bakalářská práce

Elektrické stroje v současných elektromobilech

Text práce 3.08 MB

Autor práce: Benjámin Borka

Ak. rok: 2025/2026

Vedoucí: Ing. Martin Mach, Ph.D.

Oponent: Ing. Marcel Janda, Ph.D.

Abstrakt:

Tato bakalářská práce se zabývá elektrickými stroji používanými v trakčních pohonech elektromobilů. V první části práce je zpracován přehled základních typů elektrických strojů, jejich konstrukce, principu činnosti, výhod a nevýhod. Následuje přehled pohonných jednotek vybraných elektromobilů a porovnání jejich technických parametrů. Další část práce je věnována současným trendům a předpokládanému budoucímu vývoji elektrických pohonů. V závěrečné části je vytvořen model elektrického stroje v programu ANSYS Maxwell a provedena jeho elektromagnetická simulace.

Klíčová slova:

Elektromobilita, elektrické stroje, synchronní motor, asynchronní motor, trakční pohon, metoda konečných prvků, ANSYS Maxwell

Termín obhajoby

15.06.2026

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znamkaCznamka

Klasifikace

C

Průběh obhajoby

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.

Jazyk práce

čeština

Fakulta

Ústav

Studijní program

Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika (BPC-SEE)

Složení komise

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)

Posudek vedoucího
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. Výsledný počet bodů navržený vedoucím: 90

Známka navržená vedoucím: A

Posudek oponenta
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. Otázky k obhajobě:
  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?
Výsledný počet bodů navržený oponentem: 90

Známka navržená oponentem: A

Odpovědnost: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová