Тенденции развития современных электродвигателей: вызовы, сложности и результаты

Обложка


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Обоснование. Перспективы отрасли связаны с внедрением инновационных материалов и технологий, а также со снижением зависимости от редкоземельных элементов. Необходима оценка тенденций развития для нахождения решений, связанных с дефицитом редкоземельных материалов, высокими требованиями к энергоэффективности и ограничению по весу и габаритам электрических машин, электрифицированных транспортных средств.

Целью работы является анализ тенденций в развитии современных технологий и опыта в области машиностроения, позволяющих снизить затраты на производство электродвигателей и улучшающих их энергоэффективность.

Материалы и методы. Используемые в статье методы базируются на систематическом литературном обозрении, качественном и метаанализе доступной информации.

Результаты. Выполнен анализ научных трудов по нахождению тенденции в развитии современных тяговых электродвигателей. Предложена экспертно-аналитическая оценка подходов и оптимальных методов, направленных на уменьшение затрат ресурсов на производство электродвигателей для электрифицированных транспортных средств.

Заключение. Перспективы развития электродвигателей связаны с внедрением инновационных материалов и технологий. Активное развитие и внедрение машин с аксиальным магнитным потоком свидетельствует о значительном прогрессе в отрасли, но требует дальнейших исследований и разработок для преодоления существующих ограничений в виде дефицита редкоземельных материалов, а также ограничений, связанных с габаритами и весом изделий.

Об авторах

Павел Игориевич Жердев

Центральный научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт «НАМИ»

Автор, ответственный за переписку.
Email: pavel.zherdev@nami.ru
ORCID iD: 0009-0004-1002-0256
SPIN-код: 2857-7951

инженер-конструктор 1 категории Центра «Электронные устройства»

Россия, Москва

Ринат Шакирович Биксалеев

Центральный научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт «НАМИ»

Email: rinat.biksaleev@nami.ru
ORCID iD: 0009-0004-0199-9394
SPIN-код: 5186-4044

канд. техн. наук, ведущий инженер Научно-образовательного центра

Россия, Москва

Кирилл Евгеньевич Карпухин

Центральный научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт «НАМИ»

Email: kirill.karpukhin@nami.ru
ORCID iD: 0000-0002-6192-7817
SPIN-код: 8926-2694

канд. техн. наук, доцент, директор проектов Центра «Управление проектами»

Россия, Москва

Список литературы

  1. Tuan NKh, Karpukhin KE, Terenchenko AS, Kolbasov AF. World Trends in the Development of Vehicles with Alternative Energy Sources. ARPN Journal of engineering and applied sciences. 2018;13(7):2535–2542. CODEN: JEASHK
  2. Terenchenko AS, Karpukhin KE, Shorin AA, Sklyarinskiy SF. Optimization of losses in traction asynchronous motor as a part of combined power plant. Scientific, technical and industrial journal «Vestnik Mashinostroeniya». 2014:12–14. (In Russ.) EDN: UYZOVP
  3. Leonard TC. Principles of Electric Machines and Power Electronics. 3rd ed. Hoboken: Wiley; 2014. 672 p.
  4. Mom G. The Electric Vehicle: Technology and Expectations in the Automobile Age. Baltimore: Johns Hopkins University Press; 2004. 416 p.
  5. Mom G. The Electric Vehicle: Technology and Expectations in the Automobile Age. New Brunswick: Rutgers University Press; 2000. 320 p.
  6. Sperling D, Gordon D. Two Billion Cars: Driving Toward Sustainability. Oxford: Oxford University Press; 2009. 368 p.
  7. Carlson WB. Tesla: Inventor of the Electrical Age. Princeton: Princeton University Press; 2013. 520 p.
  8. Global EV sales grow by 18% in 2025 vs 2024. [internet] Accessed: 27.02.2025. Available from: https://rhomotion.com/news/global-ev-sales-grow-by-18-in-2025-vs-2024/
  9. Boldea I, Nasar SA. Electric Drives. CRC Press; 2010. 472 p.
  10. Fitzgerald AE, Kingsley C, and Umans SD. Electric machinery. 5th ed. McGraw-Hill. New York; 2003. 620 p.
  11. Krishnan R. Permanent Magnet Synchronous and Brushless DC Motor Drives. CRC Press; 2017. 584 p.
  12. Hanselman DC. Brushless Permanent Magnet Motor Design. 2nd ed. Magna Physics Publishing; 2006. 408 p.
  13. Hughes A. Electric Motors and Drives: Fundamentals, Types and Applications. 4th ed. Newnes; 2013. 384 p.
  14. Infineon Technologies. BLDC Motor Control Overview. Infineon Technologies, 2020. [internet] Accessed: 23.05.2025. Available from: https://www.infineon.com
  15. Magnax NV. Axial Flux Motor Technology Whitepaper. Magnax, 2022. [internet] Accessed: 23.05.2025. Available from: https://www.magnax.com
  16. YASA Motors Ltd. Technical Specifications and Whitepapers. YASA, 2021. [internet] Accessed: 23.05.2025. Available from: https://www.yasamotors.com
  17. Tuma J, Novak M, Prokop J. Axial Flux vs. Radial Flux Motors for Electric Vehicles. IEEE Transactions on Industry Applications. 2021;57(6):6198–6207. doi: 10.1109/TIA.2021.3105216
  18. Oliver B. An Innovative EV Motor Used by Lamborghini, McLaren, and Ferrari Is Being Mass-Produced by Mercedes. WIRED. [internet] Accessed: 28.02.2025. Available from: https://www.wired.com/story/yasa-motors-mercedes-axial-flux-2024/
  19. Malyshev AV. Modeling the vector control system of the axial flux permanent magnet motor. Scientific and technical journal «Izvestia Transsiba». 2023;53(1):121–130. (In Russ.) EDN: GUCPVR
  20. Edmondson J, Siddiqi S, Takahashi M. Electric Motors for Electric Vehicles 2025–2035: Technologies, Materials, Markets, and Forecasts. IDTechEx Ltd. [internet] Accessed: 28.02.2025. Available from: https://www.idtechex.com/en/research-report/electric-motors-for-electric-vehicles-2025-2035-technologies-materials-markets-and-forecasts/1031
  21. Havel A, Sobek M, Stepanec L, Strossa J. Optimization of Permanent Magnet Parameters in Axial Flux Rotary Converter for HEV Drive. Energies. 2022;15(3):724. doi: 10.3390/en15030724
  22. Celik E, Gor H, Ozturk N, Kurt E. Application of artificial neural network to estimate power generation and efficiency of a new axial flux permanent magnet synchronous generator. Int. J. Hydrog. Energy. 2017;42(28):17692–17699. doi: 10.1016/j.ijhydene.2017.01.168
  23. Polat M, Yildiz A, Akinci R. Performance Analysis and Reduction of Torque Ripple of Axial Flux Permanent Magnet Synchronous Motor Manufactured for Electric Vehicles. IEEE Transactions on Magnetics. 2021;57(7):1–9. doi: 10.1109/TMAG.2021.3078648
  24. Nakahara A, Deguchi K, Kikuchi S, Enomoto Y. Comparative electrical design of radial-and axial-flux permanent magnet synchronous machines under space limitation. International Conference on Electrical Machines (ICEM) IEEE. 2014:422–428. doi: 10.1109/ICELMACH.2014.6960215
  25. Chumakov KA. Electric motors using the example of Tesla Model S: Advantages and disadvantages. XXVII Agro-industrial Forum of the South of Russia. 2024:131–135. (In Russ.) doi: 10.23947/interagro.2024.131-134
  26. Automotive E-Axle Market Research Covering Growth Analysis and Industry Trends with Forecast 2032. [internet] Accessed: 01.03.2025. Available from: https://contentenginellc.com/2024/02/18/automotive-e-axle-market-research-covering-growth-analysis-and-industry-trends-with-forecast-2032-dana-incorporated-gkn-robert-bosch-gmbh-schaeffler-ag-zf-friedrichshafen-ag/

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Актуальные данные о продажах электромобилей в мире.

Скачать (164KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Удельные показатели разных по исполнению электродвигателей.

Скачать (197KB)
Метаданные

© Эко-Вектор, 2025

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».