Bachelor's Thesis

Electric machines in modern electric vehicles

Final Thesis 3.08 MB

Author of thesis: Benjámin Borka

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Martin Mach, Ph.D.

Reviewer: Ing. Marcel Janda, Ph.D.

Abstract:

Electric mobility, electrical machines, synchronous motor, induction motor, traction drive, finite element method, ANSYS Maxwell

Keywords:

This bachelor's thesis deals with electrical machines used in traction drives of electric vehicles. The first part of the thesis provides an overview of the basic types of electrical machines, including their design, operating principles, advantages, and disadvantages. This is followed by an overview of the drive units used in selected electric vehicles and a comparison of their technical parameters. The next part focuses on current trends and the expected future development of electric drives. In the final part, a model of an electrical machine is created in the ANSYS Maxwell software environment, and its electromagnetic simulation is performed.

Date of defence

15.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaCznamka

Grading

C

Process of defence

Student prezentovaL bakalářskou práci na téma Elektrické stroje v současných elektromobilech. Popsal synchronní stroje a synchronní stroje používané v automobilech. Shrnul výhody a nevýhody těchto strojů. Popsal budoucí vývoj a trendy. Popsal výsledky simulace magnetické indukce v motoru. Dále popsal a vysvětlil simulace v různých pracovních bodech. S problémy odpověděl na otázky oponenta a komise. Na některé otázky neodpověděl.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Power Electrical and Electronic Engineering (BPC-SEE)

Composition of Committee

doc. Ing. Ondřej Vítek, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Jan Bárta, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Petr Procházka, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Bohuslav Bušov, CSc. (člen)
Ing. Petr Huták, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Martin Mach, Ph.D.

Student vypracoval bakalářskou práci na téma Elektrické stroje v současných elektromobilech. Hlavním cílem práce bylo zpracovat přehled elektrických strojů používaných v současných elektromobilech, uvést jejich výhody a nevýhody a předpokládaný budoucí vývoj v této oblasti. Součástí práce bylo také provést simulace konkrétního elektrického stroje z elektromobilu nebo hybridního automobilu. Při řešení student musel projít a zpracovat velké množství materiálu s danou tematikou, který je dostupný na internetu. K simulacím si vybral asynchronní stroj z automobilu Audi e-tron. Informace nutné k vytvoření modelu vyhledal v odborné literatuře. Student si počínal dosti samostatně, možností konzultací s vedoucím práce intenzivněji využíval především před dokončením práce.
Práce splňuje všechny body zadání a lze ji doporučit k obhajobě. Navržené hodnocení: 90 bodů. Points proposed by supervisor: 90

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Marcel Janda, Ph.D.

Předložená bakalářská práce se zabývá problematikou elektrických strojů využívaných v trakčních pohonech současných elektromobilů. Cílem práce bylo zpracovat přehled aktuálních konstrukčních řešení, zhodnotit jejich výhody a nevýhody, popsat budoucí trendy a pro vybraný motor provést elektromagnetickou simulaci.
Práce je logicky strukturována do čtyř hlavních kapitol. V první kapitole student podrobně popisuje teoretické základy střídavých i stejnosměrných strojů (BLDC, ASM, PMSM) včetně popisu jejich principů a mechanických vlastností. Další kapitola obsahuje velmi dobře zpracovaný a reálnými daty podložený přehled pohonných jednotek čtrnácti současných elektromobilů významných světových značek (např. platformy koncernu VW, Tesla, Hyundai, ale i technologické novinky jako Xiaomi SU7 či Lucid Air). Tato část je zakončena přehlednou srovnávací tabulkou parametrů. Třetí kapitola stručně shrnuje budoucí trendy (přechod na 800V architekturu, hairpin vinutí, eliminaci magnetů ze vzácných zemin). V další kapitole student prezentuje samotné jádro práce – elektromagnetickou simulaci 2D modelu reálného asynchronního motoru (z vozu Audi e-tron) v programu ANSYS Maxwell metodou konečných prvků (MKP).
I přesto, že je bakalářská práce dobře zpracovaná, mám k ní několik připomínek:
• V praktické části u simulace motoru Audi e-tron by si větší pozornost zasloužil detailnější popis okrajových podmínek simulace.
• Kapitola o budoucích trendech je poměrně stručná a zasloužila by si hlubší technickou diskuzi.
Přes uvedené nedostatky, student splnil všechny body zadání a práci doporučuji k obhajobě. Topics for thesis defence:
  1. 1. V simulaci jste pracoval s asynchronním motorem (ASM). Jaké jsou hlavní limity 2D simulace MKP oproti realitě (3D) z hlediska výpočtu rozptylových polí na čelech vinutí?
  2. 2. Ve své práci zmiňujete motor Xiaomi SU7, který dosahuje extrémních otáček (až 27 200 min⁻¹). Jakým mechanickým a elektromagnetickým problémům musí konstruktéři u takto vysokootáčkových strojů čelit?
  3. 3. V literatuře [63] odkud čerpáte rozměry elektrického stroje, jsou hodnoty ztrát ve statorovém vinutí vypočítané pro 4832 otáček/minutu a moment 247 Nm, 6304W a ztráty v železe rotoru 4W. Vaše výsledky uvedené v práci (předpokládám pro stejné parametry) jsou 1740W ztráty ve vinutí statoru a 202W v železe rotoru. Jak si tyto rozdíly vysvětlujete?
Points proposed by reviewer: 90

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová