Phân tích xu hướng công nghệ trong tương lai và phương pháp thực hiện của hệ thống động cơ
Là một trong ba thành phần cốt lõi của xe năng lượng mới, hệ thống động cơ truyền động trực tiếp xác định các chỉ số hiệu suất chính như leo, tăng tốc và tốc độ tối đa của xe điện, và công nghệ và mức độ sản xuất của nó ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất và chi phí của toàn bộ chiếc xe . .
Với sự sụt giảm mạnh về trợ cấp và tăng số dặm và an toàn, động cơ truyền động năng lượng mới của Trung Quốc cần được phát triển theo xu hướng kích thước nhỏ, trọng lượng nhẹ, tích hợp, mật độ năng lượng cao hơn và phạm vi tốc độ rộng hơn.
Dưới đây, mạng lưới xe điện công nghệ cao sẽ tập trung vào các xu hướng kỹ thuật chính của động cơ truyền động, cũng như việc thực hiện, khó thực hiện, v.v., cho phần lớn ngành công nghiệp đọc và hiểu.
01 chi phí thấp
Hiện tại, có hai cách chính để đạt được các chiến lược chi phí thấp cho việc điều khiển động cơ, bao gồm giảm lượng vật liệu đất hiếm được sử dụng, giảm chất thải của vật liệu đất hiếm và tối ưu hóa cấu trúc của động cơ.
(1) Giảm lượng vật liệu đất hiếm được sử dụng
Dữ liệu điện của Huayu cho thấy theo giá đất hiếm hiện có, một nam châm đất hiếm của động cơ chỉ chiếm 2,5% đến 4,5% trọng lượng của toàn bộ máy, nhưng chi phí chiếm khoảng 33% toàn bộ máy. Khi giá đất hiếm cao, thép từ tính Chi phí cho toàn bộ máy là hơn 60%. Vì lý do này, việc giảm lượng đất hiếm có hiệu quả có thể giảm chi phí.
(2) Tối ưu hóa cấu trúc động cơ
Hầu hết các công ty động cơ sử dụng thiết kế tối ưu hóa cấu trúc liên kết và tăng tỷ lệ mô-men xoắn miễn cưỡng để giảm lượng vật liệu đất hiếm được sử dụng. Trong số đó, Huayu Electric đã giảm độ từ tính bằng cách tăng tỷ số mô-men xoắn miễn cưỡng và giới thiệu cấu trúc đục lỗ rô-to thế hệ thứ tư.
(3) Thông qua thiết bị sản xuất tự động
Hiện nay, hầu hết các doanh nghiệp xe máy của Trung Quốc đều tuân theo quy trình sản xuất truyền thống, và các thiết bị sản xuất tương đối lạc hậu. Do đó, tỷ lệ sử dụng nguyên liệu thô (bao gồm nam châm vĩnh cửu, tấm thép silicon, v.v.) của động cơ nam châm vĩnh cửu trong xe năng lượng mới của Trung Quốc thấp hơn khoảng 10% so với nước ngoài. Để đạt được kiểm soát chi phí tốt hơn, các công ty ô tô trong nước nên đạt được sản xuất tự động càng sớm càng tốt.
02 nhỏ nhẹ
Hệ thống truyền động chiếm 30% -40% tổng chất lượng của xe điện thuần túy. Với sự cải thiện các yêu cầu nhẹ của ô tô, việc phát triển các động cơ nhỏ và nhẹ cũng là điều bắt buộc.
Thực hiện: Hiện tại, trọng lượng của hệ thống động cơ chủ yếu đạt được bằng cách sử dụng vật liệu hiệu suất cao, giảm số lượng linh kiện, giảm tổn thất chuyển mạch, khối lượng tụ điện và áp dụng bao bì mật độ cao và làm mát nước.
(1) Lựa chọn vật liệu
Nhìn chung, việc sử dụng động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu làm ổ đĩa nhẹ hơn nhiều so với động cơ không đồng bộ, đây cũng là một lý do quan trọng đối với động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu làm động cơ chính. Đồng thời, việc sử dụng vật liệu nam châm vĩnh cửu hiệu suất cao và vật liệu từ tính hiệu suất cao có thể giúp đạt được mục tiêu của động cơ nhẹ.
(2) Tối ưu hóa cấu trúc động cơ
Các chuyên gia trong ngành tin rằng việc thay đổi độ dày của lớp cách nhiệt, hoặc tối ưu hóa cấu trúc thông gió, phương pháp cuộn dây động cơ, ... có thể làm giảm hiệu quả kích thước của động cơ và giảm trọng lượng của động cơ. Thông thường có lõi rôto để tăng thiết kế giảm trọng lượng hoặc sử dụng giá đỡ rôto để giảm trọng lượng rôto.
Trong số đó, có sự chênh lệch bán kính lớn giữa đáy của khe nam châm vĩnh cửu của động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu và bề mặt của trục động cơ, và có một không gian tối ưu hóa lớn. Thông qua thử nghiệm mô phỏng độ bền cơ học và mạch từ của rôto của động cơ, cấu trúc và kích thước của rãnh giảm trọng lượng trong rôto có thể được cải thiện, và vật liệu hợp kim nhẹ và cường độ cao có thể được sử dụng để nhận ra việc giảm trọng lượng và mật độ công suất cao của động cơ.
03 mật độ năng lượng cao
Hiện nay, mật độ năng lượng đã trở thành một chỉ số thiết kế quan trọng cho thiết kế động cơ. Đến năm 2020, mật độ năng lượng được điều khiển điện tử của xe ô tô điện thuần túy ở Trung Quốc cần đạt 35KW / L.
Thực hiện: Nói chung, thường có ba phương pháp để cải thiện mật độ công suất của động cơ: một là tối ưu hóa thiết kế điện từ của động cơ, bao gồm tối ưu hóa hệ thống tản nhiệt, cuộn dây hình thành, cuộn dây tập trung, v.v.; thứ hai là sử dụng vật liệu điện từ hiệu suất cao; Nó là thích hợp để tăng tốc độ định mức của động cơ; thứ tư là để cải thiện khả năng tản nhiệt của động cơ.
(1) Lựa chọn nam châm vĩnh cửu:
Để cải thiện mật độ mô-men xoắn và mật độ công suất của động cơ, nên xem xét các vật liệu nam châm vĩnh cửu có mật độ từ thông vĩnh cửu, lực cưỡng bức và sản phẩm năng lượng từ tối đa khi chọn vật liệu nam châm vĩnh cửu và cũng cần xem xét khả năng chịu nhiệt . Trong số đó, một chuyên gia kỹ thuật của doanh nghiệp xe máy cho biết, việc sử dụng vật liệu sắt từ cao dày 0,35 có thể làm giảm hiệu quả tổn thất sắt của động cơ trong vùng tốc độ cao.
(2) Tối ưu hóa cấu trúc động cơ:
Đầu tiên, cần thiết lập một mô hình tổn thất sắt đáng tin cậy để phân tích độ bão hòa từ trường, biến dạng dạng sóng, mất vật liệu lõi và dự đoán mô hình lý tưởng dựa trên các giả định hình sin, xung và tuyến tính. Thứ hai là tối ưu hóa cấu trúc của hệ thống động cơ, bao gồm tối ưu hóa hệ thống tản nhiệt, cuộn dây hình thành hoặc cuộn dây tập trung.
Hiện thực hóa vấn đề: Điều này được hiểu rằng môi trường tản nhiệt của động cơ mật độ công suất cao nghiêm trọng hơn, và tổn thất trên mỗi đơn vị khối lượng trong quá trình vận hành cũng cao hơn, điều này sẽ gây ra vấn đề tăng nhiệt độ nghiêm trọng, do đó ảnh hưởng đến độ tin cậy và tuổi thọ chiếc xe máy. Vì lý do này, cần phải cải thiện hệ thống làm mát của động cơ và tối ưu hóa khả năng tản nhiệt của cuộn dây, đây là một vấn đề lớn cần được giải quyết trong động cơ mật độ công suất cao hiện nay cho xe điện. Hiện nay, hầu hết các công ty động cơ sử dụng làm mát không khí và làm mát nước để tản nhiệt.
04 phạm vi tốc độ rộng hơn
Phạm vi điều chỉnh tốc độ là một chỉ số để đo dung lượng truyền của hệ thống. Hiện tại, phạm vi điều chỉnh tốc độ có hai chế độ hiệu suất: một là tỷ lệ giữa tốc độ tối thiểu và tốc độ tối đa có thể đạt được bằng hệ thống kiểm soát tốc độ, chẳng hạn như 1: 100; thứ hai là cao nhất Tỷ lệ giữa tốc độ quay với tốc độ quay tối thiểu (giá trị D) chỉ ra rằng, ví dụ, D = 100, v.v., bản chất của hai là như nhau.
Yêu cầu cụ thể: Động cơ truyền động được yêu cầu để tạo ra mô-men xoắn lớn ở tốc độ thấp và tốc độ cao, và nó cần phải có các đặc tính đầu ra công suất không đổi trong suốt hành trình tốc độ cao.
