Hałas z napędu, utrata mocy, komunikat na desce rozdzielczej i rachunek na 55 tys. zł. To awaria uzwojenia – jedna z najczęstszych awarii silników w autach elektrycznych. Sprawdzimy czym jest uzwojenie silnika, dlaczego się psuje i dlaczego naprawa uzwojenia w samochodzie elektrycznym jest tak droga. Awarie aut elektrycznych są bardzo kosztowne. Przygotowałem artykuł i film, które dokładnie wyjaśnią kolejne problemy z autami elektrycznymi BEV.

W artykule i w filmie skoncentrujemy się na następujących zagadnieniach:

• Co to jest uzwojenie w silniku auta elektrycznego?
• Jakie są objawy awarii uzwojenia w samochodzie elektrycznym?
• Jak sprawdzić awarię uzwojenia silnika elektrycznego w samochodzie elektrycznym BEV?
• Ile kosztuje naprawa uzwojenia silnika elektrycznego w samochodzie elektrycznym BEV?
• Kontynuujemy serię o awariach aut elektrycznych!

Awarie samochodów elektrycznych są kosztowne i coraz częstsze

W poprzednim artykule, który ukazał się na łamach WP.PL, przyjrzeliśmy się pierwszej, drogiej awarii aut elektrycznych, czyli demagnetyzacji silnika. Warto przeczytać. To jedna z kilku bardzo kosztownych awarii samochodów elektrycznych. W niemal każdej z nich koszty naprawy przekraczają 50 tysięcy złotych. Idziemy dalej i tym razem dokładnie opiszę awarię uzwojenia silnika w samochodzie elektrycznym. Oczywiście, jest tanio jak zawsze – 50 tysięcy złotych. Dla wielu osó zaskakujące będzie to, że silnik w samochodzie elektrycznym nie lubi dynamicznej jazdy i jazdy pod dużym obciążeniem!

Przeczytaj – Zabójca silnika EV. Demagnetyzacja na WP.PL

Czym jest uzwojenie w silniku elektrycznym?

Każdy silnik elektryczny, bez względu na wielkość i przeznaczenie, ma uzwojenie. To jedna z najważniejszych części każdego silnika elektrycznego. W silnikach aut elektrycznych w roli uzwojenia stosuje się cewki z izolowanego drutu miedzianego o określonej grubości. Są one montowane w żłóbkach stojana. Stojan to nieruchoma część silnika elektrycznego, we wnętrzu której obraca się wirnik.

Jak izoluje się drut miedziany w uzwojeniu silnika, aby nie powodował zwarć?

Jest on pokrywany specjalnym lakierem.

Jak działa silnik elektryczny w aucie bateryjnym BEV?

Przez uzwojenie stojana przepływa trójfazowy prąd przemienny. Dzięki temu wytwarzane jest pole magnetyczne. Wchodzi ono w interakcję z magnesami trwałymi albo z uzwojeniem na wirniku, dzięki czemu wirnik może się obracać.

Prąd o określonych parametrach dostarczany jest do stojana  przez falownik/inwerter, który przekształca prąd stały z baterii w prąd zmienny. Parametry prądu, określające prędkość obrotową silnika, są dopasowywane do siły nacisku na pedał gazu przez kierowcę albo do wskazań systemów bezpieczeństwa aktywnego lub jazdy półautonomiczne/autonomicznej. Silnik przekazuje napęd na redukcyjną skrzynię biegów. Stamtąd, poprzez dyferencjał, napęd jest przekazywany na osie napędowe i na koła.

Film, który pokazuje budowę układu napędowego w aucie elektrycznym:

Silnik elektryczny w samochodzie elektrycznym miał się nie psuć…

Silniki elektryczne w samochodach elektrycznych rzekomo miały się nie psuć… Auta elektryczne miały się nie psuć, a przede wszystkim miały się nie psuć ich silniki! Co może się zepsuć w silniku elektrycznym? Przecież nie ma tam świec, rozrządu, tłoków!

Tylko że jest to obietnica bez pokrycia. Dlaczego? Każdy silnik elektryczny się psuje. Psują się silniki elektryczne w naszych wiertarkach, wkrętarkach, robotach kuchennych, blenderach, kosiarkach i setkach innych urządzeń. Jak zatem mogą nie psuć się silniki elektryczne w samochodach elektrycznych, w których silnik się bardzo mocno nagrzewa, jest narażony na stałe zmiany prędkości obrotowej i musi pracować z prędkością 10 lub nawet 20 tysięcy obrotów na minutę?

Czy samochód elektryczny po awarii skończy jak stara wiertarka?

Brutalna prawda jest taka, że większość współczesnych urządzeń elektrycznych jest jednorazowa. Nie opłaca się naprawić wiertarki czy kosiarki ze spalonym uzwojeniem. Nie ma silników, nie ma chętnych do napraw. Czy tak samo będzie z samochodami elektrycznymi? Stawiam brutalną tezę, że tak. Jeśli auto elektrycznego będzie mieć wartość 50 tysięcy złotych i trzeba będzie w nim zamontować nowy silnik za 55 tysięcy złotych to czy to wszystko jest opłacalne?

Czy awaria uzwojenia silnika elektrycznego to częsty problem? Dane i statystyki

Jak wspomniałem wcześniej to druga najczęściej występująca awaria silników w samochodach elektrycznych. Na pierwszym miejscu są awarie łożysk w autach elektrycznych, które stanowią od 40 do 51 % wszystkich usterek. (Źródło: EASA/Bonnett & Yung)

Awarie uzwojenia w silnikach elektrycznych stanowią od 16 do 38 % wszystkich awarii elektrycznych jednostek napędowych. Awaria ta zdarza się przede wszystkim w samochodach, które są napędzane przez silniki synchroniczne z magnesami trwałymi. A te są stosowane w najpopularniejszych autach elektrycznych takich marek jak Tesla, Volkswagen, Hyundai/KIA, VW, BWM i innych.

Przyczyny awarii uzwojenia w silnikach samochodów elektrycznych

Dlaczego dochodzi do tej kosztownej awarii aut elektrycznych? Dlaczego psuje się uzwojenie w silniku samochodu elektrycznego?
Typowe przyczyny awarii uzwojenia w silnikach aut elektrycznych EV BEV to:

• Przegrzanie silnika elektrycznego na skutek uszkodzonego / źle działającego układu chłodzenia silnika (przyczyn takiego stanu może być wiele, wyjaśnię to w przyszłości), najczęściej są to awarie pomp chłodzenia, zatkany układ itd. Silnik elektryczny musi pracować w odpowiedniej temperaturze – temperatura wyższa o kilkanaście stopni przyspiesza uszkodzenie uzwojenia silnika ;
• Częsta praca jednostki napędowej z nadmiernym prądem, na skutek agresywnej jazdy lub stałego forsowania auta elektrycznego, na przykład częstej jazdy w górach;
• Ciężka eksploatacja auta z dużym obciążeniem (komplet pasażerów, częste uruchamianie, jazda agresywna) w połączeniu z wysoką temperaturą otoczenia;
• Prądy pasożytnicze, generowane przez interter/falownik, które niszczą uzwojenie i łożyska silnika (powodując w nich wżery);
• Zanieczyszczenia stojana silnika, powodowane przez przedostawanie się do silnika pyłów (na skutek uszkodzonej, nieszczelnej obudowy zintegrowanego układu napędowego);
• Zanieczyszczenia stojana olejem ATF ze skrzyni biegów;
• Zanieczyszczenia stojana płynem chłodniczym z układu chłodzenia silnika, na skutek uszkodzenia uszczelnienia w jednostce napędowej, wywołuje to korozję i zwarcia;
• Mechaniczne uszkodzenia uzwojenia, powodowane przez ocieranie zwojów uzwojenia o wirnik, powodem jest najczęściej uszkodzenie łożysk albo skrzywienie wałka wirnika, problem mogą wywoływać też nadmierne wibracje;
• Częsta jazda miejsca, wiele startów i zatrzymań, powodujących przyspieszone zużycie uzwojenia;
• Starzenie się uzwojenia, które traci swoje właściwości po przejechaniu od 150 do 300 tys. kilometrów.

Podsumowanie

Silnik elektryczny miał się nie psuć, co oczywiście było obietnicą bez żadnego pokrycia. Silnik elektryczny wymaga serwisowania – sprawny układ chłodzenia ma tu kluczowy wpływ (wymiana płynu w układzie chłodzenia co 2-5 lat, koszt od 1500 do 3500 złotych). Silnik elektryczny niszczy się w trakcie intensywnej, sportowej, agresywnej jazdy i w trakcie eksploatacji z dużym obciążeniem.

Objawy uszkodzonego uzwojenia w silniku auta elektrycznego

Jak rozpoznać objawy tej drogiej awarii aut elektrycznych? Jak rozpoznać, że samochód elektryczny wymaga drogiej naprawy? Typowe objawy, dzięki którym możesz domyślić się, że auto elektryczne ma uszkodzone / zużyte uzwojenie, to:

• Hałas z układu napędowego – może mieć on różne formy i natężenie, może to być buczenie, grzechotanie, piski albo świst;
• Silne wibracje;
• Utrata mocy;
• Pojawianie się komunikatów na desce rozdzielczej: tryb awaryjny oraz zredukowana moc silnika;
• Przegrzewanie silnika;
• Wyższe zużycie energii;
• W najgorszym przypadku woń spalenizny i całkowita blokada napędu.

Specjalistyczny warsztat samochodowy, wyposażony w odpowiednią diagnostykę może rozpoznać awarię uzwojenia także po kodach błędów zapisanych w pamięci sterownika, asymetrii faz i wzroście poboru prądu.

Jak sprawdza się pracę uzwojenia silnika elektrycznego w warsztacie samochodowym?

Sprawdza się zużycie prądu. Następnie odczytuje się kody błędów OBD (P0Axx) i dane o temperaturze statora. Odczytuje się również prądy faz i asymetrie. Następnie, jeśli mechanik podejrzewa uszkodzenie, przeprowadza się test izolacji (pomiar oporności). Jeśli oporność spadnie poniżej 1–5 MΩ, oznacza to poważny problem z izolacją. Przeprowadza się również test impulsowy. Jeśli mechanik ma pewność, że doszło do uszkodzenia, demontuje układ napędowy, wymontowuje wirnik silnika i sprawdza stan stojana, w tym jego uzwojenia. Uszkodzenia uzwojenia mogą być widoczne gołym okiem. To między innymi ciemniejszy lub czarny kolor zwojów drutu miedzianego, stopione druty miedzianie, woń nagrzanego lakieru (lakieru służącego do stworzenia izolacji na drutach miedzianych).

Naprawa silnika, w których doszło do uszkodzenia uzwojenia

Czy taka naprawa jest możliwa? Tak, ale nie zawsze jest opłacalna. Jest kilka sposobów naprawy tego uszkodzenia.

• Przewijanie izolacji – bardzo drogie i czasochłonne, nie każdy chce się tego podjąć.
• Jeśli już to wymiana kosztuje od 8 tys. zł wzwyż. Ale jak napisałem wcześniej – znalezienie takiego warsztatu graniczy z cudem.
• Montaż nowej jednostki napędowej – samego silnika. Tu trzeba liczyć się z kosztem od 22 do nawet 50 tys. złotych, zależnie od modelu auta.
• Jest jeszcze jedna metoda, najtańsza, która jest możliwa dzięki stacjom demontażu, zwłaszcza w innych krajach, gdzie jest więcej aut EV (np. Tesli w Wielkiej Brytanii). To zakup używanego silnika elektrycznego, całej jednostki napędowej albo samego stojana silnika (czasami są one sprzedawane osobno. Jest taniej, ale nadal drogo, nadal trzeba wydać minimum kilkanaście tysięcy złotych.

To kolejna awaria aut elektrycznych, którą opisałem. Jeszcze jest ich mnóstwo. I wszystkie, krok po kroku, opiszę w kolejnych artykułach oraz pokażę w filmach.

Film o awarii aut elektrycznych – uzwojeniu silnika – który uzupełnia powyższy artykuł

AUTOR: MICHAŁ LISIAK

MENU
– > POWRÓT NA STRONĘ GŁÓWNĄ
– > MAGAZYN MOTORYZACYJNY
– > TECHNIKA MOTORYZACYJNA I DIAGNOSTYKA
– > SAMODZIELNE NAPRAWY SAMOCHODÓW– ZAOCZNE TECHNIKUM DRUCIARSTWA SAMOCHODOWEGO
– > ELEKTROMOBILNOŚĆ I SAMOCHODY ELEKTRYCZNE, WADY ELEKTROMOBILNOŚCI
– > DETAILING
– > FELIETONY MOTORYZACYJNE, CIEKAWOSTKI MOTORYZACYJNE, HUMOR MOTORYZACYJNY
– > DOKUMENTY, UBEZPIECZENIA
– > MOTOCYKLE
– > MILITARIA – MOTORYZACJA I WOJSKO
– > MOTORYZACJA I POLITYKA
– > TESTY SAMOCHODÓW
– > AKCESORIA DLA KIEROWCÓW
– > SAMOCHODY ŚWIATA
– > PODRÓŻE i SLOW DRIVING
– > MOTOREWIA NA FACEBOOK
– > MOTOREWIA NA TWITTER

– > POWRÓT NA STRONĘ GŁÓWNĄ

(R) PORTAL MOTORYZACYJNY MOTOREWIA