyróżnik stale wzbudzonego silnika synchronicznego. W silniku asynchronicznym wirnik staje się magnesem poprzez doprowadzenie do niego prądu elektrycznego i podąża za polem magnetycznym stojana.

W nowym Volkswagenie ID.3 montuje się silnik elektryczny oznaczony jako „APP 310”. Jest to stale wzbudzona jednostka synchroniczna. Symbol „APP” oznacza, że silnik i przekładnia są umieszczone w tej samej osi, z kolei oznaczenie liczbowe odnosi się do maksymalnego momentu obrotowego silnika, który wynosi 310 Nm. Główne elementy tego układu napędowego powstają w różnych wyspecjalizowanych zakładach Volkswagen Group Components.

Stojany i rotory są wytwarzane w fabryce komponentów w Salzgitter. Do produkcji statorów wykorzystano technologię „Hairpin”. Zgodnie z nią przestrzenie między ściankami statora wypełnia się cienkimi miedzianymi drutami w kształcie płaskiej spinki do włosów, ułożonymi ciasno obok siebie.

Dzięki temu w porównaniu ze statorami, w których stosowano zwoje drutów miedzi jest więcej, co zapewnia silnikowi większą sprawność. Maksymalny moment obrotowy jest uzyskiwany już przy niskich obrotach tak, że do „obsługi” całego zakresu obrotów wystarczy tzw. 1-biegowa przekładnia.

Zarówno silnik elektryczny, jak i przekładnia są produkowane w fabryce komponentów w Kassel. Cały moduł napędowy, włącznie z przekładnią, zajmuje tak mało miejsca, że mieści się w typowej sportowej torbie. Układ napędowy waży tylko 90 kg i w modelu ID.3 uzyskuje maksymalną moc 150 kW (204 KM).

Silniki elektryczne stosowane w modelach skonstruowanych na platformie MEB i przeznaczonych na rynki krajów Europy i Ameryki Północnej będą produkowane w Kassel. Planuje się produkcję 500.000 sztuk rocznie. Zakład w Kassel ściśle współpracuje z fabryką w Tianjin w Chinach, gdzie wytwarza się silniki elektryczne do samochodów sprzedawanych w tym kraju. Łącznie obydwa zakłady będą od 2023 roku produkowały 1,4 miliona elektrycznych jednostek napędowych rocznie. Volkswagen Group Components stanie się wtedy największym na świecie wytwórcą elektrycznych silników samochodowych.