Porsche sudah menggunakan motor hub sejak 127 tahun lalu. Kini Orbis menawarkan torsi, biaya, dan bobot yang tidak teredam yang akhirnya dapat memindahkan motor kembali ke roda kita. Mobil listrik abad ke-19 cenderung menggunakan motor tempel seperti halnya motor hub roda. 

Ferdinand Porsche, seorang ahli mobil OG, membalap EV bermotor hub roda di Wina, Austria, pada tahun 1897, dan Lohner dan yang lainnya membuat versi produksi dari tahun 1900 hingga 1920. 

Porsche menggunakan penggerak langsung yang menghilangkan gesekan dari penggerak roda gigi atau rantai, tetapi motornya juga tidak memiliki perkalian torsi yang ditawarkan oleh penggerak tersebut. Jadi, tembaga dan besi yang dibutuhkan untuk menghasilkan torsi yang cukup untuk mempercepat baterainya yang berat menghasilkan motor seberat 320 pon .

Bobot yang tidak teredam sebanyak itu secara serius menurunkan kualitas berkendara dan pengendalian dinamis kendaraan sekaligus menambah biaya yang cukup besar, dan motor pada roda mengalami lebih banyak guncangan, getaran, dan risiko kontaminasi. 

Akibatnya, hanya sedikit kendaraan listrik yang menggunakan motor hub roda sejak saat itu. (Lightyear dan Lordstown Motors memproduksi beberapa kendaraan semacam itu sebelum bangkrut , masing-masing menggunakan motor hub roda Elaphe.) 

Namun perkembangan terkini menunjukkan konsep tersebut siap untuk bangkit kembali—seperti investasi $30 juta yang baru saja dilakukan BMW pada pemasok motor hub DeepDrive.

Pada tahun 2018, Orbis Wheels mendemonstrasikan motor yang dipasang di hub yang memecahkan masalah perkalian torsi Porsche dengan menggerakkan roda gigi pinion yang memutar roda gigi cincin pada roda. 

Kami menguji kendaraan bukti konsep Orbis , Honda Civic Type R dengan dua motor e-bike 50-hp/70-lb-ft yang menggerakkan roda belakang. Mereka memangkas waktu 0–60 1,7 detik. 

Dengan juga menggunakan kaliper rem kecil yang mengunci bagian dalam rotor yang berdiameter lebih besar dan lebih tipis yang dipasang di roda, penghematan berat pada sistem rem secara efektif mengimbangi berat motor yang tidak teredam.

Pengaturan itu sangat berisik dan rapuh, tetapi inovasi dan pengembangan yang berkelanjutan telah menyempurnakannya secara memadai sehingga sekarang menarik minat produksi OEM dan purnajual.

Motor fluks aksial bergaya "Pancake" menjepit rotor magnet permanen seperti cakram di antara cakram stator. Versi Orbis dapat disetel dalam dua cara: Untuk pengaturan terkuat dan tertipis yang dapat dibayangkan, spesifikasikan rotor tunggal yang dilengkapi dengan magnet tanah jarang. Aplikasi dengan kedalaman yang sedikit lebih banyak tetapi anggaran yang lebih sedikit untuk dikerjakan dapat memasang rotor kedua dan menggunakan magnet ferit domestik. Orbis dapat menyempurnakan output dengan memadukan magnet tanah jarang dan ferit pada rotor. Mengurangi bahan tanah jarang menurunkan biaya dan masalah sumber, mengurangi panas yang dihasilkan, meningkatkan efisiensi, dan memungkinkan motor untuk mengatasi "pelemahan medan" dengan lebih baik pada kecepatan yang lebih tinggi (kekuatan medan stator turun, menurunkan torsi sambil mempertahankan daya konstan). Ini memungkinkan satu desain dasar menghasilkan antara 184 dan 738 lb-ft.

Angka-angka tersebut terdengar mengesankan dalam kerangka acuan keluaran poros motor kita, tetapi motor EV saat ini menggerakkan penggerak reduksi yang melipatgandakan torsi—biasanya sekitar 8:1. Orbis mencapai perkalian torsi pada hub roda menggunakan roda gigi reduksi planetary sederhana yang sesuai dengan ruang yang biasanya digunakan oleh sambungan kecepatan konstan poros setengah dan menyediakan perkalian mulai dari 2,50:1 hingga 5,25:1.

Ini bukanlah ide baru: Pada tahun 1884, warga Missouri Wellington Adams dianugerahi paten AS US300827A untuk konsep serupa yang diterapkan pada motor roda kereta listrik. Saat ini, roda gigi reduksi semacam itu agak umum di sepeda listrik, tetapi tidak ada pemain mapan lain dalam permainan motor roda EV yang menggunakannya. Dan solusi roda gigi internal Orbis sudah memenuhi target kebisingan OEM.

OEM yang ingin memasarkan PHEV yang terjangkau dapat mengaliri listrik pada as roda yang tidak digerakkan dengan dua motor rotor tunggal bebas logam tanah jarang 184 lb-ft yang mampu menghasilkan antara 922 dan 1.936 lb-ft ke as roda, tergantung pada gir. Beralih ke magnet logam tanah jarang atau menambahkan sepasang rotor kedua menggandakan angka tersebut; melakukan keduanya menggandakannya lagi. Oleh karena itu, kedua motor hub roda kecil ini dapat mensimulasikan motor inboard tunggal yang menjalankan gir 8:1 yang menghasilkan antara 115 dan 968 lb-ft.

• Dengan 0 persen magnet tanah jarang (misalnya ferit)

• Dengan 100 persen magnet tanah jarang (misalnya neodymium)

OEM global terkemuka mengadakan acara untuk mengevaluasi opsi hub-motor untuk mengelektrifikasi kendaraan yang ada, dengan mengundang DeepDrive, Elaphe, Protean, dan Orbis. Sebelum mengevaluasi motor-motor ini, perusahaan tersebut melengkapi mobil sport pembakaran dalam dari jajarannya dengan sekitar 50 pon bobot mati yang ditambahkan ke setiap roda pada satu as. Hanya tiga peserta yang dapat mengidentifikasi dengan benar mobil mana dari dua mobil yang identik yang memiliki massa tak teredam tambahan.

Namun, pengalaman luas dalam mengoptimalkan torsi per massa memberi Orbis keunggulan torsi spesifik, menghasilkan torsi roda/berat 49 hingga 117 persen lebih baik daripada pesaing penggerak langsungnya. Motor demo Orbis menambah sekitar 25 pon di setiap sudut, tetapi motor kelas produksi hanya akan menambah sekitar 5 pon, dan mobil akan menjadi sedikitnya 50 hingga 100 pon lebih ringan. Penghematan ini memungkinkan peralihan dari baterai NMC ke kimia besi-fosfat yang lebih murah, lebih besar, dan lebih berat dengan sedikit atau tanpa jarak tempuh, biaya, berat, atau penalti pengemasan.

Demo OEM didasarkan pada model EV lawas dengan motor inboard yang dilepas. Mobil uji dibatasi daya baterainya hingga sekitar setengah dari total daya terukur dari dua motor Orbis, sehingga performa 0–60 tidak berubah, tetapi mobil demo memperoleh kemampuan vektor torsi, dan melepas motor inboard membebaskan volume penumpang/kargo yang berguna.

Karena rangka motor berfungsi sebagai rangka suspensi dan menyalurkan semua beban dari ban ke suspensi, rangka ini sangat kaku. Penyegelan sesuai dengan standar IP67 (kedap debu dan kedap air selama 30 menit pada kedalaman 3 kaki), dan Orbis mempertahankan bantalan roda OEM. Dan dengan tindakan pencegahan pelepas tegangan yang tepat, kabel tegangan tinggi dan sambungan pipa pendingin glikol tidak bermasalah.

Orbis menghabiskan waktu dua tahun untuk mensertifikasi kit untuk mengaliri listrik pada as roda yang tidak digerakkan dari mobil pengiriman barang yang hanya memerlukan waktu tiga jam untuk dipasang. Pada Ford Transit, penggunaan baterai NMC 14-kWh di pasar dengan biaya bahan bakar $5 per galon dapat menghemat bahan bakar tahunan sebesar $2.650, sehingga dapat dengan mudah menutupi biaya awal sebesar $16.000. Dan pemasangan PHEV dari OEM global di atas menggunakan platform yang sama dengan kendaraan pasar Amerika Utara yang populer di kalangan tuner, sehingga ada minat purnajual untuk memproduksi kit retrofit Orbis AWD (mungkin dengan media drive akhir tahun ini).

Tahukah Anda bahwa semi-trailer berpendingin menggunakan mesin dieselnya sendiri? Alternatif yang sepenuhnya bertenaga listrik memerlukan baterai yang sangat besar ditambah pengisian daya Level 2 atau Level 3. Menggunakan versi motor roda Orbis yang didinginkan udara yang lebih sederhana untuk menghasilkan daya—23 kW selama pengereman, 9 kW terus-menerus saat melaju—memungkinkan ukuran baterai dipotong setengahnya. Pengaturan ini sudah dijual, membantu menurunkan biaya untuk menglistriki armada truk berpendingin.

Saya jadi bertanya-tanya: Bagaimana jadinya dunia saat ini jika Ferdinand Porsche bertemu Wellington Adams dulu? Mungkinkah motor hub listrik yang ringan dan bertenaga telah menciptakan status quo sistem penggerak?

Desain modular Orbis memungkinkan paket dasar yang ditunjukkan, berukuran diameter 16,5 inci dengan lebar 4,3 inci dan menambahkan kurang dari 25 pon tanpa pegas, untuk menghasilkan antara 461 dan 1.936 lb-ft ke setiap roda dengan satu rotor, tergantung pada gir dan muatan magnet tanah jarang. Menambahkan rotor kedua memperlebar paket sebesar 2,4 inci, menambahkan sekitar 10 lb, dan meningkatkan output torsi roda menjadi 922–3.872 lb-ft. Dalam gambar ini, rotor terhubung ke sun gear, sementara drum, cakram rem, dan roda terhubung ke planet carrier. Ring gear tetap diam.

Keajaiban pengemasan: Itulah penggerak reduksi gigi yang dikemas dalam "topi" tempat sambungan CV akan berada, di antara sambungan suspensi produksi yang ada. Kaliper rem servis dan rem parkir berayun ke dalam untuk melepaskan cakram dan rumah motor "bel" luar untuk diservis. Saluran listrik (oranye) dan selang pendingin (hitam) dirancang untuk melentur melalui perjalanan suspensi penuh.

Bagian motor berwarna hijau limau tetap diam, sementara “jari-jari” hitam yang berputar bersama roda tetap terhubung dengan rotor rem. Desain ini memastikan komponen bergerak secara sinkron, menjaga stabilitas dan kinerja sistem pengereman secara optimal saat kendaraan beroperasi.

Sumber : motortrend.com