چرا خودروسازان مدل‌هاي هيبريد به موتور الكتريكي شار محوري علاقه دارند؟
ماشين‌هاي الكتريكي (نموتورژنراتورها) در خودروهاي الكتريكي امروزه شكل‌هاي مختلفي دارند؛ اما يكي از مواردي كه در تمام آن‌ها مشترك به انديشه متخصصين مي‌رسد، اين است كه همه ماشين‌هاي جريان شعاعي هستند. شار نام علمي جهت هدايت ميدان مغناطيسي است؛ به عبارت ساده‌تر، آن‌ها استوانه‌اي هستند و روتوري در داخل استاتور استوانه‌اي چرخانده مي‌شود.
با اين وجود، نوع ديگري از ماشين الكتريكي در حال ظهور است؛ چيزي كه برخي از خودروسازان به‌دنبال آن هستند و به‌خصوص براي يكپارچه‌سازي با پيشرانه احتراق داخلي به‌منظور هيبريدكردن خودروها از آن بهره مي‌برند. گاهي اوقات مي‌توان موتور الكتريكي را به پيشرانه احتراقي كوچكي ضميمه كرد تا ژنراتور توسعه‌دهنده شعاع حركتي ايجاد شود. شكل اين دستگاه جديد مشابه قوطي بيسكويت است.
شايد شباهت اين قطعه با قوطي بيسكويت خيلي جالب به انديشه متخصصين نرسد، اما ساده‌ترين راه براي توصيف شكل اين نوع موتور الكتريكي با طول كوتاه و قطر بزرگ است. فايده اصلي چنين طرحي، ايجاد فضاي بيشتر نسبت‌به موتورهاي شار شعاعي خواهد بود. موتورهاي شارمحوري نسبت‌به انواع شعاعي، در بعضي متخصصدها به‌نحو موثرتري از فضا بهره مي‌برند؛ مانند زماني‌كه بين پيشرانه و جعبه‌دنده با طرح عرضي قرار مي‌گيرند. علاوه‌بر اين، آن‌ها داراي مزاياي ديگري نيز هستند كه از جمله مي‌توان به توانايي توليد گشتاور بيشتر نسبت‌به نمونه‌هاي شارشعاعي هم‌اندازه اشاره كرد.
روتور در نوع شار شعاعي متعارف، قطر تقريباً كوچكي دارد؛ زيرا در داخل استاتور قرار گرفته است. اما روتور و استاتور موتور الكتريكي شار محوري مانند دو بشقاب بزرگ روبه‌روي همديگر قرار دارند. بنابراين هردو بشقاب به‌طور متقابل ميدان ديگري را مغناطيس مي‌كنند تا گشتاور بيشتري ايجاد شود و روتور را بچرخاند. روتور به‌نوبه‌ي خود در فاصله دورتري نسبت‌به محور محرك موتور الكتريكي قرار گرفته است. به همين علت نيرويي كه آن‌ها توليد مي‌كنند، نيروي بيشتري روي محور اصلي دارد. به عبارت ديگر، گشتاور بيشتري توليد مي‌شود يا به‌ازاي توليد گشتاور ثابت، توان كمتري مصرف خواهد شد.
روش خوبي براي تجسم اين موضوع وجود دارد؛ فرمان خودرو را در انديشه متخصصين بگيريد و تصور كنيد كه غربيلك را برداشته‌ايد و مي‌خواهيد با حركت دادن ستون فرمان، چرخ‌هاي خودرو را حركت دهيد. بديهي است كه چنين كاري اگر غيرممكن نباشد، بسيار سخت خواهد بود و نيروي بسيار زيادي لازم دارد. حال اگر غربيلك فرمان را سر جاي خود قرار دهيم، به‌راحتي و با نيروي كمي مي‌توان چرخ‌ها را به اطراف چرخاند. استفاده‌از غربيلك فرمان، نيروي بيشتري دراختيار قرار مي‌دهد و كمك مي‌كند تا گشتاور بيشتري به چرخ‌ها منتقل كنيم. همين اتفاق در موتور الكتريكي شار محوري نيز رخ مي‌دهد.
شركت‌هاي زيادي در حال توسعه اين فناوري هستند و يكي از آن‌ها كه در خط مقدم قرار دارد، شركت ياسا (Yasa) مستقر در آكسفورد انگلستان است. ماشين الكتريكي P400 ياسا مي‌تواند بين پيشرانه و جعبه‌دنده در پيكربندي هيبريد P2 قرار گيرد يا هم به‌طور مستقل استفاده شود. ضخامت كلي موتور الكتريكي شار محوري ياسا تنها ۸۰ ميلي‌متر است و وزن آن به ۲۴ كيلوگرم مي‌رسد. همچنين اين موتور الكتريكي مي‌تواند ۲۱۵ اسب‌بخار قدرت و ۳۷۰ نيوتن‌متر گشتاور توليد كند. ياسا همچنين مدل مفهومي از واحد محرك الكتريكي (EDU) دارد؛ واحد محرك شامل موتور، كنترل‌كننده و جعبه‌دنده خودكار دوسرعته است كه ۴۰۲ اسب‌بخار قدرت و نزديك‌به ۵۰۰ نيوتن‌متر گشتاور توليد مي‌كند. با وجود اينكه وزن واحد محرك الكتريكي ياسا تنها ۸۵ كيلوگرم است، اما توان توليدي آن به‌طور متوسط با پيشرانه چهار سيلندر متداول و وزن ۱۵۰ كيلوگرم (بدون جعبه‌دنده و سيستم انتقال قدرت) برابري مي‌كند.
تنها گذشت زمان مي‌تواند ماشين‌هاي الكتريكي شار محوري را وارد دنياي خودروي الكتريكي كند و مزيت‌هايي ازجمله بهره‌گيري فضايي مناسب و گشتاور بيشتر براي آن‌ها به همراه بياورد. شايد ظهور اين موتورهاي الكتريكي بتواند در آينده ظاهر خودروهاي برقي را نيز تغيير دهد. طراحي موتور الكتريكي شار محوري بيشتر به انديشه متخصصين سازنده بستگي دارد. شركت پروتئان الكتريك آمريكا از طرح جالبي استفاده مي‌كند كه در آن موتور الكتريكي آهنرباي دائم داراي طرح داخل به خارج (inside out) است؛ درحالي‌كه استاتور در داخل و روتور در خارج قرار دارد.
هم انديشي ها