Development of electric vehicle motors: design and challenges

In a global context in which we are facing an environmental crisis, the development of technologies that can contribute to reduce the environmental impact is of great relevance. The implementation of electric vehicles is an urgent matter since they represent a more sustainable choice compared to petrol or diesel cars. To achieve the goal of spreading the use of EVs, it is necessary to overcome technical difficulties found in this kind of vehicles in terms of cost and range. This thesis is discussing the three main types of motors used in EVs industry, which are: induction motor (IM), permanent magnet synchronous motor (PMSM), and switched reluctance motor (SRM). Since the motor is a key component of an electric vehicle, it is very important to study its qualities. Each type of motor has benefits and challenges in terms of cost and range. The thesis describes each type of motor showing their design aspects and performance parameters, as well as review the advanced techniques employed to compensate for its disadvantages and finally predicts the future development trends of each type of motor.

In un contesto globale in cui stiamo affrontando una crisi ambientale, lo sviluppo di tecnologie che possono contribuire a ridurre l'impatto ambientale è di grande rilevanza. L'implementazione dei veicoli elettrici è una questione urgente poiché rappresentano una scelta più sostenibile rispetto alle auto a benzina o diesel. Per raggiungere l'obiettivo di diffondere l'uso dei veicoli elettrici, è necessario superare le difficoltà tecniche riscontrate in questo tipo di veicoli in termini di costo e autonomia. Questa tesi discute i tre principali tipi di motori utilizzati nell'industria dei veicoli elettrici, che sono: motore a induzione (IM), motore sincrono a magneti permanenti (PMSM) e motore a riluttanza commutata (SRM). Poiché il motore è un componente fondamentale di un veicolo elettrico, è molto importante studiarne le qualità. Ogni tipo di motore presenta vantaggi e sfide in termini di costi e autonomia. La tesi descrive ogni tipo di motore mostrandone gli aspetti progettuali e i parametri prestazionali, oltre a rivedere le tecniche avanzate impiegate per compensare i suoi svantaggi e infine prevede le tendenze di sviluppo futuro di ogni tipo di motore.