Elektrikli Araçların Motorları Nasıl Çalışır?

İster yılları tekerlek üstünde geçmiş bir şoför olsun isterse de çiçeği burnunda bir sürücü… Ehliyet sahibi olan herkes, akaryakıtlı araçların motor özelliklerini ve işleyiş şeklini az çok bilir. Ancak kimse onlardan bu konunun uzmanı olmalarını elbette beklemiyor. Çünkü fosil yakıtla çalışan motorlar oldukça karmaşık bir çalışma sistemine sahip olan yüzlerce farklı parça içeriyor.
Elektrikli motorlar ise bunun aksine, sadece iki temel ve dört yardımcı parçadan oluşuyor. Yani bu yazıyı okuduktan sonra, gelecekte bir elektrikli araç (Electric Vehicle: EV) aldığınız zaman motorunun nasıl çalıştığını hala kolayca hatırlayabilirsiniz!

1. Elektrikli Araçlarda Motor Var mı?

Kullanmakta olduğunuz her makinenin hareketini veya işlevini sağlayan bir güç kaynağı bulunuyor. Dolayısıyla elektrikli araçlar da çalışmak için bir güç kaynağına, yani motora ihtiyaç duyuyor. EV’lerde kullanılan motorlar, elektrik motoru veya indüksiyon motoru olarak adlandırılıyor.

İndüksiyon, en temel tanımıyla, belli bir etken yardımıyla herhangi bir eylemi başlatma anlamına geliyor. Pek çok alanda kullanılan bu kavram, fizikte elektrik yüklü bir cismin farklı bir cisme temas ederek elektrik akımı oluşturmasını ifade ediyor. Bu da aslında, “Elektrikli araba motoru nasıl çalışır?” sorusunun en basit yanıtını oluşturuyor.

2. Elektrik (İndüksiyon) Motoru Nedir?

Elektrik (indüksiyon) motoru, hareket için ihtiyaç duyulan dönme momentini (tork) alternatif akım yoluyla üreten basit mekanizmalı bir güç kaynağını oluşturuyor. Asenkron motor olarak da tanımlanan bu motor türü, sabit parçasına batarya üzerinden aktarılan elektrik enerjisini hareketli (dönen) parçası yoluyla mekanik enerjiye dönüştürüyor. İşte bu da “Elektrik motorları nasıl çalışır?” sorusunun tam olarak en kısa ve öz yanıtı!

3. Elektrikli Otomobil Motorunun Bileşenleri Nelerdir?

Elektrikli araç motoru, stator ve rotor adlı iki temel parçasına ek olarak; motor mili, bağlantı klemensleri, stator sargıları ve fan olmak üzere toplam altı ana bileşenden oluşuyor.

3.1. Stator

Endüktör olarak da adlandırılır. İndüksiyon motorunun elektrik yüklü sabit parçasıdır. Birbiri üstüne yerleştirilmiş 0,4 ila 0,8 milimetre kalınlığındaki yuvarlak şekilli ince saçlardan oluşur. İç ve dış kısımları girintili boş bir silindir görünümündedir. 

3.2. Rotor

Endüvi olarak da adlandırılır. İndüksiyon motorunun hareketli ana parçasıdır. Milin üstüne sarılı, üzerinde oyuklar bulunan silisli saclardan meydana gelir. Dönme işlemi için statorda meydana gelen manyetik alanı kullanır.

3.3. Motor Mili

Stator ve rotorun içinde bulunan bir çubuk görünümündedir. Rotorun hareketine bağlı olarak döner. Rulmanlar aracılığıyla rotora ve motorun kapaklarına, dolayısıyla gövdeye bağlıdır.

3.4. Bağlantı Klemensleri

İki parça veya gruptan oluşan elektrik iletim kablolarının birbirine bağlanması için kullanılır. Kablo bağlantıları arasında sabitliği ve yalıtkanlığı sağlar.

3.5. Stator Sargıları

Statorun (endüktör) üzerinde bulunan oyuklara yerleştirilerek vida ya da somunlarla gövdeye tutturulur. Mıknatıs görevi görmekte olup statordaki manyetik alanın oluşturulmasını sağlar. Yüksek gerilimi elektrik akımına çevirdiği için güçlü yalıtıma sahiptir.

3.6. Fan

Motor kapağı ile dış kısımdaki fan kapağının arasında bulunur. Motorun hareket halindeyken çok fazla ısınmasını engelleyerek olası arızaların önüne geçer. Radyatöre gelen ısının azalmasında da etkilidir.

4. Elektrikli Motor Çalışma Prensibi Nasıldır?

1. Elektrikli araçlarda kullanılan motorlar, dönel bir yapıya sahip oldukları için yakıt motorları gibi doğrusal hareketi dönüştürmek yerine direkt olarak dairesel hareket sağlıyor. Bu sayede elektrik enerjisi doğrudan mekanik enerjiye çevrilebiliyor.
2. Elektrik motorları, aynı zamanda üreteç vazifesi de gördüğü için mekanik enerjiyi de elektrik enerjisine dönüştürebiliyor. Böylece elektrik motorlarında üretilen enerji yüzde 100’e yakın verimlilikle kullanılabiliyor.
3. Fosil yakıt motorlarında önce ısının elektriğe dönüşmesi gerektiği için dönme momenti de sürekli olamıyor. Bunun aksine elektrik motorları, pedala basıldığı anda tam dönme gücüne ulaşarak her devirde anlık moment üretebiliyor.
4. Akar yakıtlı motorlarda maksimum torka ulaşmak için yüksek devirlere ulaşılması gerekirken, bu sağlandığında da vites geçişi olmazsa tork hızla düşüyor. Elektrik motorlarında ise tork üretimi sürekli olduğu için vites sistemine de gerek duyulmuyor.
5. Akaryakıt motorlarında moment dalgalanmalarından dolayı motorda şiddetli titreşimler oluştuğu için belirgin bir ses meydana geliyor. Elektrikli araç motoru, anlık tork üretimi sayesinde titreşim yaratmaksızın tamamen sessiz çalışabiliyor.

5. Elektrikli Araçlar Nasıl Kendilerini Şarj Ediyorlar?

Elektrikli otomobillerde kullanılan motor, hareketi sağlayabilmek için enerji biriminde yani akü grubunda depolanan elektrik enerjisini kullanıyor. Bu da aracın alt kısmında bulunan yerleşik bataryalar sayesinde oluyor. Elektrikli araç bataryaları, günümüzde genellikle lityum ve iyon elementlerinden üretilmekte olup farklı alaşımlarla destekleniyor.
EV bataryalarının şarjı, akıllı telefonlarla aynı şekilde kablolu veya kablosuz olarak doldurulabiliyor. Bataryanın kabloyla bağlı olduğu elektrik motoru, rejeneratif frenleme sistemi sayesinde fren esnasında kaybedilen kinetik enerjiyi yeniden elektrik enerjisine dönüştürebiliyor. Bu da bataryaya her frenlemede yeniden güç yüklenmesini sağlıyor. Bu durum, EV’lerdeki enerji verimliliğinin neredeyse kayıp olmaksızın en yüksek seviyede olmasını sağlıyor.