A villanymotorokat nem csak számtalan területen használják fel, de elég régóta velünk vannak – az elektromos energiát először Michael Faraday angol tudós alakította mechanikus energiává 1821-ben, míg a Faraday által kidolgozott elvre épülő első villanymotort Jedlik Ányos készítette el 1825-ben. Magyarán 100 éves technológiáról beszélünk. Természetesen a mai elektromos autókban használt villanymotorok nagyban különböznek az első változatoktól – hogy a különbséget megérthessük, ahhoz gyorsan végig kell vennünk, hogy miként épültek fel ezek a motorok. Aki egy szemléletes, magyar nyelvű videóra is vágyik, az lentebb talál egyet:

Egy elektromos motornak általában három fő része van:

• Állórész, amely mágnes (ez tehát állandó mágnest jelent) vagy elektromágnes lehet.
• Forgórész – ez mindenképpen elektromágnes.
• Áramszedő rész: a forgórész innen szedi fel az áramot szénkefék segítségével az úgynevezett kommutátoron keresztül.

A működési elv pedig a következő: ha a forgórészbe elektromos áramot vezetnek szénkefék segítségével a kommutátoron keresztül, akkor az így kialakuló mágneses mező kölcsönhatásba lép az állórész mágnesei közötti mágneses mezővel, és elfordítja a motor forgórészét. Ezzel a nagyon alap dizájnnal azonban akad egy kis probléma – mégpedig a szénkefék. A szénkefe ugyanis az ilyen motorok Achilles-sarka – könnyen kopik, romlik az állaga, a súrlódás és a szikrázás miatt pedig így a kommutátort is felmelegítheti. Épp ezért a modern elektromos járművekben használt motorok általában különböző szénkefe nélküli megoldásokat jelentenek, amiknek szintén akadhat hátránya: egyrészt a magasabb ár, másrészt a komplikáltabb szabályozhatóság.

Mint az a Mototrend cikkéből kiderül, a BMW ötödik generációs elektromos motorjának az újítása éppen az, hogy egyrészt visszahozza a szénkeféket, miközben megszabadul az állandó mágnesektől, vagyis a szerkezetben kizárólag elektromágnes található. Az új szerkezet háromfázisú váltakozó áramú szinkronmotor, amely a legkorábbi villanymotorokhoz hasonlóan használ szénkefét és kommutátort is. A cikkből kiderül az is, hogy mi ennek a motornak (amely az iX M60-ba már be is került) az előnye – tehát mi a baj az állandó mágnesekkel, és miért jöhet jól a szénkefe mégiscsak.

Az állandó mágnes segítségével világ legerősebb elektromos motorjai építhetőek fel, csakhogy ezekkel a mágnesekkel akad két probléma is. Az első, hogy az ilyen mágnes – mint az az elnevezésből is következik – nem kapcsolható ki, ezért a mágneses mezőjük sem változtatható, így bonyolultabban kontrollálhatóak. A másik probléma pedig bár nem a motor felépítését, hanem a beszerzési láncot illeti, valószínűleg fontosabb lehetett a BMW számára: az állandó mágnesekhez ritkaföldfémekre van szükség, és ennek a legnagyobb része Kínából származik, amit etikai szempontból kifogásolható módon termelnek ki. És épp emiatt az elektromos járművek gyártóit rengeteg kritika szokta érni, és ennek köszönhető az is, hogy az egész szektor (nem csak a BMW) az állandó mágnesek nélküli megoldásokat keresi. A BMW szerint ráadásul a szénkefék miatt javul a motor teljesítménye és kezelhetősége is, ami magasabb fordulatszámban és komolyabb nyomatékban jelenik meg. A Mototrend szerint az iX M60 esetén ez igaz is, hiszen az első és hátsó motorok kombinált teljesítménye 532 lóerő, ráadásul ez nagyon jól szabályozható az aktuálisan használt mód és szükséglet szerint.

Mint a fentiekből látható, mindez nagyon jó hír, az egyedüli kérdést a szénkefék jelentik. A lap megkereste ezzel kapcsolatban a BMW-t, akik a szénkefe és a kommutátor kapcsán nem adtak becslést az élettartamra, de elmondták, hogy ezek egy jól lezárt modulban találhatóak, és így elkerülhető a szennyeződés. A BMW-nél tehát valószínűleg azt gondolják, hogy a modern anyagok és szigetelő technológiák segítéségével „visszahozható” ez a régi megoldás, aminek segítségével megszabadulhatnak tehát az EV ipar egyik legkomolyabb rákfenéjétől: az állandó mágnesektől. Hogy a dolog mennyire működőképes hosszútávon, az viszont csak a gyakorlatban fog kiderülni.

(Fotó: BMW)