Analyse van toekomstige technologietrends en implementatiemethoden van motorsystemen
Als een van de drie kerncomponenten van nieuwe energievoertuigen, bepaalt het aandrijfmotorensysteem direct de belangrijkste prestatie-indicatoren zoals klimmen, accelereren en maximale snelheid van elektrische voertuigen, en zijn technologie en productieniveau zijn rechtstreeks van invloed op de prestaties en kosten van het hele voertuig . .
Met de scherpe daling van de subsidies en de toename van het aantal kilometers en de veiligheid, moeten de nieuwe aandrijfmotoren voor energievoertuigen in China worden ontwikkeld in de trend van klein formaat, lichtgewicht, integratie, hogere vermogensdichtheid en een groter snelheidsbereik.
Hieronder zal het hightech elektrisch voertuignetwerk zich concentreren op de belangrijkste technische trends van de aandrijfmotor, evenals de implementatie, moeilijkheidsgraad van de implementatie, enz., Voor het merendeel van de industrie om te lezen en te begrijpen.
01 lage kosten
Op dit moment zijn er twee belangrijke manieren om goedkope strategieën voor het aandrijven van motoren te realiseren, waaronder het verminderen van de hoeveelheid gebruikte zeldzame aardematerialen, het verminderen van verspilling van zeldzame aardematerialen en het optimaliseren van de structuur van de motor.
(1) Verminder de hoeveelheid gebruikte zeldzame aarden materialen
Elektrische gegevens van Huayu laten zien dat een zeldzame aardemagneet van een motor volgens de bestaande prijs van zeldzame aarde slechts 2,5% tot 4,5% van het gewicht van de hele machine vertegenwoordigt, maar dat de kosten ongeveer 33% van de totale machine uitmaken. Wanneer de prijs van zeldzame aarde hoog is, neemt het magnetische staal de kosten van de hele machine voor meer dan 60%. Om deze reden kan het verminderen van de hoeveelheid zeldzame aarde de kosten effectief verminderen.
(2) Optimaliseer de motorstructuur
De meeste motorbedrijven gebruiken het ontwerp van de topologieoptimalisatie en vergroten de reluctantie-torsieverhouding om de hoeveelheid gebruikte zeldzame-aardematerialen te verminderen. Daaronder heeft Huayu Electric de magnetoweerstand verminderd door de reluctantie-koppelverhouding te verhogen en de rotorponsstructuur van de vierde generatie in te voeren.
(3) Keur geautomatiseerde productieapparatuur goed
Op dit moment volgen de meeste Chinese motorondernemingen het traditionele productieproces en is de productieapparatuur relatief achterwaarts. Als gevolg hiervan is de bezettingsgraad van grondstoffen (inclusief permanente magneten, siliciumstaalplaten, enz.) Van motoren met permanente magneten in de nieuwe energievoertuigen van China ongeveer 10% lager dan die van het buitenland. Om kostenbeheersing beter te kunnen realiseren, moeten binnenlandse motorbedrijven zo snel mogelijk geautomatiseerde productie realiseren.
02 klein lichtgewicht
Het aandrijfsysteem neemt 30% tot 40% van de totale kwaliteit van puur elektrische voertuigen voor zijn rekening. Met de verbetering van de lichtgewichtvereisten van auto's, is de ontwikkeling van kleine en lichtgewichtmotoren ook noodzakelijk.
Implementatie: momenteel wordt het gewicht van het motorsysteem voornamelijk bereikt door gebruik te maken van hoogwaardige materialen, waardoor het aantal componenten wordt verminderd, schakelverliezen worden beperkt, het volume van de condensator wordt beperkt en verpakkingen en waterkoeling met een hoge dichtheid worden gebruikt.
(1) Materiaalkeuze
Over het algemeen is het gebruik van een synchrone permanentmagneetmotor als aandrijving veel lichter dan een asynchrone motor, wat ook een belangrijke reden is voor synchrone motoren met permanente magneten als reguliere motoren. Tegelijkertijd kan het gebruik van lichtgewicht motoren bijdragen aan het gebruik van hoogwaardige permanente magneetmaterialen en krachtige magnetische materialen.
(2) Optimaliseer de motorstructuur
Experts uit de industrie zijn van mening dat het veranderen van de dikte van de isolatie, of het optimaliseren van de ventilatiestructuur, motorwikkelingsmethode, enz. Effectief de grootte van de motor kan verminderen en het gewicht van de motor kan verminderen. Het is gebruikelijk om een rotorkern te hebben om het gewichtsverminderingsontwerp te vergroten, of om een rotorbeugel te gebruiken om het rotorgewicht te verminderen.
Onder hen is er een groot radiusverschil tussen de bodem van de permanente magneetgleuf van de synchrone permanentmagneetmotor en het oppervlak van de motoras, en er is een grote optimalisatieruimte. Door de mechanische sterkte en magnetische circuitsimulatietest van de rotor van de motor, kunnen de structuur en de afmeting van de gewichtsreductiegroef in de rotor worden verbeterd, en kan het lichte en sterke legeringsmateriaal worden gebruikt om de gewichtsvermindering te realiseren en hoge vermogensdichtheid van de motor.
03 hoge vermogensdichtheid
Op dit moment is de vermogensdichtheid een belangrijke ontwerpindicator geworden voor motorontwerp. Tegen 2020 moet de elektronisch geregelde vermogensdichtheid van puur elektrische personenauto's in China 35KW / L bereiken.
Implementatie: Over het algemeen zijn er meestal drie methoden om de vermogensdichtheid van de motor te verbeteren: de ene is om het elektromagnetische ontwerp van de motor te optimaliseren, inclusief de optimalisatie van het warmtedissipatiesysteem, de vormwikkeling, de geconcentreerde wikkeling, enz .; de tweede is om krachtige elektromagnetische materialen te gebruiken; Het is passend om het nominale toerental van de motor te verhogen; de vierde is om het warmtedissipatievermogen van de motor te verbeteren.
(1) Selectie van permanente magneten:
Om de torsiedichtheid en de vermogensdichtheid van de motor te verbeteren, moeten permanente magneetmaterialen met permanente magnetische fluxdichtheid, coërcitiekracht en maximale magnetische energieproduct worden geselecteerd bij het selecteren van permanente magneetmaterialen, en de temperatuurbestendigheid van permanente magneten moet ook worden overwogen . Onder hen zei een technische expert van een motoronderneming dat het gebruik van 0,35 dik ferromagnetisch materiaal met hoge magnetische eigenschappen het ijzerverlies van de motor in de hogesnelheidszone effectief kan verminderen.
(2) Optimalisatie van de motorstructuur:
Ten eerste is het noodzakelijk om een betrouwbaar model van ijzerverlies te ontwikkelen om verzadiging van het magnetisch veld, golfvormvervorming, ijzerverlies van kernmateriaal en ideale modelvoorspelling te analyseren op basis van sinus-, puls- en lineaire aannames. De tweede is om de structuur van het motorsysteem te optimaliseren, inclusief de optimalisatie van het warmtedissipatiesysteem, de vormwikkeling of de centrale wikkeling.
Realisatie van het probleem: Het is duidelijk dat de warmtedissipatieomgeving van de motor met hoge vermogensdichtheid ernstiger is en dat het verlies per volume-eenheid tijdens bedrijf ook hoger is, wat ernstige temperatuurstijgingsproblemen met zich mee zal brengen, waardoor de betrouwbaarheid en levensduur van de motor. Om deze reden is het noodzakelijk om het koelsysteem van de motor te verbeteren en de warmtedissipatiecapaciteit van de wikkeling te optimaliseren, wat een groot probleem is dat moet worden opgelost in de huidige motor met hoge vermogensdichtheid voor elektrische voertuigen. Op dit moment gebruiken de meeste motorbedrijven luchtkoeling en waterkoeling om warmte af te voeren.
04 groter snelheidsbereik
Het snelheidsregelbereik is een indicator om de transmissiecapaciteit van het systeem te meten. Op dit moment heeft het snelheidsregelbereik twee prestatiemodi: een is de verhouding tussen de minimum snelheid en de maximale snelheid die kan worden bereikt door het snelheidsregelsysteem, zoals 1: 100; de tweede is de hoogste De verhouding van de rotatiesnelheid tot de minimale rotatiesnelheid (D-waarde) geeft aan dat, bijvoorbeeld, D = 100, etc., de essentie van de twee hetzelfde is.
Specifieke vereisten: De aandrijfmotor moet een groot koppel uitvoeren bij lage snelheid en hoge snelheid, en het moet constante vermogensafgifte-eigenschappen hebben tijdens een cruise op hoge snelheden.
