Spis treści
Demagnetyzacja silnika to trzecia najczęściej występująca awaria aut elektrycznych. Rozmagnesowanie silnika elektrycznego pojawia się już po 150 tys. km przebiegu. Silnik traci moc, a równocześnie przyspiesza degradacja innych podzespołów silnika, w tym uzwojenia. Koszt naprawy to najczęściej minimum 50 tysięcy złotych. To kolejna, wyjątkowo droga awaria aut elektrycznych.
W artykule poruszę następujące zagadnienia: Jakie rodzaje silników elektrycznych są stosowane we współczesnych samochodach elektrycznych; Czym jest silnik synchroniczny z magnesami trwałymi, czyli najpopularniejszy rodzaj napędu współczesnych aut elektrycznych; Co to jest demagnetyzacja silnika, rozmagnesowanie silnika, utrata siły przez magnesy silnika? Jak rozpoznać objawy demagnetyzacji silnika w samochodzie elektrycznym? Czy można naprawić silnik elektryczny, w którym doszło do rozmagnesowania – demagnetyzacji magnesów? Ile kosztuje naprawa silnika elektrycznego, który uległ demagnetyzacji? Przygotowałem też film, który porusza te same tematy, tylko w formie skróconej i bardziej multimedialnej. Zachęcam do przeczytania artykułu i obejrzenia filmu.
Na początek musimy sprawdzić, jaki silnik napędza współczesne auta elektryczne.
Czym są napędzane współczesne samochody elektryczne? Rodzaje silników EV
We współczesnych samochodach elektrycznych najlepszych producentów stosowane są silniki PMSM. To silniki synchroniczne z magnesami trwałymi (skrót pochodzi z języka angielskiego Permanent Magnet Synchronous Motor).
Na czym polega specyfika działania silnika elektrycznego PMSM? Dlaczego wybrano silniku PMSM? Silnik PMSM to silnik wysokoefektywny (zapewnia wysoką moc przy odpowiednim zużyciu prądu). Można łatwo sterować jego obrotami (prędkością obrotową silnika).
Silnik elektryczny PMSM składa się z dwóch głównych części:
- Stojana z uzwojeniem, które jest podłączone do inwertera/falownika
- Wirnika z magnesami trwałymi, zawieszonego na łożyskach;
- a także systemu chłodzenia i czujników, monitorujących pracę jednostki napędowej.
Pole magnetyczne wytwarzają magnesy stałe, zamontowane w wirniku. Wirnik obraca się synchronicznie, zgodnie z wirującym polem magnetycznym stojana. Żaden silnik elektryczny nie może działać poprawnie bez sprawnych magnesów.
Budowa układu napędowego w samochodzie elektrycznym
Awarie aut elektrycznych – demagnetyzacja to częsty problem
Z badań IEEE i raportów flotowych z lat 2023 – 2025 wynika, że od 10 do 25% awarii silników aut elektrycznych było powodowanych przez problemy z magnesami.
Utrata właściwości przez magnesy w silniku to trzecia najczęściej występująca awaria silników elektrycznych. Na pierwszym miejscu nadal jest awaria łożysk w silnikach elektrycznych, na drugim awaria uzwojenia w silnikach elektrycznych, a na trzecim demagnetyzacja magnesów trwałych. Tematy demagnetyzacji magnesów trwałych w silnikach aut elektrycznych robi się coraz bardziej gorący. Dosłownie. Na drogach jest coraz więcej aut elektrycznych, a niektóre zaczynają dochodzić do przebiegu 150 tysięcy kilometrów. To wtedy najczęściej pojawia się problem z rozmagnesowaniem.
Auta elektryczne zużywają się i starzeją tak samo, jak auta spalinowe
Proces demagnetyzacji silników przyspiesza, jeśli kierowca lubi sportową jazdę i / lub nie dba o układ chłodzenia auta elektrycznego. Co powoduje demagnetyzację silników w samochodach elektrycznych?
Typowe przyczyny demagnetyzacji silników w autach elektrycznych
- Przegrzanie magnesów. Dlaczego dochodzi do przegrzania? Powodem jest agresywna, dynamiczna jazda, eksploatacja auta elektrycznego z dużym obciążeniem, często w górac), problemy z układem chłodzenia, który nie jest w pełni sprawny. Utrata magnetyzmu rozpoczyna się w temperaturze powyżej 80 st. Celsjusza. Sprawny układ chłodzenia ma kluczowe znaczenie dla sprawności auta elektrycznego, baterii trakcyjnej, silnika i falownika.
- Prądy zwarciowe, generowane przez falownik/inwerter lub powstające po zwarciu uzwojeń w silniku.
- Wibracje powstające podczas jazdy. Powodują one mechaniczne uszkodzenia magnesów, takie jak pękanie magnesów i uszkodzenia kleju epoksydowego, jakim magnesy są mocowane do wirnika. Każdy samochód jest narażony na tysiące wibracji w każdej minucie jazdy.
- Starzenie się silnika elektrycznego i jego stopniowe zużywanie się. Po 8 – 10 latach eksploatacji demagnetyzacja silnika będzie faktem, bez względu na przebieg (opinia autora tekstu).
Czym są prądy zwarciowe, generowane przez inwerter, które powodują niszczenie magnesów w silniku elektrycznym?
Destrukcyjny prąd zwarciowy z inwertera powstaje na skutek gwałtownego przekazania energii z baterii trakcyjnej auta, na skutek uszkodzenia izolacji lub komponentów. Prąd zwarciowy może być efektem awarii kondensatora DC-Link w inwerterze, zwarcia między fazami silnika a obudową, a także na skutek przebicia tranzystora mocy IGBT/SIC wewnątrz falownika/inwetera.
Demagnetyzacja silnika w samochodzie elektrycznym – objawy awarii to nie tylko utrata mocy
Jak rozpoznać, że silnik auta elektrycznego ma problemy z magnesami? Najczęściej raportowany objaw demagnetyzacji to utrata mocy. Ale to nie wszystko. Pojawiają się też takie objawy awarii silnika jak:
- Utrata mocy przy wysokich obrotach (jeździe z dużą prędkością)
- Hałasy – wibracje i buczenie dochodzące z silnika samochodu
- Wyższe zużycie energii na 100 km
- Wprowadzenie auta w tryb awaryjny – Komunikaty o błędach na ekranie komputera pokładowego – zredukowana moc silnika, permanentna awaria magnesów
- Zapisanie błędów w pamięci sterownika . P0Axx, „reduced motor power”, „permanent magnet fault”)
W najgorszym przypadku silnik samochodu elektrycznego z uszkodzonymi magnesami będzie pracować, ale samochód będzie tak słaby, jakby stracił połowę mocy. Zatem jazda nim będzie praktycznie niemożliwa.
Dlaczego auto z uszkodzonymi magnesami zużywa więcej energii elektrycznej? Wyjaśniam to też w filmie. Jeśli silnik ma uszkodzone magnesy, słabnie. Nie jest w stanie osiągnąć wyznaczonej prędkości obrotowej. Zatem sterownik zwiększa prąd z inwertera, płynący do silnika, aby tą prędkość osiągnąć. Kończy się to przegrzaniem uzwojenia i uszkodzeniem uzwojenia silnika, gdzie naprawa jest równie kosztowna, jak w przypadku utraty siły przez magnesy.
Czy do demagnetyzacji silnika w samochodzie elektrycznym może dojść na skutek wypadku lub kolizji?
Tak, standardowo każde silne uderzenie powoduje rozmagnesowywanie. Nic w tym dziwnego. Niemal każdy magnes można rozmagnesować, gdy się w niego uderza. Zatem auto elektryczne, cierpiące na rozmagnesowany silnik i utratę mocy, może być nie tylko zużyte. Może być też po wypadku.
Na poniższym zdjęciu widoczny jest wirnik silnika elektrycznego z zamontowanymi magnesami trwałymi.
Czy awaria związana z demagnetyzacją magnesów będzie narastać?
Tak i będzie powodować uszkodzenia innych części. Silnik auta elektrycznego zacznie sam się niszczyć. Dlaczego? Jak to się dzieje? Aby skompensować to, że magnesy są coraz słabsze i utrzymać zakładaną prędkość obrotową, silnik zacznie zużywać więcej prądu.
Zgodnie z prawem Ohma, im większy prąd przy tej samej rezystancji uzwojeń, tym większe nagrzewanie się silnika.
A jak już wiemy, im większe nagrzewanie silnika, tym szybszy proces destrukcji magnesów. Czyli można powiedzieć, że delikatne rozmagnesowanie rozpoczyna proces samodestrukcji silnika elektrycznego.
Demagnetyzacja silnika w aucie elektrycznym – ile kosztuje naprawa?
Metoda naprawy jest. I pozwolę sobie na małą złośliwość – jak zwykle w przypadku aut elektrycznych naprawa jest tania i akceptowalna dla polskich użytkowników. Koszt wymiany magnesów – od 12 do 25 tysięcy złotych. Niestety, znalezienie firmy, która takie magnesy wymieni, graniczy z cudem. Myślę, że jest to spowodowane tym, że na rynku nie ma magnesów, które można wkleić w miejsce zużytych. Najczęściej w takim przypadku stosuje się wymianę całego zespołu napędowego. Ile trzeba za to zapłacić? Najczęściej od 55 tysięcy złotych wzwyż.
Jedyne, co może pozwolić zaoszczędzić środki, to zakup używanego zespołu napędowego, co zazwyczaj kosztuje od 15 do 30 tysięcy złotych. Sprawdzałem również, że w niektórych stacjach demontażu na zachodzie można dostać używane wirniki za kilka lub kilkanaście tysięcy złotych lub kompletne silniki. Oczywiście, trzeba tu doliczyć koszt transportu i montażu w Polsce. Niestety, nikt nie zagwarantuje, że taki używany silnik po kilku miesiącach sam nie będzie cierpiał na rozmagnesowanie. To proste. Skąd bierze się części w stacjach demontażu? Z aut po wypadkach. A przecież już wiemy, że auto po wypadku niemal zawsze ma problem z rozmagnesowaniem silnika…
Mechanik (specjalista z odpowiedniego warsztatu) musi przeprowadzić głęboką diagnostykę i znaleźć przyczynę uszkodzenia, zanim zamontuje nowy/używany silnik elektryczny. Jeśli jest naturalna, jak starzenie się, sprawa jest prosta. Ale jeśli przyczyną uszkodzenia jest prąd zwarciowy z inwertera, trzeba to naprawić przed montażem nowej / używanej części.
Jak zapobiegać demagnetyzacji silnika w aucie EV?
Przede wszystkim należy unikać agresywnej jazdy i dbać o układ chłodzenia w silniku.
Film o demagnetyzacji silnika w samochodzie elektrycznym
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
