Yn ferliking mei radiale fluxmotors hawwe axiale fluxmotors in protte foardielen yn it ûntwerp fan elektryske auto's. Bygelyks, axiale fluxmotors kinne it ûntwerp fan 'e oandriuwing feroarje troch de motor fan 'e as nei de binnenkant fan 'e tsjillen te ferpleatsen.
1. As fan macht
Axiale fluxmotorskrije hieltyd mear omtinken (grip krije). Jierrenlang wurdt dit type motor brûkt yn stasjonêre tapassingen lykas liften en lânboumasines, mar yn it ôfrûne desennium hawwe in protte ûntwikkelders wurke oan it ferbetterjen fan dizze technology en it tapassen op elektryske motorfytsen, fleanfjildpods, frachtweinen, elektryske auto's en sels fleantugen.
Tradisjonele radiale fluxmotors brûke permaninte magneten of ynduksjemotors, dy't wichtige foarútgong hawwe makke yn it optimalisearjen fan gewicht en kosten. Se hawwe lykwols in protte swierrichheden mei it fierder ûntwikkeljen. Axiale flux, in folslein oar type motor, kin in goed alternatyf wêze.
Yn ferliking mei radiale motors is it effektive magnetyske oerflak fan axiale flux permaninte magneetmotors it oerflak fan 'e motorrotor, net de bûtenste diameter. Dêrom kinne axiale flux permaninte magneetmotors yn in bepaald motorvolume meastentiids in grutter koppel leverje.
Axiale fluxmotorsbinne kompakter; Yn ferliking mei radiaalmotors is de aksiale lingte fan 'e motor folle koarter. Foar ynterne tsjilmotors is dit faak in krúsjale faktor. De kompakte struktuer fan aksiale motors soarget foar in hegere krêfttichtens en koppeltichtens as ferlykbere radiaalmotors, wêrtroch't ekstreem hege wurksnelheden net nedich binne.
De effisjinsje fan axiale fluxmotors is ek tige heech, meastal mear as 96%. Dit is te tankjen oan it koartere, iendiminsjonale fluxpaad, dat fergelykber of sels heger is yn effisjinsje yn ferliking mei de bêste 2D radiale fluxmotors op 'e merk.
De lingte fan 'e motor is koarter, meastal 5 oant 8 kear koarter, en it gewicht wurdt ek 2 oant 5 kear fermindere. Dizze twa faktoaren hawwe de kar fan ûntwerpers fan platfoarms foar elektryske auto's feroare.
2. Aksiale fluxtechnology
Der binne twa haadtopologyen foaraxiale fluxmotors: dûbele rotor ienige stator (soms oantsjutten as torusstylmasines) en ien rotor dûbele stator.
Op it stuit brûke de measte permaninte magneetmotors radiale flux-topology. It magnetyske flux-sirkwy begjint mei in permaninte magneet op 'e rotor, giet troch de earste tosk op 'e stator, en streamt dan radiaal lâns de stator. Dan giet it troch de twadde tosk om it twadde magnetyske stiel op 'e rotor te berikken. Yn in dûbele rotor axiale flux-topology begjint de flux-lus fan 'e earste magneet, giet axiaal troch de statortosken, en berikt fuortendaliks de twadde magneet.
Dit betsjut dat it fluxpaad folle koarter is as dat fan radiale fluxmotors, wat resulteart yn lytsere motorvoluminten, hegere krêfttichtens en effisjinsje by itselde fermogen.
In radiale motor, wêrby't de magnetyske flux troch de earste tosk giet en dan weromkomt nei de folgjende tosk fia de stator, en de magneet berikt. De magnetyske flux folget in twadiminsjonaal paad.
It magnetyske fluxpaad fan in aksiale magnetyske fluxmasine is iendiminsjonaal, sadat kerrel-oriïntearre elektrysk stiel brûkt wurde kin. Dit stiel makket it makliker foar de flux om troch te gean, wêrtroch de effisjinsje ferbettere wurdt.
Radiale fluxmotors brûke tradisjoneel ferdielde wikkelingen, wêrby't oant de helte fan 'e wikkeleinen net funksjonearret. De oerhing fan 'e spoel sil resultearje yn ekstra gewicht, kosten, elektryske wjerstân en mear waarmteferlies, wêrtroch ûntwerpers it ûntwerp fan 'e wikkelingen moatte ferbetterje.
De einen fan 'e spoelaxiale fluxmotorsbinne folle minder, en guon ûntwerpen brûke konsintrearre of segmintearre wikkelingen, dy't folslein effektyf binne. Foar segmintearre stator radiale masines kin it brekken fan it magnetyske fluxpaad yn 'e stator ekstra ferliezen bringe, mar foar axiale fluxmotors is dit gjin probleem. It ûntwerp fan 'e spoelwikkeling is de kaai foar it ûnderskieden fan it nivo fan leveransiers.
3. Untwikkeling
Axiale fluxmotors stean foar serieuze útdagings yn ûntwerp en produksje, nettsjinsteande har technologyske foardielen, binne har kosten folle heger as dy fan radiale motors. Minsken hawwe in tige yngeande kennis fan radiale motors, en produksjemetoaden en meganyske apparatuer binne ek maklik beskikber.
Ien fan 'e wichtichste útdagings fan axiale fluxmotors is it behâlden fan in unifoarme loftspleet tusken de rotor en stator, om't de magnetyske krêft folle grutter is as dy fan radiale motors, wêrtroch it lestich is om in unifoarme loftspleet te behâlden. De dûbele rotor axiale fluxmotor hat ek problemen mei waarmteôffier, om't de wikkeling djip yn 'e stator en tusken de twa rotorskiven leit, wêrtroch waarmteôffier tige lestich is.
Aksiale fluxmotors binne ek om ferskate redenen lestich te meitsjen. De dûbele rotormasine dy't in dûbele rotormasine mei in jok-topology brûkt (d.w.s. it izeren jok fan 'e stator fuortsmite, mar de izeren tosken behâlde) oerwint guon fan dizze problemen sûnder de motordiameter en magneet út te wreidzjen.
It fuortheljen fan it jok bringt lykwols nije útdagings mei, lykas hoe't yndividuele tosken sûnder in meganyske jokferbining fêstmakke en posysjonearre wurde kinne. Koeling is ek in gruttere útdaging.
It is ek lestich om de rotor te produsearjen en de loftspleet te behâlden, om't de rotorskiif de rotor oanlûkt. It foardiel is dat de rotorskiven direkt ferbûn binne fia in asring, sadat de krêften inoar opheffe. Dit betsjut dat it ynterne lager dizze krêften net kin wjerstean, en syn ienige funksje is om de stator yn 'e middelste posysje tusken de twa rotorskiven te hâlden.
Motors mei dûbele stator en ien rotor steane net foar de útdagings fan sirkelfoarmige motors, mar it ûntwerp fan 'e stator is folle komplekser en dreger te automatisearjen, en de relatearre kosten binne ek heech. Oars as elke tradisjonele radiale fluxmotor binne de produksjeprosessen en meganyske apparatuer fan axiale motors pas koartlyn ûntstien.
4. Tapassing fan elektryske auto's
Betrouberens is krúsjaal yn 'e auto-yndustry, en it bewizen fan 'e betrouberens en robuustheid fan ferskateaxiale fluxmotorsIt is altyd in útdaging west om fabrikanten te oertsjûgjen dat dizze motors geskikt binne foar massaproduksje. Dit hat leveransiers fan axiale motors derta oanset om sels wiidweidige falidaasjeprogramma's út te fieren, wêrby't elke leveransier oantoant dat de betrouberens fan har motor net oars is as dy fan tradisjonele radiale fluxmotors.
It ienige ûnderdiel dat fersliten wurde kin yn inaxiale fluxmotoris de lagers. De lingte fan 'e aksiale magnetyske flux is relatyf koart, en de posysje fan 'e lagers is tichterby, meastentiids ûntworpen om wat "oerdimensionearre" te wêzen. Gelokkich hat de aksiale fluxmotor in lytsere rotormassa en kin legere dynamyske aslasten fan 'e rotor ferneare. Dêrom is de werklike krêft dy't op 'e lagers tapast wurdt folle lytser as dy fan 'e radiale fluxmotor.
Elektroanyske as is ien fan 'e earste tapassingen fan axiale motors. De tinner breedte kin de motor en fersnellingsbak yn 'e as ynkapselje. Yn hybride tapassingen ferkoartet de koartere axiale lingte fan 'e motor op syn beurt de totale lingte fan it oerdrachtsysteem.
De folgjende stap is it ynstallearjen fan 'e axiale motor op it tsjil. Op dizze manier kin krêft direkt fan 'e motor nei de tsjillen oerdroegen wurde, wêrtroch't de effisjinsje fan 'e motor ferbettere wurdt. Troch it eliminearjen fan oerdrachten, differinsjalen en oandriuwassen is de kompleksiteit fan it systeem ek fermindere.
It liket der lykwols op dat standertkonfiguraasjes noch net ferskynd binne. Elke fabrikant fan orizjinele apparatuer docht ûndersyk nei spesifike konfiguraasjes, om't de ferskillende maten en foarmen fan axiale motors it ûntwerp fan elektryske auto's feroarje kinne. Yn ferliking mei radiale motors hawwe axiale motors in hegere krêfttichtens, wat betsjut dat lytsere axiale motors brûkt wurde kinne. Dit biedt nije ûntwerpopsjes foar autoplatfoarms, lykas de pleatsing fan batterijpakketten.
4.1 Segmintearre anker
De YASA (Yokeless and Segmented Armature) motortopology is in foarbyld fan in dûbele rotor single stator topology, dy't de produksjekompleksiteit ferminderet en geskikt is foar automatisearre massaproduksje. Dizze motors hawwe in krêftdichtheid oant 10 kW/kg by snelheden fan 2000 oant 9000 rpm.
Mei in tawijde controller kin it in stroom fan 200 kVA foar de motor leverje. De controller hat in folume fan sawat 5 liter en waacht 5,8 kilogram, ynklusyf termysk behear mei diëlektryske oaljekoeling, geskikt foar axiale fluxmotoren lykas ynduksje- en radiale fluxmotoren.
Hjirtroch kinne fabrikanten fan orizjinele apparatuer foar elektryske auto's en earste-tier-ûntwikkelders fleksibel de passende motor kieze op basis fan 'e tapassing en beskikbere romte. De lytsere grutte en it gewicht meitsje it auto lichter en hat mear batterijen, wêrtroch't de beriksferheging tanimt.
5. Tapassing fan elektryske motorfytsen
Foar elektryske motorfytsen en ATV's hawwe guon bedriuwen AC-aksiale fluxmotors ûntwikkele. It meast brûkte ûntwerp foar dit type auto is DC-borstel-basearre axiale fluxûntwerpen, wylst it nije produkt in AC-ûntwerp is, folslein ôfsletten boarstelleas.
De spoelen fan sawol DC- as AC-motors bliuwe stasjonêr, mar de dûbele rotors brûke permaninte magneten ynstee fan rotearjende ankers. It foardiel fan dizze metoade is dat it gjin meganyske omkearing fereasket.
It AC-aksiale ûntwerp kin ek standert trijefase AC-motorcontrollers brûke foar radiale motors. Dit helpt om kosten te ferminderjen, om't de controller de stroom of it koppel kontrolearret, net de snelheid. De controller fereasket in frekwinsje fan 12 kHz of heger, wat de haadstreamfrekwinsje fan sokke apparaten is.
De hegere frekwinsje komt fan 'e legere wikkelinduktânsje fan 20 µH. De frekwinsje kin de stroom kontrolearje om stroomrimpel te minimalisearjen en in sinusfoarmich sinjaal sa glêd mooglik te garandearjen. Fanút in dynamysk perspektyf is dit in geweldige manier om glêdere motorkontrôle te berikken troch rappe koppelferoarings mooglik te meitsjen.
Dit ûntwerp brûkt in ferdielde dûbele laachwikkeling, sadat de magnetyske flux fan 'e rotor nei in oare rotor streamt troch de stator, mei in heul koart paad en hegere effisjinsje.
De kaai fan dit ûntwerp is dat it kin wurkje op in maksimale spanning fan 60 V en net geskikt is foar systemen mei hegere spanning. Dêrom kin it brûkt wurde foar elektryske motorfytsen en fjouwerwielige auto's fan 'e klasse L7e lykas Renault Twizy.
De maksimale spanning fan 60 V makket it mooglik om de motor te yntegrearjen yn mainstream 48 V elektryske systemen en ferienfâldiget ûnderhâldswurk.
De spesifikaasjes foar de L7e fjouwertsjilmotorfyts yn 'e Jeropeeske Kaderferoardering 2002/24/EG stelle fêst dat it gewicht fan auto's dy't brûkt wurde foar it ferfier fan guod net mear as 600 kilogram weaget, sûnder it gewicht fan batterijen. Dizze auto's meie net mear as 200 kilogram passazjiers, net mear as 1000 kilogram fracht en net mear as 15 kilowatt motorfermogen ferfiere. De ferspraat wikkelmetoade kin in koppel fan 75-100 Nm leverje, mei in peakútfierfermogen fan 20-25 kW en in trochgeand fermogen fan 15 kW.
De útdaging fan axiale flux leit yn hoe't koperen wikkelingen waarmte ôfliede, wat lestich is om't waarmte troch de rotor moat. De ferdielde wikkeling is de kaai ta it oplossen fan dit probleem, om't it in grut oantal poalspleten hat. Op dizze manier is der in grutter oerflak tusken it koper en de skulp, en kin waarmte nei bûten oerdroegen wurde en ôffierd wurde troch in standert floeistofkoelsysteem.
Meardere magnetyske poalen binne essensjeel foar it brûken fan sinusfoarmige golffoarmen, dy't helpe om harmoniken te ferminderjen. Dizze harmoniken manifestearje har as ferwaarming fan 'e magneten en kearn, wylst koperen komponinten de waarmte net kinne ôffiere. As waarmte ophoopt yn magneten en izeren kearnen, nimt de effisjinsje ôf, dêrom is it optimalisearjen fan 'e golffoarm en it waarmtepaad krúsjaal foar motorprestaasjes.
It ûntwerp fan 'e motor is optimalisearre om kosten te ferminderjen en automatisearre massaproduksje te berikken. In ekstrudere húsfestingring fereasket gjin komplekse meganyske ferwurking en kin materiaalkosten ferminderje. De spoel kin direkt opwikkele wurde en in bondingproses wurdt brûkt tidens it opwikkelproses om de juste gearstallingsfoarm te behâlden.
It wichtichste punt is dat de spoel makke is fan standert kommersjeel beskikbere tried, wylst de izeren kearn laminearre is mei standert transformatorstiel, dat gewoan yn foarm snien hoecht te wurden. Oare motorûntwerpen fereaskje it gebrûk fan sêfte magnetyske materialen yn 'e kearnlaminaasje, wat djoerder wêze kin.
It brûken fan ferdielde windingen betsjut dat it magnetyske stiel net segmentearre hoecht te wurden; Se kinne ienfâldiger foarmen hawwe en makliker te produsearjen. It ferminderjen fan de grutte fan magnetysk stiel en it garandearjen fan it gemak fan produksje hat in wichtige ynfloed op it ferminderjen fan kosten.
It ûntwerp fan dizze axiale fluxmotor kin ek oanpast wurde neffens de easken fan 'e klant. Klanten hawwe oanpaste ferzjes ûntwikkele om basisûntwerp hinne. Dan produsearre op in proefproduksjeline foar iere produksjeferifikaasje, dy't yn oare fabriken replikearre wurde kinne.
Oanpassing is benammen om't de prestaasjes fan it auto net allinich ôfhinklik binne fan it ûntwerp fan 'e axiale magnetyske fluxmotor, mar ek fan 'e kwaliteit fan' e autostruktuer, it batterijpakket en it BMS.
Pleatsingstiid: 28 septimber 2023
